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  • 目前,国内交通信号灯普遍采用定周期程控技术,即主要靠经验和以往统计数据确定红绿灯亮灭时间。... 从功能特点来看,智能交通信号灯系统应具有时间固定模式、时间设定模式、时间感应模式、现场遥控模式、远程控制模
  • 目前,国内交通信号灯普遍采用定周期程控技术,即主要靠经验和以往统计数据确定红绿灯亮灭时间。... 从功能特点来看,智能交通信号灯系统应具有时间固定模式、时间设定模式、时间感应模式、现场遥控模式、远程控制模
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  • 引言  目前,国内交通信号灯普遍采用定周期程控技术,即主要靠经验和以往统计数据确定红... 从功能特点来看,智能交通信号灯系统应具有时间固定模式、时间设定模式、时间感应模式、现场遥控模式、远程控制模式等信号
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    万次阅读 多人点赞 2019-04-06 18:43:22
    写在前面 1)现实意义 早期使用的交通信号灯是固定配时的调控方式,无法随着车流量的变动而调整绿灯时间...智能交通系统的核心是交通信号灯的智能控制算法,根据实时交通流的大小,配置信号周期及各种色灯的闪亮时间...

    写在前面

    1)现实意义

    早期使用的交通信号灯是固定配时的调控方式,无法随着车流量的变动而调整绿灯时间,这降低绿灯的使用效益,增大了车辆在交叉口的延误。堵车现象频繁发生,给市民工作生活带来了极大不便,国民经济受到影响。这时候提高道路通行效率,特别是交叉路口的车辆通行效率就显得尤为重要。

    2)关键技术

    智能交通系统的核心是交通信号灯的智能控制算法,根据实时交通流的大小,配置信号周期及各种色灯的闪亮时间, 以在所有道口的全体车辆等待时间最短为目标。

    3)实时配时算法的实现

    本文主要以MATLAB的模糊数据工具箱GUI界面设计模块为基础,结合现有的关于智能交通信号灯控制系统的理论,进行对智能交通系统的实时配时算法的设计和实现。

    软件工具:MATLAB
    文献参考:https://wenku.baidu.com/view/8c814b04844769eae009ed5e.html

    关于实时配时模型设计的理论知识,这里就不再 赘述了,通过上方给出的文献,也可以在知网上搜寻其他文献,来了解下理论内容。接下来,主要将智能交通信号灯控制系统的核心部分(即实时配时算法),用MATLAB工具进行设计和实现。

    1. 模糊控制算法的设计

    本小节主要内容就是使用MATLAB的模糊数据工具箱,建立基于排队长度和长度差的模糊控制规则、控制算法。
    搭建好的模糊控制算法,如下图所示:在这里插入图片描述
    其中Road01是代表其中一条路上检测到的车辆(关于如何检测车辆数目,可以用视觉识别系统,路面传感器设置等多种方式,由于不是本文的重点内容,本文就不再赘述了);Road02是代表两条路上车辆数目的差值。
    1)模糊模型具体的步骤建立,参考下方链接:
    https://mp.csdn.net/mdeditor/89057028#
    2)基于模糊数据模型,用MATLAB中的simulink仿真模块建立一个Model,可以看出两个输入与输出的关系。也就是说,输入一条道路上的车辆数目以及两条道路车辆的差值,那么便可以得到,该道路上的绿灯需要时间,于此同时,另一个道路的红灯时间与此路口绿灯时间一致。
    关于Simulink中建立Model的具体步骤,参考下方链接:
    https://blog.csdn.net/weixin_43958974/article/details/89057396

    2. 模糊控制平面

    根据以上步骤得出的绿灯延时模糊控制规则,可以用MATLAB拟合和绘制出相对应的模糊控制平面。在这里插入图片描述
    关于离散二元曲面的拟合,参考如下链接:
    https://blog.csdn.net/weixin_43958974/article/details/89057727

    3. GUI界面设计

    在这里插入图片描述
    1)Road01与Road02为输入值,它们分别代表着十字路口两条路况下检测到的路况数目。
    既可以手动输入,两条路况车辆的数目进行模拟计算其中一条路口绿灯延时情况。也可以点击输入,自动为Road01和Road02两者进行赋值随机数,并且由于路况车辆数目是随机的,并且根据统计学规律,该随机数是服从泊松分布的,因此,该界面可以自动为两者赋值泊松分布随机数的(泊松分布参数可以根据统计进行修改,暂时分别设定为20与5方便智能交通信号灯系统的模拟)。如下图所示:在这里插入图片描述
    2)为Road01与Road02赋值后,点击确定,图框内会模拟绿灯,并且在其下方,根据所建立的模糊数据模型计算得到绿灯的延时时间。此时的时间保留为双精度的。在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    3)点击倒计时,右侧的时间会开始以整型数据的形式,进行倒计时。
    在这里插入图片描述
    并且,在倒计时完成之后,会变为红灯。

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    基于arduino UNO的倒计时交通信号灯系统

    大一新生,刚开始学arduino,看的是程晨老师的《Arduino 电子设计实战指南 零基础篇》,有一道课后题是制作一个带倒计时的交通信号灯,利用实验室器材花了一个多小时时间做出来的。使用arduino uno开发板和共阳极数码管,其中红灯倒计时由9到0,绿灯倒计时由5到0,黄灯倒计时由2到0。
    实物图
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
    原理图
    在这里插入图片描述
    代码如下,过于粗糙,欢迎大家斧正。

    int pinNum;
    int redLed = 10;
    int yellowLed = 11;
    int greenLed = 12;
    int smgtwo = 2;
    int smgthree = 3;
    int smgfour = 4;
    int smgfive = 5;
    int smgsix = 6;
    int smgseven = 7;
    int smgeight = 8;
    int smgnine = 9;
    void trafficLights(int red,int yellow,int green)
    {
      digitalWrite(redLed ,red);
      digitalWrite(yellowLed ,yellow);
      digitalWrite(greenLed ,green);
    }
    void smg(int two,int three,int four,int five,int six,int seven,int eight,int nine)
    {
      digitalWrite(smgtwo,two);
      digitalWrite(smgthree,three);
      digitalWrite(smgfour,four);
      digitalWrite(smgfive,five);
      digitalWrite(smgsix,six);
      digitalWrite(smgseven,seven);
      digitalWrite(smgeight,eight);
      digitalWrite(smgnine,nine);
    }
    void setup() 
    {
      for(pinNum=2;pinNum<=12;pinNum++)
      {
          pinMode(pinNum,OUTPUT);
      }
    }
    
    void loop() 
    {
      trafficLights(HIGH,LOW,LOW);
      smg(HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(LOW,LOW,HIGH,HIGH,LOW,LOW,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,HIGH,HIGH,LOW,HIGH,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,HIGH,HIGH,LOW,LOW,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,HIGH,LOW,HIGH,LOW,LOW,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,LOW,HIGH,HIGH,LOW,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,LOW,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW,LOW);
      delay(1000);
      smg(LOW,LOW,LOW,HIGH,LOW,LOW,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(LOW,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      
      trafficLights(LOW,HIGH,LOW);
      smg(HIGH,HIGH,HIGH,LOW,LOW,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,HIGH,LOW,HIGH,LOW,LOW,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,LOW,HIGH,HIGH,LOW,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(HIGH,LOW,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW,LOW);
      delay(1000);
      smg(LOW,LOW,LOW,HIGH,LOW,LOW,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(LOW,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      
      trafficLights(LOW,LOW,HIGH);
      smg(HIGH,LOW,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW,LOW);
      delay(1000);
      smg(LOW,LOW,LOW,HIGH,LOW,LOW,HIGH,LOW);
      delay(1000);
      smg(LOW,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,HIGH,LOW);
      delay(1000);
    }
    

    这里自定义了两个函数,一个trafficLights用来控制红绿灯的亮灭,一个swg用来控制数码管显示的数字。
    本人是大一新生某不知名邮电大学电子信息类专业,对硬件方面非常感兴趣,欢迎各位私聊交流。

    展开全文

空空如也

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