【智能交通信号灯系统设计9800字（论文）】.docx

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1、的各种不同的含义作了正规规定。交通的出行为居民生活之中不能够缺少的内容之一，并且交通也为经济的重点，优质的交通情况对于提升居民的生活水平与制造力均有关键价值，不过交通的困难却始终未被完全处理。十字路成为城市线路的基础，其运行水平揩造成路网的运行状况的改变。路口经过交通灯实施管控，所以交通信号灯的低效管控会造成很多困难，比如乘客长时间的延迟与非常多的能源损失。并且有几率造成车祸的发生。智能交通灯控制系统影响着整个交通，在不同的交通灯模式下，不同的交通灯在不同的行驶方向上都有不同的指示灯和控制灯的功能。现如今，交叉路口数量连年增加，汽车拥挤而造成的交通效率低下，往往造成期望与实际结果之间的巨大差距

2、。鉴于交通堵塞现象日益严重，单靠行政措施是远远不够的，解决交通问题还必须以科学技术为基础，有效管理城市交通，有效监测和管理交通事故，如堵塞事件。如果城市要实现智能的交通管制，就必须考虑到异常情况，毫无疑问，管制交通的最容易和最有效的方式是使用交通灯，一个紧迫的问题是交通管理中的优化智能交通系统，缓解了城市交通拥挤问题。实现交通信号灯的数据传输，城市道路单交叉口的交通信号灯，这样提高每个交叉口的交通效率改善了整个交通运输的交通流量网络。1.2国内外研究现状这些年以来，伴着进一步的学习与智能设备的前行，愈发多的探讨使用深层次的学习来处理交通困难。深层次的学习涵盖加强，监督与无监督的学习，而且已使用

3、在交通的预估与路网络流量的管控方面。上世纪九十年代人工智能就已使用在交通灯的管控方面，而且在管控的困难之中，深层次的学习为处理困难的有效方式。因为加强学习中的各种约束，其一般将构成小的状况范围，比如等车数目与流量的总数。真实上，交通道路系统的繁杂性而且无法经过此类范围的数据来展现。如若在约束的状况下去掉很多实用的有关数据，其不能在交通灯的管控之中起到最好的效果。针对交通信号灯研究现状，通过查阅各式资料，发现国内目前很多大城市的交通管控已经有向智能化发展的趋势。在南京城泰山路的两个路口,智能交通信号灯已经正式上岗工作，通过行车的间距、车速等因素，能智能判定信号灯状态改变的时机、实时监控路口,极大

4、程度解决车辆行人拥堵难题，提高整体效率。还有在西安市，跟随阿里巴巴集团与西安政府合作的“城市交通大脑”维护城市安全项目的发展，西安市也在市中心设置了智能交通信号灯，可以根据这个道路交通通行情况自主的调节红绿灯时长。不仅仅是国内，国外也在大幅度的增加智能交通信号灯的推广范围。英国就具有敏锐的眼光，在距离伦敦不远的米尔顿凯恩斯新镇上率先部署了由城市出行解决方案提供商Vivacity开发的智能交通信号灯。为提高主干路与支路交叉口的通行效率，并减少由于固定信号造成的绿灯时间浪费和经济损失。英国打造的这一款智能交通信号灯系统是可以自主调节模式，其中一切依据来源于系统观察到的实时通行情况，所以能降低整个路

5、口的拥堵度。另外还与人工智能技术相结合，进一步提高了工作效率城市交通控制系统无疑是一个集多种高新技术在一体的一个多功能产物，虽然目前已经有很多理论技术在国际上有了成熟的研究成果以及开发经验,但是技术的发展是没有止境的。我国城市道路交叉口交通流分布不均衡、到达随机性强且复杂多变12,即使交通信号灯在各个交通场景的运用越来越广，但就交通信号灯本身而言，它的适用现态也还存在或多或少的问题，就长远的目光来看，一般的交通信号灯只能在一定时间内简单的对车辆进行分流，但在实际情况里面，也还存在一些问题缺点。在车辆在路口等待的时候，经常出现有一边车道是主干道，车流量比较庞大，放行通过的时间也应该随之变长。另一

6、边为副干道，有时候车辆较少，放行通过的时间就应该短一些才合理。还有例如救护车、消防车等救急车辆，交通信号灯就可以采取紧急应对措施，让其余的车辆都停止行车，让救急车辆顺利通过，不耽误更多的时间。信号交叉口交通安全是道路交通安全较为薄弱的环节之一，所以，我们要想保证交通管理的最大安全性，就应该支持智能交通的发展，从最基本的也是最重要的交通信号灯入手，建造智能交通体系，在保障人车安全的前提下，提高实时通行效率。在实施智能化的交通信号灯探讨之时，引进了传感的科技与智能的方式。闫东宇等人把CCD和模糊管控相整合，达成交通信号灯的优化管控。贾健以EDA为基础，规划了十字路的智能化的管控体系，达成对于所有交

7、通信号灯的管控，而且实时的测试车的流量，达成了对于绿灯的目动化的调节。能够把智能化的交通系统前行方向归纳为：突破技术瓶颈，达成在交通方面的信息共享；人工智能等前沿科技使用在智能化的系统；智能化的交通管控体系的预估能力、主动化、实时的提升；很好的优化信息使用水平低、智能化的能力低的状况；设立信息加情报为特点的运作形式。13设计目的和意义指定时间的交通信号灯在繁忙阶段与节日时而且无法有效的起到效果，这期间的交通信号灯大量由交通警察实施手动的调节，由图1-1表示。图1-1高峰环节交通警察手动调节交通信号灯交通警察经过检测城市所有路口的车辆状况，调节来自各方的车辆的运行，大大的提升了路口的运行速度。该

8、规划经过AMR传感装置检测车辆运行以模拟交通警察对于所有路口的分析，在对于所有传感装置检测到信息实施解决后调节交通信号灯的循环时间与绿信比。经过智能化交通信号灯的规划，提升十字路的运行速度，提升居民的交通体验而且降低环境的污染。14论文主要内容智能交通系统是指揩先进的通信技术、自动控制技术、计算机技术等综合地应用于交通管理体系，从而建立一种全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通综合管理和控制系统。在20世纪60年代末，美国首先开始智能交通系统方面的研究，随后欧洲、日本等发达地区也相继加入了这一研究行列。经过30多年的发展，美国、欧洲、日本已成为世界智能交通系统研究的三大基地。从20世纪60年代

9、欧洲的道路交通信息系统到美国的智能车辆道路系统（IVHS智能交通系统正以前所未有的速度发展。该论文关键探讨经过AMR传感装置实施车辆运行的监控，整合前沿的1PWAN科技达成数据传送，而且按照获得的车流数据实施交通信号灯的调节。该论文经过一下的内容实施阐述：第1章绪论。阐述了该论文的探讨背景、国内外的探讨现状还有目的与价值。第2章交通灯的管控原理基础。阐述交通信号灯调节的关键指数与交通质量的评估系统。第3章硬件系统规划。这一章对于这个规划之中运用的所有的硬件电路实施了具体阐述。第4章系统程序规划。关键针对于每一个硬件电路实施程序规划与软件编程。第5章系统检测。这一章对于系统的所有作用模块与作用达

10、成进行了检测,用来表明这个规划可操作性。第6章总结和期望。最终归纳这一次规划能够达成状况，而且实施前景分析。1.5本章小结这一章关键对于该规划的背景价值、规划现状还有规划的目的和价值实施阐述，而且简捷阐述了该论文的关键内容。第2章系统硬件设计2.1 系统总体思路交通信号灯通常设置在交叉路口或多街道路的交叉路口。目的是调整十字路口的交通秩序，以使上下道路的车辆可以有序行驶。A时间显示爆黄红红防绿时间显示BBt交叉口不,交通信号灯的工作原理：如上图所示，当A,B组的红色信号灯亮起，绿色信号灯不亮时；然后C组和D组的绿色信号灯亮起，而红色指示灯不亮。对于A,B或C,D组，黄色信号灯在绿色信号灯变成红

11、色信号灯之前亮起一段时间（具体时间取决于实际情况），而黄色信号灯在绿色信号灯不亮时同时不亮。以物联网科技为基础的智能化的交通灯主要是规划一个可以对于十字路的车流状况实施实时的监控，而且以此调整交通信号灯循环时间与绿信比。系统涵盖边缘运算节点与传感装置的电路。系统硬件构造由图2-1表示。边缘运算节点的电路涵盖1ORa、NB-IOT沟通部分与交通信号灯展示，经过1ORa和车流测试节点沟通。并且在交通繁忙之时交通警察能够经过1oRa和边缘运算节点进行沟通，进一步调节交通信号灯。NB-IoT用在传送交通数据到管控中心。传感装置电路涵盖车流测试传感装置与1oRa沟通电路，达成车辆运行的测试与数据的汇报。

12、2.2 图2-1系统硬件构造图2.3 边缘计算节点电路边缘运算节点的电路运用STM32F103RCT6成为关键控制的芯片,运用1oRa与NB-IOT实施沟通，并且经过O1ED屏展示车流的数据，而且达成交通信号灯的展示。电路整体的框图由图2-2表示。2.4 图2-2边缘运算节点电路图2.5 本章小结按照整体规划思路，系统涵盖交通信号灯模拟、边缘运算与车流测试节点的电路三项。这一章关键阐述了该规划全部电路的规划思路及机理图与PCB的详细规划与必需重视的细节，而且对于所有电路的运用的集成模块与关键芯片、部件实施了阐述。第3章系统软件设计该规划整体均使用STM32MCU成为主控的芯片，因此，在硬件的电

13、路规划达成后必需对于MCU实施编辑，以达成所有的作用。开发条件使用ARM企业的Kei1MDK5集中的开发条件，并且运用了ST企业的STM32库，减少开发的困难而且提升了速度。在MDK之中达成软件编写、解析与调节，而且经过SW调节口实施调节与软件记录。3.1 设计思路该规划关键涵盖两个思路：边缘运算与车流测试节点，程序软件也依次分为边缘运算节点程序规划与车流测试节点。达成边缘运算节点和所有的节点与交通管控中心相互间的1oRa与NB-IoT交流，而且把接收的信息实施解析获得360度的车流数据，按照这个数据调节交通信号灯指数的调节。车流测试节点的程序规划要达成对于车辆运行的监测而且）将信息经过1oR

14、a传送至边缘运算的节点。系统总体的程序框图如图3-1o图3-1系统总体程序框图3.2 边缘计算节点软件设计硬件的初始化为对于MCU的初始片上的外设、GPIO实施与所有外接模块的初始化。关键涵盖I2C及UART、定时装置、信号灯初始的管控GPK）、O1ED展示使用者界面、对于1oRa模块实施指数布置与对于NB-IoT模块BC95实施网络连接的设立。初始的1ORa模块要设立模块的运行状况、发射的功率、模块位置与信道。初始化的BC95经过AT指令达成，达成NB-IOT模块融入进运营方的NB-IoT网，而且联结到服务器上，必需运用的AT指令如表3-1。表3-1AT指令及其含义AT指令含义AT+NCON

15、FIG=AUTOCONNECT,TRUE开启设备自动入网AT+NRB重启模块AT+CFUN?查询射频状态AT+CSQ查询信号质量AT+CGATT?查询网络是否激活AT+CEREG?杳询网络是否注册AT+CGATT=1激活网络AT+NPING=117.60.157.137测试IP地址是否可用AT+NCDP=117.60.157.137,5683配置CDP服务器AT+NSMI=1开启新消息通知边缘计算节点的硬件初始化流程图如图3-2所示。图32边缘计算节点硬件初始化流程图交通信号灯管控运用了定时装置与一些GPIO口。对于交通信号灯的管控在定时装置中断之中达成。经过定时装置实施IS定时，运用变量ti

16、me记下倒计时的时长，每一次进入定时装置中断倒计时为1秒，并且更新倒计时的展示。当倒计时至3秒之时把绿灯切换成黄灯。倒计时至零秒之时，要达成time的更新，并且转换绿灯的相位而且管控1ED灯达成转换。交通信号灯的管控软件步骤由图3-3表Zro图3-3交通信号灯控制软件流程图1oRa与NB-IoT信息出入解决，担负边缘运算和车流测试节点与交通管控中心的沟通。必需对于1oRa接收的信息实施解析为车流信息解决给到原料，并且1oRa模块同样能够收到从上位机得到的信息，以达成交通警察在繁忙环节能够对于交通信号灯实施灵活实时的调节。所以1oRa模块接收信息后按照输出方的各异依次解决，接收车流测试节点的信息之时，须更新车流数据并且保存与展示这些数据；接