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1、基于PLLC的智智能交通通灯控制制摘要根据十十字路口口交通灯灯的控制制要求，采用PLLC 设设计实现现正常交交通的时时序控制制，通过传传感器完完成对交交通异常常状况的的智能判判别及处处理。在系统统的设计计中，主要使使用了PPLC 可编程程序控制制器和传传感器相相结合的的一种智智能控制制方法，使用压压轴式传传感器采采集车辆辆脉冲，用PLCC 高速速计数器器对脉冲冲进行计计数，根据取取得的数数据运用用一定的的智能控控制原则则自动调调节红绿绿灯的时时间长度度，最大限限度地减减少车辆辆滞留现现象，较好地地解决了了车流量量不均衡衡、不稳定定问题。仿真结结果表明明，该系统统设计方方案可以以达到预预期目标标
2、。关键词： 可编编程控制制器； 交通灯灯； 智能能控制系系统Absttracct：Acccorddingg too thhe rrequuireemennts of thee crrosssroaads traaffiic llighhts conntrool，thee PLLC ddesiign is useed tto aachiievee thhe ssequuenttiall coontrrol of thee noormaal ttrannspoortaatioon，th-rouugh thee seensoor tto ccompplette tthe inttellligeent
3、 disstinnctiion andd prroceessiing of thee abbnorrmall trrafffic conndittionns Inn thhe ddesiign of thee syysteem，onee meethood oof iinteelliigennt cconttroll iss ussed whiich commbinnes thee Prrogrrammmablle LLogiicall Coontrrolller andd thhe SSenssor，usees tthe shaafttyppe ssenssor to gattherr vee
4、hiccless puulsee annd tthe higgh sspeeed ccounnterr off thhe PPLC to couunt thee nuumbeer oof tthe pullse，usees ccerttainn prrincciplles of inttellligeent conntrool tto aadjuust thee leengtth oof ttraffficc liightts aautoomatticaallyy acccorrdinng tto tthe datta oobtaaineed， reeducces thee phhenoome
5、nnon of thee veehiccless sttranndedd inn a larrge scaale，sollvess thhe pprobblemms oof nnot equuiliibriium andd unnstaablee trrafffic floow mmagnnituude welll Thhe ttheooretticaal rresuultss shhowss thhat thee syysteem ddesiigneed ccan achhievve tthe antticiipatted tarrgettKeywwordds：proograammaable
6、e loogiccal conntroolleer；traaffiic llighhts；thee syysteem oof iinteelliigennt cconttroll引言随着我我国经济济的发展展，城市市的交通通拥挤问问题日趋趋严重，因因此为了了保障城城市交通通有序、安安全、快快速运行行，提高高城市路路网的通通行能力力、实现现道路交交通的科科学化管管理迫在在眉睫。十十字路口口简单的的双向红红绿灯控控制已不不能满足足现实生生活的需需要，为为了适应应现代社社会道路路车流量量越来越越大的实实际情况况，一种种以微电电脑技术术为核心心的自动动控制装装置的可可编程逻逻辑控制制器（PPLC），被被
7、广泛应应用于交交通灯的的控制领领域。本本设计中中我们在在原有控控制系统统的基础础上采用用了新的的控制方方式，使使得系统统更加具具有实用用性和便便捷性。传传统的十十字路口口交通控控制灯，通通常的做做法是：事先经经过车辆辆流量的的调查，运运用统计计的方法法将两个个方向红红绿灯的的延时预预先设置置好。然然而，实实际上车车辆流量量的变化化往往是是不确定定的，有有的路口口在不同同的时段段甚至可可能产生生很大的的差异。即即使是经经过长期期运行、较较适用的的方案，仍仍然会发发生这样样的现象象：绿灯灯方向几几乎没有有什么车车辆，而而红灯方方向却排排着长队队等候通通过。这这种多等等少的尴尴尬现象象是未对对实际情
8、情况进行行实时监监控所造造成的，这这不仅让让司机乘乘客怨声声载道，而而且对人人力和物物力资源源也是一一种浪费费。况且且这种流流量变化化的偶然然性是无无法建立立准确模模型的， 统计的的方法已已不能适适应迅猛猛发展的的交通现现状， 更为现现实的是是需要有有一种能能够根据据流量变变化情况况自适应应控制的的交通灯灯。目前前，对十十字路口口交通灯灯的控制制多种改改良设计计， 本本文所述述设计的的基于PPLC 控制的的十字路路口交通通灯信号号系统，是是根据实实时车流流量对各各路口的的红绿灯灯时间进进行动态态调节，较较好地解解决了车车辆流量量不均衡衡、不稳稳定问题题，其最最大优点点在于减减缓车辆辆滞流现现象
9、， 也不会会出现空空道占时时的情形形，提高高了公路路交通通通行率，而而且成本本较低。在在未来的的工业发发展中，交交通灯的的研究慢慢慢地走走向人性性化、自自由化和和便利化化，因此此，十字字路口交交通灯控控制的设设计还存存有非常常广阔的的研究价价值。第1章设计要求求11控控制要求求（1）信信号灯及及显示时时间的数数码管受受开关控控制，一一个启动动按钮控控制其启启动，一一个停止止按钮控控制其停停止。（2）信信号灯分分为东西西向直通通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个；南北向直通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个。（3）工工作过程程。初始始状态：信号
10、灯灯全部灭灭；显示示某方向向信号灯灯工作的的时间用用数码管管来显示示，初始始显示为为0，以表表示等待待时间控控制信号号的输入入。工作作状态：信号灯灯及数码码管由一一个启动动按钮控控制其启启动，启启动后信信号灯及及数码管管自动循循环运行行；按下下停止按按钮后，回回到初始始状态。特殊情况由五个按钮控制不同情况的应对程序启动，当车辆行驶数量回到正常时，通过一个按钮使其停止，程序执行正常工作时的程序。正常工作作：1、周周期前半半段。南南北向直通道道与左转转道红灯灯亮，并并维持663s。在南北北向红灯灯亮的同同时：东东西向左左转红灯灯亮355s，然然后变为为左转绿绿灯亮223s，闪闪亮3ss,之后后左转
11、黄黄灯亮22s;东西向直通绿灯灯亮299s，闪亮3s，直通红红黄灯亮亮2S,然后直通通红灯亮亮29s。2、周周期后半半段。东东西向直直通道和和左转道道红灯亮亮，并维维持544s。在在东西向向红灯时时的同时时：南北北向左转转红灯亮亮30ss，然后后变为左左转绿灯灯亮199s，闪闪亮3ss，之后后左转黄黄灯亮22s；南南北向直直通绿灯灯亮244s，闪闪亮3ss,之后后直通黄黄灯亮22s，然然后直通通红灯亮亮25ss。然后后信号灯灯按以上上方式周周而复始始地工作作；同时时南北向向、东西西向的数数码管显显示绿灯灯最后33s,黄黄灯2ss,红灯灯最后33s，起起着提醒醒作用。控控制过程程如图11所示。南
12、北向东西向直通道左转道直通道左转道红灯63s红灯63s绿灯29s绿 3s黄 2s红灯29s红灯35s绿灯23s3s2s闪黄红灯54s红灯54s绿灯24s3s2s红灯30s红灯25s绿灯19s3s2s绿闪黄黄灯绿闪图1 交交通灯控控制过程程交通灯智智能仪器器会在交交通灯程程序执行行前进行行测量车车辆拥挤挤程度，当当东西与与南北车车辆正常常时它会会执行正正常工作作的程序序。东西车道道拥挤时时，智能能交通灯灯会增加加东西车车道绿灯灯的时间间，减少少南北车车道绿灯灯时间。拥拥挤程度度分为两两种，车车辆拥挤挤程度越越高，增增加绿灯灯时间越越多，但但交通灯灯的整体体周期不不变。南北车道道拥挤时时，智能能交
13、通灯灯会增加加南北车车道绿灯灯的时间间，减少少东西车车道绿灯灯时间。其其拥挤程程度也分分为两种种，车辆辆拥挤程程度越高高，增加加绿灯时时间越多多，交通通灯的整整体周期期不变。当有突发发事件发发生时，如如急救等等，智能能交通灯灯系统会会使东西西与南北北交通灯灯全部变变为红灯灯，直到到急救车车开过停停止红灯灯，交通通灯回到到正常，程程序重新新开始执执行。第2章总体框图图2.1 方案的确定单片机的的控制系系统在多多数场合合下，被被控对象象主要是是开关量量顺序控控制和逻逻辑控制制，通过过对不同同时间的的控制变变量及由由被控变变量形成成的反馈馈变量经经一定逻逻辑组合合而完成成控制，亦亦即被控控对象的的实
14、现是是有关逻逻辑关系系的实现现，并不不一定有有时间的的先后。实实现开关关量顺序序控制和和逻辑控控制较为为烦琐，程程序的结结构和编编制较为为复杂，调调试困难难，要有有相当的的研发力力量和行行业经验验才能使使系统稳稳定、可可靠地运运行；可可编程控控制器PPLC 采用了了“循环扫扫描”工作方方式，是是一种可可编程的的控制器器，相当当于一种种控制设设备，考考虑到有有效地缓缓解交通通拥挤、实实现交通通控制系系统的最最优控制制应用，采采用PLLC 实实现交通通灯的控控制，其其特点是是非常可可靠，容容易实现现开关量量顺序控控制和逻逻辑控制制，具有有很高的的工作可可靠性和和抗干扰扰能力，使使得系统统在交通通灯
15、设计计方案中中成为首首选方案案。2.2 原理框框图各路口探测器变送器PLC模块各信号灯电源图2交通通灯控制制系统原原理框图图2.3 元件件简介(1) PLCC可编程序序控制器器(Prrogrrammmablle CConttrolllerr)原本本应简称称PC，为为了与个个人计算算机专称称PC相相区别，所所以可编编程序控控制器简简称定为为PLCC(PrrogrrammmablleLoogiccConntroolleer)，但但并非说说PLCC只能控控制逻辑辑信号。PPLC是是专门针针对工业业环境应应用设计计的，自自带直观观、简单单并易于于掌握编编程语言言环境的的工业现现场控制制装置。 PLCC
16、基本组组成包括括中央处处理器(CPUU)、存存储器、输输入/输输出接口口(缩写写为I/O，包包括输入入接口、输输出接口口、外部部设备接接口、扩扩展接口口等)、外外部设备备编程器器及电源源模块组组成。PPLC内内部各组组成单元元之间通通过电源源总线、控控制总线线、地址址总线和和数据总总线连接接，外部部则根据据实际控控制对象象配置相相应设备备与控制制装置构构成PLLC控制制系统。（2）变变送器传感器是是能够受受规定的的被测量量并按照照一定的的规律转转换成可可用输出出信号的的器件或或装置的的总称，通通常由敏敏感元件件和转换换元件组组成。当当传感器器的输出出为规定定的标准准信号时时，则称称为变送送器。
17、第3章智能交通通灯的实实现3.1 车辆辆的检测测城市中典典型的交交叉路口口为双向向6车道,如图1所示,每个方方向第11、第2和第3车道分分别为右右转、直直行和左左转车道道。可以以通过摄摄像头或或在每个个车道的的远侧和和近侧分分别埋设设一个压压力传感感器检测测车流量量数据,两个检检测器之之间为各各车道的的检测区区,测量仪仪器会在在每个周周期开始始前进行行车辆检检测，设设定这一一距离正正常1000m，普通通拥挤车车辆总长长度最大大值为1120mm,东西车车道车辆辆总长为为x，南北北车道车车辆总长长为y。当东东西与南南北车辆辆总长度度都小于于等于1100mm时，会会执行正正常交通通灯的程程序。车车辆
18、拥挤挤分为两两个级别别：（11）普通通拥挤：任意一一车辆总总长度大大于1000m小于等等于1220m.（2）特别别拥挤：任意一一车辆总总长度大大于1220m。交交通灯系系统会根根据不同同方向不不同程度度的拥挤挤程度进进行相应应的控制制。如果果东西与与南北同同时出现现拥挤，系系统执行行正常时时的程序序。3.2PPLC具具体设计计基本控制制流程图图如下图图4车流量是否正常否是东西道南北道直行道左转道直行道左转道绿灯亮29s闪3s黄灯亮2s红灯83s执行应对程序红灯35s绿灯亮23s s闪3s黄灯2s红灯54s红灯63s绿灯24s闪3s黄灯2s红灯25s红灯93s绿灯19s闪3s黄灯2s开始图4 基
19、本控制流程图当判断车车辆超出出范围时时，交通通灯系统统将执行行不同方方向不同同程度车车辆堵塞塞的应对对程序。具具体过程程如下图图开始执行应对程序100mx120m东西左转绿灯增加6s南北直通绿灯减少8s南北左转绿灯减少6s100my120m东西直通绿灯减少8s东西左转绿灯减少6s南北直通绿灯增加4s南北左转绿灯增加3s图5 应对程序控制流程图 除此之外外，当有有急救等等突发事事件时，交交通等系系统会把把东西与与南北车车道所有有交通灯灯全部变变为红灯灯，直至至急救车车行驶过过去，红红灯停止止，交通通灯重新新开始执执行。3.3 I/OO引脚分分配及接接口电路路3I/O引脚脚分配及及接口电电路根据控
20、制制要求分分配输入入/ 输出出点表1表1 输输入/ 输出点点分配表表输入信号号输出信号号名称代号输入点编编号名称代号输出点编编号名称代号输出点编编号启动开关关SB1X0南北直通通红灯HL1- 1、HL11- 22Y0数码管显示东西a1Y20停止开关关SB2X1南北左转转红灯HL2- 1、HL22- 22Y1b2Y21调节交通通启动开关关1SB3X2东西直通通绿灯HL3- 1、HL33- 22Y2C3Y22调节交通通启动开关关2SB4X3东西左转转红灯HL4- 1、HL44- 22Y3Y23调节交通通启动开关关3SB5X4东西直通通黄灯HL5- 1、HL55- 22Y4Y24调节交通通启动开关关
21、4SB6X5东西直通通红灯HL6- 1、HL66- 22Y5Y25应急启动动SB7X6东西左转转绿灯HL7- 1、HL7- 22Y6Y26调节/应应急停止止开关SB8X7东西左转转黄灯HL8- 1、HL8- 22Y7南北Y30南北直通通绿灯HL9- 1、HL9- 22Y10Y31南北直通通黄灯HL6- 1、HL66- 22Y11Y32南北左转转绿灯HL6- 1、HL66- 22Y12Y33南北左转转黄灯HL6- 1、HL66- 22Y13Y34Y35Y36信号灯及及南北向向时间显显示输入入/ 输出出接线图图如图6所示示。Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11Y12Y13COML0L1L2
22、L3L4L5L6L7L8L9L10L11Y20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y30Y31Y32Y33Y34Y35Y36X0X1X2X3X4X5X6X7COMSB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8图6 输入/ 输出接线图SB1:车辆正正常时的的信号输输入 SBB2:无无信号输输入SB3:东西方方向车辆辆普通拥拥挤的信号输输入 SSB4：东西方方向车辆辆特别拥拥挤的信号输输入SB5:南北方方向车辆辆普通拥拥挤的信号输输入 SSB6：南北方方向车辆辆特别拥拥挤的信号输输入SB7:紧急情情况时的的信号输输入 SB88：紧急急情况排排除时的的信号输输入3.4PLCC程序仿仿真由于实训训室
23、硬件件资源有有限，仿仿真能力力未能做做到全面面，请大大家原谅谅。（1）交交通灯正正常工作作程序未启启动时按下启动动按钮后后东西直通通为绿灯灯时，各各信号灯灯情况东西左转转为绿灯灯时，各各信号灯灯情况南北直通通为绿灯灯时，其其他信号号灯情况况南北左转转为绿灯灯时，其其他信号号灯情况况（2）交交通拥挤挤当交通出出现拥挤挤时，交交通灯系系统判断断拥挤方方向与拥拥挤情况况，然后后启动调调节开关关。由于于四种调调节电路路控制类类似，毕毕业设计计空间有有限，这这儿只介介绍调节节开关11。调节交通通启动开开关1闭合东西直通通绿灯时时间增加加4s东西左转转绿灯增增加3ss南北直通通绿灯减减少4ss南北左转转绿
24、灯减减少3ss(3)急急救当急救车车行驶到到十字路路口时，应应急开关关闭合，东东西与南南北全部部变为红红灯。梯形图程程序见附附录。总结紧张而有有序的毕毕业设计计已经接接近尾声声，回首首这几个个月的点点点滴滴滴，我觉觉得自己己受益匪匪浅，学学到了在在课堂上上学不到到的东西西。通过过这次的的毕业设设计，使使我懂得得对每一一件事都都要认真真负责、一一丝不苟苟、还有有团队精精神的重重要性；锻炼了了我潜心心考察、勇勇于开拓拓与实践践的基本本素质；使我获获得了从从文献和和生产实实践中获获取知识识的能力力；提高高了我从从别人经经验、从从其它学学科找到到解决问问题的新新途径的的悟性；也使自自己知道道如何去去学
25、习、去去思考。毕业设计计不同于于以前的的课程设设计，它它持续时时间长，且且要完成成的内容容也较多多，从查查阅资料料、开题题报告，再再到方案案设计，最最后到完完成毕业业设计论论文等等等，每个个环节都都不能忽忽视。通通过这次次毕业设设计，我我有了很很大收获获。这次毕业业设计虽虽然是对对毕业生生的一种种能力测测试，我我认为这这次毕业业设计对对每个毕毕业生来来说是非非常有必必要的。因因为它除除了使我我加深了了对书本本知识的的理解外外，更使使我们获获得了走走向实践践、投入入社会所所必需的的基本素素质，使使我通过过了从校校园走向向工作岗岗位的重重要环节节。我相相信经过过毕业设设计这一一环节的的锻炼，我我将
26、能够够在今后后的工作作岗位中中很快适适应新的的环境，去去迎接新新的挑战战。虽然这次次毕业设设计是在在老师和和同学的的帮助下下完成的的，但我我还是学学到了很很东西。其其实，做做毕业设设计的目目的就在在于此。学学校就是是想通过过做毕业业设计来来提高我我们学生生的独立立思考能能力，动动手操作作能力和和发现、解解决问题题的能力力！只有有这样，我我们才能能在这激激烈竞争争的社会会中取得得成功，这这也是我我们迈出出校门，走走向社会会关键的的一步！谢辞感谢我的的XXXX老师，在在这段时时间里是是他默默默的一直直在指导导我，给给了我极极大的帮帮助，感感谢学校校给我们们提供了了硬件设设施，感感谢同学学们的鼓鼓励
27、和支支持！在此我要要谢谢大大家！附录数码管控控制电路路指令表LD XX00000OR MM0ANI X0001OUT M0LD MM0 ANI T144ANI M5MPSOUT T1 K2990MRDAND T1MPSAND M1OUT T155 K440MPPAND M2OUT T199 K880MRDAND M3OUT T233 K2250MRDAND M4OUT T277 K2210MRDLD TT1LD TT23OR TT27ORBANI M1ANI M2LD TT15OR TT19ORBANBOUT T2 K300MRD AND T2OUT T3 K200MRD AND T3OUT
28、T4 K100MRD AND T4OUT T5 K2330MRDAND T5MPSAND M1OUT T166 K330MPPAND M2OUT T200 K660MRDAND T4MPSAND M3OUT T244 K2200MPPAND M4OUT T288 K1170MRDLD TT5LD TT24OR TT28ORBANI M1ANI M2LD TT16OR TT20ORBANBOUT T6 K300MPPAND T6OUT T7 K200LD TT7ANI M5MPSOUT T8 K2440MRDAND M1OUT T177 K2200MRDAND M2OUT T211 K1160M
29、RDAND T8MPSAND M3OUT T255 K440MPPAND M4OUT T299 K880MRDLD TT8LD TT17OR TT21ORBANI M3ANI M4LD TT25OR TT29ORBANBOUT T9 K300MRD AND T9OUT T100 K220MRD AND T100OUT T111 K110MRD AND T111OUT T122 K1190MRDAND T111MPSAND M1OUT T188 K1160MPPAND M2OUT T222 K1130MRDAND T122MPSAND M3OUT T266 K330MPPAND M4OUT T3
30、00 K660MRDLD TT12LD TT18OR TT22ORBANI M3ANI M4LD TT26OR TT30ORBANBOUT T6 K300MPPAND T133OUT T144 K220LD XX0022OR MM1ANI T144ANI X0007OUT M1LD XX0033OR MM2ANI T144ANI X0007OUT M2LD XX0044OR MM3ANI T144ANI X0007OUT M3LD XX0055OR MM4ANI T144ANI X0007OUT M4LD XX0066OR MM5ANI X0007LD MM0LDI T7OR TT10ANBO
31、UT Y0000LD MM0ANI T100OUT Y0001LDI T1LD MM1OR MM2ORBANI T155ANI T199ANI T233ANI T277LD TT1LD TT23OR TT27ORBANI M1ANI M2LD TT15OR TT19ORBAND M80013ORBANI T2AND M0ANI M5OUT Y0002LD MM0LDI T4OR TT7ORBOUT Y0003LD TT2ANI T3ANI M5OUT Y0004LD TT3ORM5OUT Y0005LD TT4LDI T5LD MM1OR MM2ORBANI T166ANI T200ANI T
32、244ANI T288LD TT5LD TT24OR TT28ORBANI M1ANI M2LD TT16OR TT20ORBAND M80013ORBANBANI T6ANI M5OUT Y0006LD TT6ANI T7ANI M5OUT Y0007LD TT7LDI T8LD MM3OR MM4ORBANI T177ANI T211ANI T255ANI T299LD TT8LD TT17OR TT21ORBANI M3ANI M4LD TT25OR TT29ORBAND M80013ORBANBANI T9ANI M5OUT Y0110LD TT9ANI T100ANI M5OUT Y
33、0111LD TT11LDI T122LD MM3OR MM4ORBANI T188ANI T222ANI T266ANI T300LD TT12LD TT18OR TT22ORBANI M3ANI M4LD TT26OR TT2300ORBAND M80013ORBANBANI T133ANI M5OUT Y0112LD TT13ANI T144ANI M5OUT Y0113数码管控控制电路路LD MM8000SEGDD D00 K22Y0220SEGDD D11 K22Y0330ANI M1MOV K0 D0MOV K0 D1LD TT1LD TT23OR TT27ORBANI M1ANI
34、 M2LD TT15LD TT19OR MM6ORBORBANI T4OUT M6LD MM6ANI T2MOV K3 D0LD MM0ANI T0OUT T0 K100LD TT0LD MM6LD MM7OR MM8ORBANBDEC D0LD TT2ANI T3MOV K2 DD0LD TT3ANI T4MOV K1 D0LD TT5LD TT24OR TT28ORBANI M1ANI M2LD TT16LD TT20OR MM7ORBORBANI T7OUT M7LD MM7ANI T6MOV K3 D0LD TT6ANI T7MOV K2 DD0LD TT12LD TT18OR TT2
35、2ORBANI M3ANI M4LD TT26LD TT30OR MM8ORBORBANI T144OUT M8LD MM8ANI T144MOV K5 D0LD MM7ANI T7MOV K5 D1LD TT0LD MM7LD MM9OR MM8ORBANBDEC D1LD TT8LD TT17OR TT21ORBANI M3ANI M4LD TT25LD TT29OR MM9ORBORBANI T111OUT M9LD MM9ANI T9MOV K3 D1LD TT9ANI T100MOV K2 DD1LD TT10ANI T111MOV K1 D1LD MM8ANI T133MOV K3 D1LD TT13ANI T144MOV K2 DD1END参考文献献1.电气控控制与PPLC原原理及应应用/林林春方主主编，上上海交通通大学出出版社，2200882.三菱PPLC实实用技术术教程,龚运新新、陈淑兰兰、解晓飞飞,北京师师范大学学出版社社3.可编程程控制器器应用技技术与设设计实例例,高钦钦,人民民邮电出出版社4.PLCC应用技技术,徐徐国林,机械工工业出版版社5.可编程程序控制制器及其其应用,王成福福,机械械工业出出版社