浅析交通灯控制系统设计

帕尔哈提.库尔班

摘要 经济发展使城市建设逐渐走向科学化，智能化。交通拥堵现象在各大中小发达城市越发明显。y我们需要把交通网络的控制枢纽，交通灯控制系统进行改造，以求通过智能化处理来缓解交通压力。

关键词 城市建设；智能化；交通网络；交通灯控制系统

中图分类号 U48 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0102-01

0引言

随着我国经济的发展，公路上各种各样的车辆越来越多，给目前的交通网络控制带来了严峻的考验。作为交通控制主要枢纽工具的交通灯，在这场考验中扮演了一个重要的角色。通过国家一二级城市交通调查表明，目前的交通灯控制系统基本不能很好的控制城市交通拥挤问题。其主要原因是目前的交通灯大多数都是使用单片机作为其控制系统，单片机只能够使用定时算法来控制城市交通。

在城市建设发展初期，这种控制系统基本上能够满足交通要求，但是在我国城市建设发展后期，伴随着交通车辆的增加，这种系统不但不能够解决交通拥挤问题， 在某些场合还会使交通疏导工作变的越发严峻。科学技术的发展，提高了人们的生活水平，生活离不开智能化处理。

数字图像处理技术、电子信息技术、机械电子技术的发展为交通灯控制系统的智能化建设提供了有力的技术支持。通过对这几种技术的有机结合，可以使交通灯通过对当前的路况信息进行实时监控，然后将数据信息传输到数据控制中心，通过数字控制中心的智能化分析，根据实际情况来控制十字路口的交通状况，避免出现南北交通堵塞拥挤现象严重，而东西车辆稀少的交通状况。

1交通灯控制系统

本系统主要由三大模块组成，它们分别是交通灯基础控制模块，交通灯智能数据处理模块，交通控制处理模块。交通灯数据处理将收集到的数据信息整合分析，通过采集到的路况信息发送到交通控制处理模块，交通控制模块根据路况信息，实时控制交通灯的显示时间。

1.1 交通灯基础控制

交通灯的控制方面采用单片机进行控制，只不过单片机中红绿灯得显示、中断时间由系统控制处理器进行实时控制。为了能够使单片机能够很好的控制交通灯的状态，我们将单片机控制的显示灯分为以下几种状态：

基础状态，在这种状态下，单片机对红绿等进行正常情况下的控制，每60s的时钟周期，南北方向与东西方向的红绿灯进行交替显示，这也是正常路况信息。

智能状态，在这种状态下，交通灯南北方向与东西方向的交通灯交替周期不按60s得时钟周期进行控制，这种状态下的时钟周期由系统控制器来控制，交通灯控制模块根据智能处理模块中的数据信息，计算当前南北方向，东西方向交通灯的停滞时间，并将交替周期作为该模块系统的输出，传送到交通控制单片机中，单片机根据该数据进行交通灯红绿灯得交替周期进行控制。

强制状态，在某些特殊的场合，我们需要对交通灯进行强制控制，其实这种状态是智能状态的特殊情况。这种状态需要操作人员进行控制。一旦进入该状态，交通灯的某一方向将会一直处于红灯或者是绿灯状态。

在本系统中，本系统拟选用C51系列的单片机进行编程控制，在该系列的单片机有2个计时器以及6个中断源，能够用C语言进行开发，具有效率高，编程简单，费用比较低的特点。

在该系统中，单片机的控制模式通过P0，P3口进行控制，P4口控制定时器，P2口控制南北、东西方向，当P2口为1表示当前东西方向处于红灯状态，反之南北方向处于红灯状态。P5，P6口控制定时器时间的内存。系统运行时，系统会不停的检测P0，P3口中的数据，如果为10则通常状态，单片机运行通常模式；如果为00，单片机会从P5，P6口读取单片机内存地址，通过读取内存地址中的控制时间，以及P2口中的数据来控制东西、南北方向的显示时间；如果为11，则系统处于强制状态，系统会直接根据P2口的数据来控制交通灯东西，南北方向的交通灯，使它们一直处于某种状态。如果为01，这种状态系统会直接将整个交通系统处于红灯状态，以此来控制交通突发事件的发生。

1.2 交通灯智能数据处理

交通灯智能处理模块主要由光电反射感应器组成，在距离十字路口的50m处，将会在各个方向按照这种感应器。当有车辆通过该采样路面时，车辆的反射光线会被感应器接收，通过电路连接，该信号会处于低电平。系统会在一定的时间周期内统计该电平的数量，以此来统计该流向的车辆数量。

如果根据统计数据，发现南北方向的电平数量比较多，说明南北方向的车辆比较多，这个时候系统会将这一数据发送到交通控制出模块。为了提高系统的准确性，系统还间使用数字图像处理，通过数字图像处理技术来判断当前检测到的车辆是否为同一车辆。这种数字图像处理的方法一般采用模糊匹配的方法，然后将其写入单片机中利用程序进行控制。

1.3交通灯控制处理

交通灯的控制处理一般使用单片机的上位机电脑在交通监控室进行实时处理控制，可以将其设计交通控制软件，该控制模块的输入是当前十字路口的路况信息以及交通流量数据，该系统会将从交通智能数据处理模块得到数据进行分析。根据分析结果，向交通灯基础控制模块中的单片机P1，P2，P3，P4，P5，P6端口传输相应的控制数据。基础控制模块得到数据后，控制当前路况红绿灯的显示。

2结论

智能化控制交通灯是当前城市交通建设的必然趋势，本文将交通灯智能化控制系统分为3个模块进行简要的浅析，以求在交通灯的实际设计过程中提供开发思想借鉴。

参考文献

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