基于单机片的智能交通红绿灯控制系统设计

王子乐　黄志远

摘要：随着技术的不断发展，智能系统的应用越来越广泛，单机片的智能控制系统受到越来越多关注。在对单机片进行简要介绍的基础上，分析其智能交通红绿灯控制系统设计系统，就其在智能交通红绿灯的软件应用进行深入探讨，以期提升城市交通系统的安全性。

关键词：单机片；智能交通红绿灯；控制系统设计

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）02-0003-01

1 单机片概述

1.1 含义

单片机出现历史较长，计算机技术的发展不仅带动了技术提升，也促使单片机等相应设备出现。单片机功能广泛，通过电路设计可以保证系统按照规定运行，并具备动态接受指令的功能。

1.2 结构

从技术角度分析，单片机其优点是其结构简单，但可进行复杂化的指令操作，只需简单的操作指令就可以实现互动操控机器，这正是单片机被人们广泛接受的关键因素。单片机以根据使用者的需求进行功能扩展，从最简单的电源电路设计并延伸下去。硬件开发技术也较为成熟，使单片机能在各行业进行开发建设。相同的电路只需改芯片，就能实现功率的改变，对各种机器兼容也保证了单片机特性化使用。

1.3 型号

由于结构方面的简单设计，单片机出现了许多不同的型号，AT89S51就是其中一种。经过大量的电路系统对比，这种型号的单片机对于功能的稳定适应最合适。不仅因为其可靠的运行性能，成本编程等因素也需要纳入考虑范围。针对于交通灯电路简单数量众多的特性，可以用单片机分开进行控制。

2 基于单机片的智能交通红绿灯控制系统设计

2.1 设计要求

单片机作为载体，进行功能上的开发满足城市交通灯控制的要求，设计过程中需要注意以下问题：第一，交通灯相互间的配合要满足相应标准，要做到“上一个交通灯开启，下一个交通灯关闭”的规律来实现交通的正常流转；第二，交通灯的等候时间和通过时间符合交通条件，以分钟为间隔标准，以保障正常交通运营，尽量减少交通事故的发生；第三，不同的交通灯要具备不同功能，在交通规划上根需要实现交通灯的功能设计，并非所有交通灯都是通行停车的功能；第四，在实际道路上，各种交通事故频发处要进行额外考虑，交通灯的合理放置以及交通标识能否被司机行人注意到。功能上可以进行额外设计使交通灯具有提示行人司机的功能，提升交通安全系数。

交通灯由于使用场地的不同会出现相应的损耗，如干扰和磨损等。对其中控制交通灯工作的单片机也要进行保护，设立警告装置。当交通灯不能正常按照指令工作时，及时发出警告信息，以迅速做出反应，避免交通混乱。功能上设计也要符合要求，如交通灯迅速转换信号灯，出现意外时能开启应急方案，如发生交通事故，通过简单程序就可通知相应人员，并开启附近的警告装置来维持交通秩序。为实现智能化管理交通的模式，单片机的功能标准是迅速快捷，不延误信息的传递。

2.2 设计实际

交通灯的首要设计是其中的电路板结构，通过智能化控制减少功耗，大规模的应用中可无形降低了能源使用，长远来看符合环保理念。其次就是时间控制，当交通灯的显示屏切换颜色时要根据预先设定好的时间来更改。

在交通管理系统中实现控制交通灯的功能，红灯绿灯的切换可受到控制。将信号干扰也要纳入到考虑范围内。单片机的设计可以从相应的方面因素进行考虑：第一，提高系统运行速度，从编程方面对系统进行优化，提高反应时间，无论是红灯绿灯的切换还是将交通信息反馈给交通控制系统，均需很快的反应时间，并能在失去网络信号的短时间内调整继续进行交通控制。第二，交通灯的调试，交通灯应具有三种颜色对应三种交通信号，红灯用于停止，绿灯用于同行，黄灯警告作用。设计的单片机既要做到红绿灯之间的切换也要做到与黄灯的切换，并根据实际场地需要来设置交通灯的切换方式。第三，交通灯内部系统的周期，每当交通灯实现完一个周期的循环后需要进入新的周期控制交通灯，而进入新的周期如何重新计时是一个难题。既要考虑到时间的变化，也要同时控制新周期的循环。

3 基于单机片的智能交通红绿灯的软件应用设计

3.1 LED动态显示程序设计

预先设计好系统功能方案，当交通灯运行时按照指令依次按时切换信号，当系统计时时可根据接受到的信息将时间反馈在显示屏上显示剩余的切换时间，以此达到智能控制时间的模式。

3.2 交通灯程序应用设计

交通灯内部的程序应依次设计灯光显示及切换，并在东南西北方向上的识别进行改进，不同方向信号切换的时间不同，提前设计好不同的时间切换间隔满足交通标准，保证交通道路上的稳定切换。当信号灯切换结束后进入新的周期进行计时，并使各方向的切换时间与原来相比保持不变。

3.3 系统调试设计

单片机设计结束后，要投入使用进行测试观察出现的问题，输入的程序不仅要能控制交通灯正常运行，实验中遇到的故障及时记录下来，实验结束后观察实验结果并对过程中出现的问题进行调试，系统进行下一步的优化。排除硬件上的问题后对程序进行调试，多次实验结果进行记录和比较，出现数据异常时进行排查保证调试结果与所需目标一致。

4 结语

交通灯作为城市管理的重要一环，构建起交通保障网，新设计交通灯基于单片机设计而成，有着传统交通灯不能比拟的优势，能实现网络上的对接，更多的功能加强了对交通的监管和治理，通过网络控制进行交通管理技术上的提升。从对交通流量的指导和监管，到大数据的实时分析，合理分配城市交通资源，疏导交通流量，减轻了城市压力。通过智能系统设计的交通灯对功能进行合理配置实现功耗的降低，更多程序可以纳入功能的扩展范围内。对交通灯改进一定程度上提高城市交通的规范水平。如何用单片机进行进一步提升城市质量会是未来的重大突破口，将单片机与现代设施相结合会将生活水平提升到一个更高标准之中，进而提升城市整体发展。

参考文献

[1]曹競豪，徐天伟，郑鹏.基于单机片的智能交通红绿灯控制系统设计[J].科技创新与应用，2017，（16）：78.

[2]金航飞.互联网环境下电子商务营销渠道优化探索[J].商业经济研究，2017，（22）：46-48.

[3]金祖旭.电子商务市场中“她经济”模式精准营销策略[J].商业经济研究，2017，（23）：59-61.