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交通信号灯智能控制系统设计

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随着城市化进程和经济发展,城市交通迅速增长,交通问题逐渐成为困扰大城市发展的通病,甚至成为国际性的问题,而十字路口是主要瓶颈。本文旨在探索最大限度地发挥道路通行能力,尽量减少交通堵塞,实现十字路口信号灯智能控制。基于Labview的智能交通灯模拟仿真系统,能够实现红、绿、黄三种颜色灯的交替点亮、车辆通行模拟以及实时监测交通灯状态等功能。

1智能交通的总体结构

1.1实现功能Labview的交通灯智能控制系统,能够实现红、绿、黄三种颜色灯的交替点亮、车辆通行模拟以及实时监测交通灯状态等功能。实现交通灯的倒计时功能,并且倒计时选用数码管显示。模拟小车在绿灯方向时能移动,过了路口停止,然后相反方向的小车开始动,过了路口停止。用十二盏灯指示路口的红绿灯状况,东红,东黄,东绿;西红,西黄,西绿;南红,南黄,南绿;北红,北黄,北绿,信号灯按一定规律循环点亮。东西方向红灯时间、南北方向的红灯时间和黄灯时间可以自行设定。东西绿灯的时候东西方向的车辆模拟通过,南北方向同样,黄灯时间东西南北方向车辆均停止。

1.2控制要求按下运行按钮后,南北绿灯与东西红灯同时点亮。(时间可以自行设定)。南北绿灯亮n秒,接着黄灯闪烁,闪烁频率为1s,闪烁3次后熄灭(黄灯闪烁时东西红灯一直点亮);此后,变为东西绿灯亮,南北红灯亮。东西绿灯亮n秒,接着黄灯闪烁,闪烁频率为1s,闪烁3次后熄灭(黄灯闪烁时南北红灯一直点亮);南北方向和东西方向均按照绿-黄-红的顺序循环,系统整体软件流程图如图1所示;按下停止按钮后,程序停止运行。

2智能交通灯在LabView软件前面板中运行

东西方向红灯时间、南北方向的红灯时间和黄灯时间可以自行设定。东西绿灯的时东西方向的车辆模拟通过,南北绿灯时南北方向的车辆模拟通过,黄灯时间东西南北方向车辆均停止[2]。交通灯使用12个布尔显示控件模拟,12个布尔显示控件分为4组,每组3个捆绑为一个簇。道路车辆使用LabVIEW图片显示控件模拟,倒计时显示部分同样使用布尔显示控件每7个显示控件捆绑为一个簇方便程序中进行操作。

3智能交通灯在LabView软件程序框图中的控制

3.1主控制部分主控制部分的最外层使用While循环结构来实现系统的连续运行要求,内部使用一个四帧的平铺式顺序结构来实现交通灯四种状态的循环转换,包括交通灯的点亮熄灭,倒计时时间的设置,小车运行状态标志的设置。

3.2行车控制部分行车控制部分使用“读取PNG文件”控件读取一个文件,然后使用“绘制平化像素图”绘制图片,最后使用LabVIEW控件显示图片到前面板,使用属性节点改变小车的位置属性。在行车控制主循环中检测东西或者南北方向是否为绿灯,并且倒计时大于5秒,也就是大于小车通过路口所用的时间。如果以上条件满足,小车启动,开始通过路口;否则停止等待下一个绿灯。

3.3倒计时显示部分倒计时使用多分支选择结构来实现,通过引用倒计时变量的属性节点值,可以得到当前倒计时的值,通过“格式化字符串写入”控件转化为字符串,分别截取字符串的个位,十位送给分支结构选择、判断、显示。

3.4系统控制部分系统控制部分通过“停止”控件实现对vi的实时控制。如果通过改变While循环结束条件实现系统的停止运行的话,由于while的循环周期比较长,不能得到良好的实时性。系统红灯黄灯时间的设定也是在系统控制部分设定的,其他部分可以通过属性值节点访问它。

3.5程序框图设计总结整个程序框图采用分模块设计,而没有采用子VI调用的方式,原因在于子VI调用适合于一个模块需要以另一个模块为基础才能运行的情况。本文对于智能交通灯LabView的仿真与实现,各个功能具有明显的独立性,选择了多个While循环并行执行的方式可以很好的保证各个模块的独立性。

4结论

本系统能够实现绿、黄、红三种颜色灯的交替点亮,车辆通行模拟以及实时监测交通灯状态等功能。无需硬件电路的支持,整个后面板程序框图采用分模块设计,编程相对简单,为实现交通智能控制提供了又一条新的途径。

作者:张新英 王焱春 刘秀敏 刘豪飞 陶雪华 单位:中原工学院信息商务学院电气工程系 郑州市自来水投资控股有限公司

交通信号灯智能控制系统设计责任编辑:杨雪    阅读:人次

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