智能交通灯控制系统的研究_自动化专业.doc

摘 要:交通信号控制灯是通过对交通流量的控制以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率．交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述．目前国内十字路口的交通灯控制一般是定时切换控制的．在当今高速发展的社会里，交通问题成为大家关注的社会问题，我们有必要寻求一种智能的交通控制系统．本论文设计的智能交通信号灯控制系统采用S7-200 PLC作为主控制机，利用环形线圈检测器来检测通过的车辆，利用PLC内置的计数器对车辆数量进行计数并且计算出各个方向的车辆滞留量．运用一定的智能控制原则，控制系统能够依据车道内的滞留量情况自动延长直行方向的绿灯时长，从而提高十字路口的交通效率、缓解交通拥挤．

关键词：智能交通，检测，车流量，PLC

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 城市交通的现状-1

1.2 PLC交通灯的国内外发展状况-1

1.3 本文研究的目的及意义-1

1.4 本文主要研究内容-2

1.5 本章小结-2

第2章 可编程控制器-3

2.1 可编程控制器概述-3

2.1.1 可编程控制器的产生与发展-3

2.1.2 可编程控制器的特点-3

2.2 可编程控制器的组成-4

2.2.1 中央处理器单元（CPU）-4

2.2.2 存储器单元-4

2.2.3 电源单元-5

2.2.4 输入/输出单元-5

2.2.5 接口单元-5

2.2.6 外部设备-6

2.3 可编程控制器的性能指标及分类-6

2.4 本章小结-7

第3章 交通信号灯与交通流-9

3.1 交通信号灯的产生-9

3.1.1 交通信号灯的种类-9

3.1.2形式与灯色排列-9

3.1.3 信号灯的安装要求-10

3.1.4 交通信号灯的控制方法-11

3.2交通流-11

3.2.1交通流特性-11

3.2.2交通流参数及相互关系-12

3.3 本章小结-14

第4章 车辆检测-15

4.1 传感器-15

4.1.1 传感器的定义-15

4.1.2 传感器的构成-15

4.2 车辆检测-15

4.2.1 检测器分类-15

4.2.2 环形线圈检测器-16

4.2.3 电路原理框图-16

4.3 本章小结-16

第5章 方案选择-17

5.1 控制机的选择-17

5.2 定时配时方案的选择-17

5.2.1 方案一-17

5.2.2 方案二-17

5.2.3 方案三-18

5.2.4 方案四-18

5.2.5 方案比较与确定-18

5.3 模糊交通信号控制方案-19

5.3.1 模糊控制的基本原理-19

5.3.2 基于模糊逻辑的城市交叉路口研究进展-19

5.4 本章小结-20

第6章 PLC智能交通信号灯系统设计-21

6.1 S7-200 的编程资源-21

6.2 交通灯与车辆检测器布置-22

6.3 控制要求-22

6.3.1 整体控制框图-22

6.3.2 白天控制模式-23

6.3.3 夜间控制模式-23

6.3.4 强通控制模式-24

6.4 软件设计-24

6.4.1 数字量输出-24

6.4.2 数字量输入-24

6.4.3 数据寄存器分配与作用-25

6.4.4 步分配与定时器分配-25

6.4.5 计数器分配-25

6.5 编写梯形图-25

6.5.1 控制模式的选择-25

6.5.2 延时的实现-26

6.5.3 强通的实现-26

6.5.4 车辆计数的实现-27

6.5.5整体梯形图-28

6.6控制系统框架-28

6.6.1 控制系统结构图-28

6.6.2硬件接线图-29

6.7 程序调试-29

6.7.1 调试步骤-29

6.7.2 调试结果-29

6.8 本章小结-30

第7章 结论与展望-31

7.1结论-31

7.2不足之处及未来展望-31

参考文献-32

致  谢-34

附录Ａ:STL程序-35