專利名稱：一種基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種智能交通燈控制系統(tǒng)，尤其涉及ー種基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈。
背景技術(shù)：
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中車輛不斷增多。由此引起交通擁擠、堵塞，交通事故頻發(fā)等一系列問題。紅綠燈是城市重要的交通指揮系統(tǒng)，與人們的日常生活有十分密切的關(guān)系，它不僅關(guān)系到城市交通的有序進(jìn)行，也影響到人們的出行便捷和安全。目前，城市交叉ロ的紅綠燈大多采用定周期控制方式，一旦周期和綠信比選定之后就不再變化，這樣就有可能造成紅綠燈控制信號與實(shí)際的交通流量不適應(yīng)。只有周期、紅燈時間、綠燈時 間等控制參數(shù)可根據(jù)交通流的實(shí)際情況來進(jìn)行調(diào)整，才能更好地控制交叉ロ的交通，減少車輛延誤和提高交叉ロ的通行能力。針對ー個實(shí)際的十字路ロ，兩相位控制交通流簡單，效率高，但沖突點(diǎn)比較多，安全性較低。而4相位控制由于消除了左轉(zhuǎn)車輛造成的沖突，安全性很高，但在小交通流的情況下，交通效率低，因此，如果能根據(jù)交通流量的大小和車輛的轉(zhuǎn)向比例來進(jìn)行相位變換，交叉ロ交通會更有秩序，控制效果也會更好。因此設(shè)計(jì)一個穩(wěn)定、靈活、便捷且能夠控制和切換時間的紅綠燈，具有必要性和現(xiàn)實(shí)性。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)實(shí)生活中很多紅綠燈都是按照一個時間間隔進(jìn)行切換的具體問題，本實(shí)用新型的目的在干，提供一種基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈，該紅綠燈具有雙模式智能控制模式，即通過單片機(jī)控制紅綠燈和數(shù)碼顯示管，同時可利用按鍵或紅外遙控切換紅綠燈的運(yùn)行模式，即普通模式和上下班高峰模式。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈，包括紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管，其特征在干，還包括有單片機(jī)，該單片機(jī)上連接有按鍵和紅外接收模塊，單片機(jī)通過驅(qū)動電路與紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管相連接。本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)是所述的單片機(jī)選擇89C52單片機(jī)。本實(shí)用新型的基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈，可根據(jù)平時或上下班高峰期來轉(zhuǎn)換紅綠燈的切換時間，如上下班高峰期紅燈轉(zhuǎn)換時間設(shè)置為40秒，平時設(shè)置為60秒。這樣既可以有效緩解在上下班時間由于紅燈設(shè)置時間太長，為了趕時間而闖紅燈現(xiàn)象。同吋，還可以緩解交通堵塞現(xiàn)象。保證非高峰期時，車輛與行人有較長時間穿過馬路。通過切換運(yùn)行模式，可有效防止上下班時交通堵塞和車輛、人員滯留。比起普通交通燈控制系統(tǒng)，提高了交通控制的效率，保證交通有序進(jìn)行。
圖I為常見的交叉路ロ指示燈示意圖；圖2為本實(shí)用新型的基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖3為紅外發(fā)射與接收原理圖；圖4為裝置的部分模塊引腳圖，其中，圖(a)、(b)是74HC573八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器引腳圖；圖(c)是89C52單片機(jī)引腳圖；圖5為交叉ロ東西交通燈與南北交通燈接線以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)ー步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
·參照圖I，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定綠燈亮，允許通行；紅燈亮，禁止通行；黃燈亮，提示人們注意紅綠燈的狀態(tài)即將切換。為了方便說明，現(xiàn)假設(shè)東西，南北走向的兩干道相交于ー處十字路ロ。同時，為了保證行人安全，設(shè)置A，B, C，D四條人行橫道。當(dāng)東西道為綠燈，此道車輛通行，此時B，D人行橫道上行人禁止通過馬路；同時南北道為紅燈，此道車輛禁止通過，此時A，C人行道上行人可通行，時間為60秒。依此循環(huán)，即可指引車輛有序行駛，行人安全通過馬路。參照圖2，本實(shí)施例的基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈，包括紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管，還包括有單片機(jī)，該單片機(jī)上連接有按鍵和紅外接收模塊，單片機(jī)通過驅(qū)動電路與紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管相連接。本實(shí)施例中，單片機(jī)選擇89C52單片機(jī)，用于控制其他模塊協(xié)調(diào)工作；在89C52單片機(jī)中采用以C語言編寫程序編制運(yùn)行軟件，利用按鍵或紅外接收模塊切換紅綠燈的運(yùn)行模式，提高交叉ロ交通運(yùn)行的效率。按鍵和紅外接收模塊用來切換運(yùn)行工作模式即正常模式或上下班高峰模式，按鍵切換適于值班人員使用，而紅外遙控切換適于交警巡查時使用，方便快捷。在正常模式下，紅燈設(shè)置的時間為60秒；在上下班高峰模式下，紅燈設(shè)置的時間為40秒。紅綠燈指示器用以指引各路道車輛的通行方向，例如直行、左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，記時數(shù)碼管用于顯示紅綠燈所剩的切換時間，行人依此判斷是否有足夠時間過馬路，是走還是停。參照圖3，由于在89C52單片機(jī)上設(shè)置了紅外接收模塊，因此還可以用紅外遙控的方式來進(jìn)行切換運(yùn)行模式。紅外接收模塊的工作原理是內(nèi)置接收管將紅外發(fā)射管發(fā)射出來的光信號轉(zhuǎn)換為微弱的電信號，此信號經(jīng)由IC內(nèi)部放大器進(jìn)行放大，然后通過自動增益控制、帶通濾波、解調(diào)變、波形整形后還原為遙控器發(fā)射出來的原始編碼，經(jīng)由接收頭的信號輸出腳輸入到電器上的編碼識別電路。圖3中紅外發(fā)射管Dl和上拉電阻Rl構(gòu)成紅外管發(fā)射電路；NPN三極管Q3和基級串聯(lián)電阻R3構(gòu)成了發(fā)射的放大電路；PNP三極管Ql和NPN三極管Q2及其周邊分立器件構(gòu)成了接收電路。參照圖4，作為紅綠燈的核心控制模塊，控制器的選擇十分重要。本領(lǐng)域常見的有I)現(xiàn)場可編程門陣列FPGA ；2)可編程邏輯控制器PLC ；3)51系列單片機(jī)等。因?yàn)楸緦?shí)施例是ー種較為實(shí)用的裝置，所以要從價格和使用方面等因素綜合考慮。以上3種控制器都可以很好的完成紅綠燈的智能控制，而FPGA和PLC操作和完成簡單，但成本價格較高，性價比低。在本實(shí)施例中，選擇51系列單片機(jī)完全可以實(shí)現(xiàn)其控制，且性能良好，價格低廉。因此選用價格低廉的89C52單片機(jī)作為控制器。此外，可以外接數(shù)碼管顯示器，通過單片機(jī)封裝的內(nèi)部程序可以對每種模式下的紅綠燈顯示時間進(jìn)行微調(diào)。以下簡要介紹基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈的工作原理89C52單片機(jī)通過鎖存器控制記時數(shù)碼管的顯示紅綠燈時間，東西、南北四組記時數(shù)碼管時間顯示相同。P21 P27控制紅綠燈的顯示。P22 P24控制東西道兩組紅綠燈的顯示，這兩組紅綠燈通過89C52單片機(jī)控制顯示相同顔色的燈并且切換時間相同；而P25 P27控制南北道兩組紅綠燈的顯示，這兩組紅綠燈同樣通過89C52單片機(jī)控制顯示相同顔色的燈并且切換時間相同。RS15接按鍵SI，通過此按鍵可控制89C52單片機(jī)設(shè)置的運(yùn)行模式。INT13接紅外接收模塊，通過此接ロ可用紅外遙控切換89C52單片機(jī)的運(yùn)行模式。圖中采用兩個74HC573八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，用于記時數(shù)碼管與按鍵的緩存，這種電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負(fù)載， 可以直接與系統(tǒng)總線接ロ連接驅(qū)動總線，而不需要外接ロ，其引腳接線為常規(guī)接線，更提高了硬件的通用性。參照圖5，圖5給出了東西、南北交通燈的接線圖，其中東西紅綠燈接線I與單片機(jī)P22引腳連接，接線2與89C52單片機(jī)P23引腳連接，接線3與89C52單片機(jī)P24引腳連接；南北紅綠燈接線4與單片機(jī)P25引腳連接，接線5與單片機(jī)P26引腳連接，接線6與單片機(jī)P27引腳連接。通過89C52單片機(jī)的中央控制，結(jié)合紅外線發(fā)射接收器的信號采集，利用軟件智能切換提前設(shè)定的普通模式和上下班高峰模式，從而有效地提高了交叉路ロ的通行能力。
權(quán)利要求1.一種基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈，包括紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管，其特征在于，還包括有單片機(jī)，該單片機(jī)上連接有按鍵和紅外接收模塊，單片機(jī)通過驅(qū)動電路與紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管相連接。
2.如權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈，其特征在于，所述的單片機(jī)選用89C52單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的雙模式紅綠燈，包括紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管，還包括有單片機(jī)，該單片機(jī)上連接有按鍵和紅外接收模塊，單片機(jī)通過驅(qū)動電路與紅綠燈、紅綠燈指示器和記時數(shù)碼管相連接?？筛鶕?jù)平時或上下班高峰期來轉(zhuǎn)換紅綠燈的切換時間，可保證在平時，車輛與行人有較長時間穿過馬路。在上下班高峰期通過切換運(yùn)行模式，可以通過預(yù)設(shè)程序，智能切換相應(yīng)模式，從而有效防止上下班時交通堵塞和車輛、人員滯留。
文檔編號G08G1/095GK202454085SQ20112056242
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者于繼翔, 李龍輝, 秦加合 申請人:長安大學(xué)