道路交通信号机的无电缆协调控制的实现

*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,道路交通信号机的无电缆协调控制的实现,道路交通信号控制机是智能交通系统的重要组成部分，也是所有末端设备中最为复杂的信号处理与控制。研制能够适合我国城市交通交叉路口的多车道大流量的特点，预测各流入的车群流量，给各交通流高效率的分配通行权的智能交通信号控制机，已是刻不容缓的事。本课题研究和解决的对象是如何实现在无电缆连接通信的情况下，实现各路口交通信号控制机的协调动作。,在现代交通信号的控制方式中主要有线控和面控：,线控方式是把一条道路延长线上连续几个信号机在时间上互相联系起来进行信号显示，通过减少车辆停止次数，缩短停车时间达到交通畅通的目的。另外，此种控制方式有助于形成适当速度的交通流。线控的主要特点是对几个信号机设定共用的周期长、系统周期长和确定各信号时间上的相对关系即相位差,对设置在大面积道路网上的多台信号机采用集中控制的方式成为面控。这种控制方式原理上可看作是线控扩大到面上。因此，面控是由若干个子区域控制构成的。这里的子区域是指由用相同的周期长进行控制的区域，对每一个子区域给出最佳周期长，在各个子区域得到最优控制的效果,在这里，我们要注意最佳周期的设置是固定的，是定周期，是不能够改变的，所以，这个周期一定要很精确,我们再来明确一下“无电缆协调控制”的概念,无电缆协调控制是指：控制机之间没有信号控制线相连，其相关协调控制是靠采用共同时基同步实现的。,所以最重要的要求是共同时基同步控制。,在每一个交通信号控制器中都有自己的时钟和晶振，在设计时，每个信号机的晶振都是相同的，理想的状态是每个交通灯的时钟始终是保持一致的（也就是面控中的定周期），这个周期是最佳周期，可以减少车辆停止次数，缩短停车时间。在一条固定长度的道路上，形成 一条绿波带，使交通达到顺畅。,但是，实际情况是所有的信号灯的晶振在经过若干的时间后，都会发生偏差，这就造成了各个信号机的*不同步*。,10ms,脉冲作为整个系统的时基信号，作为单片机的计数脉冲，时钟芯片是各信号机的时钟显示。,为了解决这个问题，本课题要完成以下的内容：,a.,利用市电网络的,50HZ,工频，经隔离、整形，形成,100HZ,的方波，作为整个网络的时基信号，使各信号机的输入保持一致。,b.,设计一个时钟修正电路，可以定时监控各信号机的机内时钟，在各信号机的晶振发生偏差的时候，能随时的发现，并通过复位键使各信号机的时钟复位，重新开始计时，这样，就解决了各信号机时钟不同步的问题。,C.,通过切换开关能在,6,位,7SEGLED,数码管上正确显示时钟的日期或时刻。这部分是把各信号机内的时钟显示出来，更直观的观察定时监控系统的工作状况,100HZ,的方波是采用,50HZ,工频为输入的，,50HZ,工频是正弦波，我们采用电压比较器使正弦波变成方波。,电压比较器的一端是输入的,50HZ,工频，另一端接地，地的电压为零，当正弦波的上沿输入时，大于零为正，经过与地比较输出为,+1,，当正弦波下降沿时与地比较输出为,-1,。,在电压比较器的输出断接入两个反向器，绿除负向的波形，使得输出为正向的波形。,在这部分设计中，刚开始的时候，没有考虑到输出电压的幅度，输出电压过低，不能驱动后面的,TTL,，所以，在输入和输出的两端跨接一个,10K,的电阻，形成负反馈电路，提升了电压，达到,+5V,之后，输出的,50HZ,正向方波作为输入，接入到,2,倍频器电路，经过倍频，输出,100HZ,的正向方波，为减少干扰，加入,RC,滤波电路，,R=2K,，,C=0.1uF,，但输出的波形占空比很小，只相当于一个一个的冲击，考虑是,R,的值太小，经过实验，把,R,的值调整到,100K,，输出的波形就很整齐。,因为输出的正向方波为,100HZ,，即,10ms,，所以，定时监控的时间定为,1s,，即单片机计数,6000,次时，给时钟一个中断，使时钟的计时复位，达到监控和修正的目的。,时钟芯片采用,DS1302,，,1302,采用的是双电源供电，当一个电源出现问题的时候，备用电源就会工作，其中，它的晶振为,32.768KHZ,，接在,X1,和,X2,之间，为保证起振的速度，在,X1,、,X2,与地之间接入,20PF,的电容，可以快速起振,6,位,7SEGLED,数码管用,zlg7289A,芯片，是具有串行接口功能的可同时驱动,8,位共阴式数码管（或,64,只独立,LED,）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达,64,键的键盘、单片机，即可完成,LED,显示，键盘借口的全部功能。,Zlg7289A,内部含有译码器，可直接接受,BCD,码或,16,进制码，并同时具有,2,种译码方式，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。,Zlg7289,具有片选信号，可方便地实现多于,8,位的显示或多于,64,位的键盘接口。,这次实验应用到,6*4,个键位，可以通过切换开关，在,6,位数码管上分别显示年、月、日和时、分、秒。,四个输入口从上到下分别为片选信号、时钟、数据输入、键位控制。下图为,LED,的电路图,