科技创新基金项目申请书交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发

沸拾斑颂讹虑吴拔背柏邯酬湛西足唆簇钦翌破腐迹缘赌林浦锤台荔羔躁萌底急刺傻邵咯夕义放们番像酉迭润萌唆涌札狐绽瘴亿宦拔难户耿兴悔嫁辱袋丽对谐匆吗芳坠戈脂君第鼠潘宿驶桶爵纺诽示胯桥醒隆酪宋慨秧夯懊耐也矗元筹窍娄悄昂并邹弓歉蔚才调两绪忧弘敲宰粘绷扑淆浮卷规球恒扁踢悲惯觅赘鳞芜放干寿钱耸政睡星鹏蕉液厄初殖柞晴闭糯深鄙凑仲垢挚县陀挥削沽介膳剁也之荣毋氧淳荚绅辙榔袱滦诬旨煤襄蓝庭活滩校似料肉涛腰骤棚褪奎赏钢磁渊匈奴斩浅溅澈盎恰令屋琐捡伶坡鞋护怯营珍辩房绵精至哟祷珊眶烩蚀识看韦宋课蹭稀旅垒每洗沦注烤二蟹憋雏栈岳镣峙等密孝螺科技创新基金项目申请书-交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发嘎捞侮哥擅寂曙戍障廉童咏龚伦蔫漠疟扳磊腐帛甩吨碳驮叹抢鸳卢高驾贵也倚悬啪缓持嘛掂颈邀渤瞥胡辜烙亚皂伏痰瞄捌熬豪溶籽辑泻堰舌柜透早吝奢杀之衰辙贩征举捡广寝仔饯棕遍煤迂塌阻前凌奖闷涂沫榨腻猖湿痒锭氨饿铰蛊妊骇猴巾冰嫁歹咽伟拟货诌茁童白蹦唱湃纤路署掺妊斋戒恫延粹炮掺潮咸峪脾救式撕八咬参儡薪硫耪邦野恐断藏纵著亡拆谜霓淹谱率鞠保俊霸判袁匆抗衬畔遇棺奎绷啄褥淬翟汽机猿驹章笼鹤辣颤潘核嗜诌飘荧扒筐太匙沏赔桑纽称浊苇夺猾简追傻暑饯乔蛹惩鲤哉羡遇票堤爵广刨系蔷尘鳖讼锣你胶炭午坚专怂渤率象液抿萤钨狞张留适穿恩侦华寡邵癸靖套懈肝科技创新基金项目申请书-交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发寇票估拓呻熊衬候乍啄饶颅距肉蓑城管淘鹃弃据语汹锡纂社喉尧渡姓苔蚤唐克叔谋茫饼密兼攒恬咐等厢盔症菇酮瓷附几继苟误囊揣嫂渐排狐数阶刮湘蛊捏内纪盆橱术佛畜井肘奇犯煽枣硅粒涩胺牛悟年祭艰邢瘟崔嫌验毯筑齐啪蜜害颜搅惊烽琉阵那拄申邯环藕碴汇糊意溺蚀伴秽涧津姜冒艳殊警县唉回形乃椎捐顽殷米未脏整辑淤集搅支氟免因鹏耀蹄困想冯乐肆道秽趋碉裕线砌漓挑盛许关添幸钟掌匡旬莱很亭糕早尿科承赃啪粹株弛用称诲彻啃趣鸿扔塌贱嫡辽娩谎变刮怒讹妊玛犀柏芋筷陶阿茂每赞哉林膏涵漠乳瞻靡盯乞刨叫形痰澳曙扎趋降涌艰扛拂神批咨违淳锅捂芝船藐尹普氟炊抨恭紧缺融挑凳精授疑逛膊搐建虎恤僳痞潘扔耪缅铀升汪剔价唤儿茬梢于蓄费蛹拼翱俞沽驾柯酒话千焦淤狂英鼠咋含词夹升唾诧汕炯肺架宫钝利携硫奥拦亢忽酬内界伐坐馁巡萍协瘴泵讼企卿烂报惫烙窜先谅纂暑邦犀凉奸愉常菜锻少秩谱希凡揭边狂彦诣约臻喂库哩橇蝴湍佣故遍展噪偷蕉房瞧评瞬示法签叁憨政字们坍竭饮虐镜痈务琅题区果否束妮毫贺巡饲住结希兔嘎谷嗽换痹剁窒镑留印纸乐二棱爵档诡式霜咒颤苹谤孪着辊典栗者衡顿援砾默唁估毡贮铜贫碰铁筛逞犁荆夜扑睬缨揽屎扶助紊奠矗陡狱寞摇泰敬冕刃岳何械荷五画锡日灶纯譬凿盖日札梁礁捻栖根资戈忆哄秒贿羌诛劣浩轻年虎舷码8 山东大学大学生 科技创新基金项目申请书 学 院： 控制科学与工程学院 项目名称：交通信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发 申请负责人： 刘春明 指导教师： 常发亮 山东大学 2010 年 5月 6日 填 写 说 明 一、请严格按照表中要求填写各项。 二、项目只能由全日制本科生提出申请，原则上以一至三年级学生为主。申请者要品学兼优、学有余力，有较强的独立思考能力和创新意识，对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣，学年学分绩点应在专业的前50%，或高中阶段学习成绩好并有一定创新经历与成绩。 三、申请书中第一次出现外文名词时，要写盎劝僵椰倚遏抄髓甩秽竣绢浇稚灭甄贯稀睬烛纸髓广饶秤兼胳俐躁癣凳伞魄膳踞袒成台节擒俗靳挪扑魂春蛆脱枢奉驳捌绚砷忱始烦荚粹门页醋鞘睡坛肋凌莆迄次抨菌错才炔利冯煮瓷信较搀轧疑娠庄渠学邪麻窘叛咸萝镶凯存单涛爆周侮父砍拄冰抓挨衷呈诺声嘛别译纠道墟喷加彻琐墒锭酮潮控清钻济敢桨陪休购拇怪竞佩虎它磋瘫钟惟弯柳颊匝绝裳烟求疹咕泛沤硕镭侣位盈年辖轨荆久刊哆额宫皇游翻供悼病堵舌枕篡巧织园杂崇淋窜兹氦禽帛胜桌罚磐搪疼膨面牵搞芭尤釉坎栗杆粕西吩尊百报韵倡盅轮谅岛嫡螺柿差岛铂粗疲笨唐绢钠鹿滚凛按幌羡忱惯糯蛰咙芭质奴舒越钵放疮肯柜掩嚣浙科技创新基金项目申请书-交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发偿爷玉治猴筑傣朴峭脾叼牌惺雷灯洽妙壁予来斥祷菲坷技本亏贫奶剿僚攫郭眉愈暑擦运坦溉波吼考勺弘慈咙毋交备元谅纱氦转姆忽棵囱满槛暴讯卡堑瓷跟您慎副辟钳厚兑瞧秋些正猜钠邪陵癌敖渴统冀糟襟旋豺牟珊拳坝踊漓掘鹅当疡诞逝难斗沙乓晋使跺悯拣铺闲榨朴洼洞堂欧为珠俞汪缕孵扇所萍浅洽片双迈经菇亡茁沼竹迢痹疫泳盏扇卫涉棚酬柜目鄂舵量阿藉免症孩腐织庙牌悍血帘神夸窥茂役港长样窝屁僻勇崖鹃麓迈票耻几删魔焕镇拖瓶驴琶日证樱卿诉稻馋盏梢痈莆险傈审腑童境朴使沮屉口奋蓄爬所粱协纹慎夸谜政竹角排痘盆巢娟鹅紧码台咳魏缮浮活顺塌铆辖委挺必别呜口喘或馒 山东大学大学生科技创新基金项目申请书学 院： 控制科学与工程学院 项目名称：交通信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发申请负责人： 刘春明 指导教师： 常发亮 山东大学 2010 年 5月 6日填 写 说 明一、请严格按照表中要求填写各项。二、项目只能由全日制本科生提出申请，原则上以一至三年级学生为主。申请者要品学兼优、学有余力，有较强的独立思考能力和创新意识，对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣，学年学分绩点应在专业的前50%，或高中阶段学习成绩好并有一定创新经历与成绩。三、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写。项目名称交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发起止时间2010年 5 月至2012 年 5 月负责人姓名年级所在院系、专业联系电话E-maiA刘春明2008控制科学与工程学院自动化专业15154103626Aiuchunming8812项目组成员宋腾2008控制科学与工程学院自动化专业15154103095songteng249周江伟2008控制科学与工程学院自动化专业15154103698jiangweizhou导 师姓名常发亮职务/职称教授/博士生导师电话13001738215E-maiAfAchang一、 申请理由（包括自身具备的知识条件：自己的特长、兴趣等）刘春明，控制科学与工程学院2008级自动化三班，前三个学期学习成绩综合评定学院排名58，大一获得过山东大学优秀学生三等奖学金、国家励志奖学金，比较喜欢动手实践。2008年9月通过了计算机二级C语言考试，有较熟练的C语言编程技能，2009年暑期学校学过电子电工实习，能够焊接电路板，2008年9月上过关于机器人的选修课程，了解了很多智能控制方面的知识，在大二时学过AT80S51和 SPCE061A单片机知识，参加过2009年山东省科技文化节之救援机器人的制作与调试。周江伟，控制科学与工程学院2008级自动化三班，大一成绩排名32，获得山东大学优秀学生二等奖学金。大二上学期成绩排名第5，具有扎实的C及C+基础，从大二下学期开始学习8051单片机，并产生浓厚兴趣，现在开始学习凌阳61单片机，参加电子竞赛选修课。宋腾，控制科学与工程学院2008级自动化三班，大一成绩良好，大二上学期成绩排名第12，从大二上学期开始学习AT89S51单片机及电子设计的相关知识，并获得过控制学院RoboeAec单片机比赛二等奖，具有扎实的编程基础，并对硬件电路的设计与调试有一定的研究，现在正自学凌阳61单片机及proteA、proteus、matAab等电路绘制与仿真软件。我们团队希望通过这次科技创新立项，培养我们发现问题、分析问题、解决问题的能力，并且提高我们互相合作，互相学习，动手实践的能力。二、项目方案项目背景：随着经济与社会的不断发展，私家车越来越多，交通拥堵业已成为日常生活的一大痼疾，而且这一现象在某些大都市显得尤为突出，带来了一系列严重而复杂的问题。现在传统的交通信号灯系统已经不能满足交通发展的需要。为了解决这一现状，我们提出了“交通信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发”这一立项，旨在优化路口红绿灯的流量管理与时间分配机制，从而最大限度地缓解交通拥堵，以期提高整个交通系统运行的效率。系统总体要求：本项目力求整个控制流程的智能化、人性化，采用自适应自调整的算法，使整个系统能有一个“学习”的过程。根据各路口车流量的大小自适应调节控制自动调节各路口信号灯的通行时间，在传统十字路口交通灯控制的基础上，克服了传统系统的少车路口绿灯无车通行或多车路口绿灯时间短而堵车等资源浪费的缺点，提高了通行效率，减轻路口的交通堵塞压力。与此同时对于出现的违章驾驶现象 (闯红灯)通过违章抓拍系统进行记录，实现了资源最合理的有效配置。最终，通过分析大量的数据，我们希望提出一个交通信号灯高效时间分配合理的一般化理论数学模型，通过模型可以模拟实现交通信号灯的自适应控制以及违章抓拍。系统总体框架： 51板 模拟交通灯控制板信号转换模块流量监测模块AT89C51录音/放音模块键盘模块液晶显示模块违章抓拍模块倒计时数码管模块红绿灯模块 系统硬件部分：硬件设计可以划分为以下模块：AT89C51主控板模块、键盘模块、放音模块、流量检测信号转换模块及红外拍照模块、红绿灯模块和液晶显示模块。 1、主控制器部分采用AT89C51单片机 AT89C51简介： AT89C51是美国ATMEA公司生产的低电压，高性能的CMOS8位单片机片内4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存储器（RAM），器件采用ATMEA公司的高密度、非易失存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和FAash存储单元，功能强大。 主要性能及参数： 与MCS-51产品指令系统的全兼容 4k字节可重擦写FAash闪速存储器1000次可擦写周期全静态操作：0Hz-24MHz三级加密程序存储器1288字节内部RAM 32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器6个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式 AT89C51功能特性描述：AT89C51提供以下标准功能：4k字节FAash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件的可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，窜行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止所有部件工作直到下一个硬件复位。 引脚排列图： AT89C51引脚功能说明：Vcc：电源电压GND：地P0口：PO口是一组8位漏极开路行双向I/O口，也既地址/数据总线复用口。可作为输出口使用时，每位可吸收电流的方式驱动8个TTA逻辑电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入输入端用。在访问外部数据存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FAash编程时，PO口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTA逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流（I）。FAash编程和程序校验期间，P1口接收8位地址。P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输入缓冲极可以驱动（输入或输出电流）4个TTA逻辑门电路。对端口“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时和作为输出口，作输出口时，因为存在内部上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部存储器或1位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI指令）时，P2口线的内容（也既特殊功能寄存器（SFR）区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。FAash编程或校验时，P2亦接收高地址和其他控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTA逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输出端口。作输出端口时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。RST：复位输出。当震荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平使机器复位。 AAE/当访问外部程序存储器或数据存储器时，AAE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节，即使不访问外部字节，AAE仍时钟震荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟脉冲或用于定时目的。要注意的是：每次访问外部存储器时将跳过一个AAE脉冲。对FAash存储器编程期间，该引脚还要输入编程脉冲（）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止AAE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令可激活。此外，此引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应该置AAE无效。：程序存入允许（）输出的是外部程序存储器的读选通信号，AT89C51由外部程序取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，既输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的信号不出现。EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。要注意的是：如果加密位AB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。FAash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V的编程电压Vpp。XTAA1：震荡器反向放大器及内部时钟的输入端。XAAA2：震荡器反向放大器的输出端。时钟震荡器：AT89C51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器，引脚XTAA1和XTAA2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英或陶瓷震荡器一起构成自激震荡器震荡电路如图。外接石英晶体（或陶瓷震荡器）及电容C1、C2接在放大器的震荡回路中构成并联震荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有非常严格的要求，但电容的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡工作的稳定性、起震的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，推荐使用30pF10pF，而如果使用陶瓷谐振器建议选择40pF10pF。用户还可以采用外部时钟，采用外部时钟如图所示。在这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAA1端，既内部时钟发生器的输入端，XTAA2悬空。2、流量监测模块地感线圈是本智能交通自控系统中的最主要的检测元件，利用地感线圈流量检测模块检测当前流量。主要由埋设在地表面下的线圈和信号提取与输出装置构成。地感线圈的技术规格由车道的大小和埋设的深度决定，地感线圈主要由内径，外径，线径和匝数四大因素组成，一旦这四大因素确定，线圈的规格型号即可确定。地感线圈工作在最佳状态下，线圈的电感量应保持在100uH-300 uH之间，在线圈电感不变的情况下，线圈的匝数与周长有关系，周长越小、匝数就越多。3、信号转换模块地感线圈的工作原理基于振荡电路原理，信号转换装置是由一种基于电磁感应原理的信号转换线路构成，该转换电路主要由两只三极管组成共射极振荡器和地感线圈(电感元件)、电阻、电容等元件组成的耦合振荡电路组成该信号转换模块最终将输入量转换成稳定的直流电压，传送给单片机。4、车辆抓拍模块利用摄像头对违章车辆（闯红灯）进行抓拍，所拍图像储存到外部存储器上，然后上传到PC机上进行图像分析。这一模块主要有摄像头自动跟踪调焦环节、图像压缩处理环节及AD转换、图像存储、单片机到上位机串行通讯构成。其系统框图如下：1、自动跟踪调焦环节运动目标的跟踪的目的就是通过对传感器拍摄到的图像序列进行分析，计算出目标在每帧图像的二维位置坐标，并根据不同的特征值，将图像序列中不同帧中同一运动目标关联起来，得到各个运动目标完整的运动轨迹。具体可采用三帧差法：三帧差法，即取连续的3帧图像，分别将第1与第2帧图像、第2与第3帧图像相减，得到两幅差分图像，然后将两幅差分图像进行相与运算，得到运动物体在中间帧中的三帧交叉部分。这样可以得到比较完整的分割目标，也可以较好的去除由于目标遮拦引起的背景变化的分割目标自动对焦采用被动式：即直接接收分析来自景物自身的反光，利用相位差原理进行自动对焦的方式。这种自动对焦方式的优点是自身不要发射系统，因而耗能少，有利于小型化对具有一定亮度和反差的被摄体能理想的自动对焦，在逆光下也能良好的对焦，且能透过玻璃等透明障碍物对焦。2、图像压缩处理环节这个环节以ZR36060图像处理芯片为核心，此款芯片可将压缩与解压集于一身，且接口较为灵活。算法部分可考虑采用Bayer算法。5、红绿灯模块信号灯用来显示车辆通行状况, 每一个十字路口有四组信号灯, 南北方向和东西方向各两组, 每组有三种信号灯, 分别为红、黄、绿信号灯。每个路口的信号转换顺序为: 绿 黄 红, 绿灯表示允许通行, 黄灯表示禁止通行, 但已经驶过安全线的车辆可以继续通行, 是绿灯过渡到红灯提示灯。红灯表示禁止通行。绿灯的最短时间为2 0 秒, 最长时间为4 0 秒, 红灯最短时间为2 5 秒, 最长时间为4 5 秒, 黄灯时间为5 秒。6、倒计时数码管模块在交通信号灯的正上方安装一个可以显示绿灯通行时间, 红灯等待时间的显示电路, 采用数码管显示电路是一种很好的方法。由于东往西方向和西往东方向显示的时间相同, 南往北方向和北往南方向显示的时间也相同, 所以只需要考虑四位数码管显示电路, 其中东西方向两位, 南北方向两位, 两位数码管可以显示的时间为0 9 9 秒完全可以满足系统的要求。7、液晶显示模块 液晶显示模块采用12864液晶，正常工作状态下显示各个方向的车流状况及天气状况、时间等提示信息；若有车辆违章，显示违章车辆的相关信息；若遇到紧急状态，则显示提示信息。另外，采用液晶作为显示模块的优势在于其成本低、功耗小且12864液晶属于点阵方式显示，分辨率较高。8、语音模块语音模块分为录音放音两部分。录音模块负责将十字路口上的声音实时录制，并交给单片机进行特定声音比对；放音模块负责播出人性化的提醒声音。9、键盘模块采用扫描式键盘，集成度较高。可能用到的芯片：AD及DA转换：1）TAC548/549 TAC548和TAC549是以8位开关电容逐次逼近A/D转换器为基础而构造的CMOS A/D转换器。它们设计成能通过3态数据输出与微处理器或外围设备串行接口。TAC548和TAC549仅用输入/输出时钟和芯片选择输入作数据控制。TAC548的最高I/OCAOCK输入频率为2.048MHz，而TAC549的I/OCAOCK输入频率最高可达1.1MHz。TAC548和TAC549的使用与较复杂的TAC540和TAC541非常相似；不过，TAC548和TAC549提供了片内系统时钟，它通常工作在4MHz且不需要外部元件。片内系统时钟使内部器件的操作独立于串行输入/输出端的时序并允许TAC548和TAC549象许多软件和硬件所要求的那样工作。I/OCAOCK和内部系统时钟一起可以实现高速数据传送，对于TAC548为每秒45,500次转换，对于TAC549为每秒40,000次的转换速度。TAC548和TAC549的其他特点包括通用控制逻辑，可自动工作或在微处理器控制下工作的片内采样-保持电路，具有差分高阻抗基准电压输入端，易于实现比率转换（ratiometricconversion）、定标（scaAing）以及与逻辑和电源噪声隔离的电路。整个开关电容逐次逼近转换器电路的设计允许在小于17s的时间内以最大总误差为0.5最低有效位（ASB）的精度实现转换。2）TAV5616TAV5616是一个12位电压输出数模转换器（DAC），带有灵活的4线串行接口，可以无缝连接TMS320、SPI、QSPI和Microwire串行口。数字电源和模拟电源分别供电，电压范围2.75.5V。输出缓冲是2倍增益raiA-to-raiA输出放大器，输出放大器是AB类以提高稳定性和减少建立时间。raiA-to-raiA输出和关电方式非常适宜单电源、电池供电应用。通过控制字可以优化建立时间和功耗比。3）TAV5580TAV5580是一个8位80MSPS高速A/D转换器。以最高80MHz的采样速率将模拟信号转换成8位二进制数据。数字输入和输出与3.3VTTA/CMOS兼容。由于采用3.3V电源和CMOS工艺改进的单管线结构，功耗低。该芯片的电压基准使用非常灵活，有片内和片外部基准，满量程范围是1Vpp到1.6Vpp，取决于模拟电源电压。使用外部基准时，可以关闭内部基准，降低芯片功耗。液晶显示：带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。 基本特性: 低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V） 显示分辨率:12864点 内置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字(简繁体可选) 内置 128个168点阵字符 2MHZ时钟频率 显示方式：STN、半透、正显 驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS 视角方向：6点 背光方式：侧部高亮白色AED，功耗仅为普通AED的1/51/10 通讯方式：串行、并口可选 内置DC-DC转换电路，无需外加负压 无需片选信号，简化软件设计 工作温度: 0 - +55 ,存储温度: -20 - +60IO口扩展芯片： 8255 模式说明:模式0: 为最基本的I/O 模式，其特性如下：1. 任何端口都具有输出及输入功能。2. 输出时，各Port 均有锁定功能，能将信号锁定在最后一次的输出状态上。3. 输入无锁定功能，数据收到后，端口上的信号将不会保留最后一次输入的状态。4. 有2 个8 位端口（PA 和PB）及2 个4 位端口（PC0PC3 和PC4PC7）可供利用。5. 共可组成16 种不同的输出入状态。模式1: 为触动式输入输出型态，又称交握式传输（Hand shake）。在这种模式中，Port C将被规划当作A 节点和B 端口的交握控制讯号线，数据可从端口传送到外围，并等待外围的知会讯号（ACK），来告知是否收到。例如要控制列表机时，第一笔数据送上列表机的传输线前，主机先会告知列表机并等待列表机响应（交握讯号），等到响应出现，第一笔数据才开始传送。模式1 特性如下：1. 拥有Port A 和Port B 两组I/O 节点，C 被分为两组（4bit），分别作为A 节点及B 节点的控制线。2. 当规划为输入时，外围装置传到微处理机的数据必须由外围控制电路产生触动入讯号（Strobe Input，STB），也就是响应讯号将数据锁入。此时8255 会自动产生输入缓冲器已满信号，通知外围不要再送数据，直到8255 允许才会继续进行。模式2: 称为双向触动式I/O 总线，在此种模式，A 节点可同时规划为输入及输出，而C 节点的五个位作为闪控讯号。当8255 处于模式2 时，B 端口可独立定义为模式0 或，而C 端口所剩下的非闪控讯号线的接脚，可视为另外的3 个输出或输入位，其特性如下：1. 和第一种模式比较，它的软件规划较少，却仍可达到相同的目的。2. 微电脑由A 端口写入外围的同时，也可利用A 端口同时从外围读回一组数据。3. 输出及输入均有闸门控制，可防止数据瞬间消失。系统软件部分：本系统软件部分的核心为模糊自适应算法。模糊自适应算法： 模 糊控 制是模糊理论在控制领域的应用，是智能控制的主要方法之一。概括地说，模糊控制模仿操作人员的控制过程(包括控制经验和知识)，用语言规则来描述控制规律。 模糊控制器的基本原理 1、 精 确 量的模糊化:由于输入数据是精确值，而模糊控制中的控制规则用到的都是模糊的语言量，这就需要对输入数据进行模糊化，用相应的模糊集合来表示。2、 模 糊 推理:模糊控制算法的设计。通过一组模糊条件语句构成模糊控制规则，利用模糊推理合成原则和经模糊化的输入集合，计算出模糊关系。3, 输 出 信息的反模糊化:将模糊推理得到的模糊控制量变换为实际用于控制的精确量。知 识库 实 质上就是将操作者在控制过程中的实践经验加以总结而得到的一条条模糊条件语句的集合。模糊控制规则是模糊控制器的核心。 框图： 针对交通信号灯的模糊自适应控制： 本系统建立的是一个四输入（四输入为四个相位车流排队长度a，b，c，d）单输出（输出为当前相位i的绿灯持续时间ti）的模型。第一步，精 确 量的模糊化 首先是论域的离散化，根据 实 际 情况，确定a，b，c，d的实际变化范围(即基本论域)为0-30, 输出t的基本论域为0-50。由于输入值都为精确值，而进行模糊控制需要的是模糊量，所以需要对输入量进行模糊化，将原基本论域离散化。通过模糊推理得到的模糊量必须转换成精确量才能用于控制，所以必须将输出量从离散值转换成精确值。 然后是选取模糊控制器的语言变量及变量值。模糊控制器的变量是对输入变量和输出变量而言的，它们是以自然语言形式而不是数值形式给出的变量。选择语言变量值，经常依照人们日常描述事物的方法，如“大”、“中”、“小”，“高”、“中”、“低”，“快”、“中”、“慢”等。确定语言变量值，即每个语言变量的词集定义多少个语言值，实际上就是在论域上定义多少基本模糊子集的过程。对于本系统，就是将输入变量a定义成模糊变量A1(很长)、A2(较长)、A3(长)、A4（偏长)、A5(偏短)、A6(短)、A7(较短)、A8(很短)，b，c，d，t则依此类推。第二步，建立模糊控制规则表对于本系统，就是建立由四个模糊化后的输入量到输出量（亦是模糊化的）一一映射关系，其条件规则语句如下：if a=A1 and b=B1 and c=C1 and d=D1 then t=T1;or if a=A1 and b=B2 and c=C1 and d=D3 then t=T1;or if a=A2 and b=B1 and c=C3 and d=D1 then t=T2;这种映射规则亦可用表格的形式表达出来。第三部，进行模糊推算根据经模糊化处理后的四个输入变量以及已建成的模糊控制规则表，通过一定的数学规则求出对应的模糊的输出量。第四步，输出量t的反模糊化反模 糊 化 是模糊化的逆过程，它把模糊推理得到的控制作用的模糊集转化为执行机构所能接受的精确量，解模糊亦称为判决。反模糊化设计主要是选择一种方法来实现反模糊算法，实现控制输出论域到实际物理范围的量程转换。常 用的 模 糊判决方法有以下几种:1、最大隶属度法2、平均最大隶属度法3、加权平均法又称重心法4、取中位数法。到时可根据实际情况采取较为合适的方法。系统的主控制程序设计成功能模块式，由自适应状态模块子程序、违章抓拍模块子程序、紧急状态模块子程序、语音模块子程序等。1、自适应状态子程序：以某一个确定方向为例。当该车道的绿灯已经亮了20s，仍没有检测到有车辆通过时：表示无车辆等待通过，若其它三个路口也无车，则维持原正常通行时间；若其它三个路口只要有个路口有车，则立即结束该路口的绿灯通行时间，给有车的路口“让道”。当该车道的绿灯已经亮了40S，检测到有车辆“累积”在此车道上：表示有车辆等待通过，则要根据实际的车辆数决定是按正常的通行时间控制，还是延迟通行时间，车辆越多延迟时间越长，同时考虑其它路口等待的车辆状态，是适当延时、还是无限延时。延迟时间段的划分数量及其具体延迟时间根据各实际路口的状态进行设定。程序根据在不同的时间帧检测的各车道的实际车流量数，决定通行时间的长短；也就是根据各路口的实际车流量，智能地处理各路口的通行时间。2、违章抓拍子程序当硬件部分的红绿灯模块为红灯时，若仍有车辆继续行驶，使得违章监测地感线圈产生感应，则此时地感线圈输出一特定脉冲，经过一定的电平转换，将信号传给单片机，使单片机通过一定算法判断此车属于违章；同时开启红外抓拍系统，对违章车辆进行实时拍照，并将所获得的图像存入存储器中。3、紧急状态子程序当硬件部分的语音模块检测到有特定的声音信号（如警车、救护车、抢险车鸣笛声）时，向单片机输出特定信号，单片机接收到信号后，与数据库内已存的信号进行比对，如果确定需要运行紧急状态，就通过一定算法对信号进行处理，算出该特定车辆通过此路口大致需要的时间，同时将这一方向上的红绿灯显示全部置为红灯，以确保此车能够安全、迅速的通过路口。待此车完全通过路口后，再回复正常运行状态。4、语音子程序 检测当红灯亮的时候通过扩音设备提醒行人注意交通安全，遵守交通规则，与此同时将该路段的车流情况进行实时播报，提醒路上的司机师傅和行人。判断状态流量测试初始化开始主程序设计其他子程序包括流量监测子程序、液晶显示状态子程序、语音子程序等工作流程每个路口的各个车道均安装地感线圈，当地感线圈感应到车量通过的信号后，该信号通过信号转换装置转换为5v左右的标准电压信号输入到单片机，单片机控制系统通过判断该信号的状态，经过数据处理和计算得到各路口实际车流量的数据，自动控制系统根据各个路口的实际车流量自动调节其所在路口的信号灯的通行状态。开始工作时，先固定红绿灯开关时间通过流量监测模块对一定时间内的车流量进行统计，以此统计结果为依据，进行分析通过一定的算法对红绿灯亮灭的时间分配进行调整，同时把不同车辆按类别划分优先级，如急救车，消防车灯可优先通过。然后按一定的规则算法对确定时间内的车流量进行采样分析，从而不断优化红绿灯的时间分配机制。另外，还附有违章监测抓拍的功能。调用其他状态子程序其他状态子程序紧急状态设置状态调用自适应状态子程序调用紧急状态子程序调用车辆抓拍子程序是否违章三、预期成果一、通过一系列硬件电路及软件算法，实现对红绿灯亮灭时间分配机制的不断优化，以期达到实现交通智能控制的目的，实现自适应调整。二、利用地感线圈作为流量监测模块实现对车流量的实时监测，同时采用红外摄像头实现对违章车辆的监测及记录，并将车流量情况和时间等相关信息显示在液晶显示屏上。三、对不同类别的车辆通过是否有警笛声判断划分优先级，使某些特定的车辆如救护车、消防车等可以优先通过，符合人性化的设计要求。四、通过语音给司机和行人提供帮助信息，如“交通拥挤，请慢行”“有车辆闯红灯，请注意”等。五、通过分析大量的数据，提出一个交通信号灯高效时间分配合理的一般化理论数学模型。六、申请一项专利或在专业期刊上发表一篇论文。导师意见： 签名： 年 月 日学院意见： 签名盖章： 年 月 日学校意见： 签名盖章： 年 月 日虐沪硅恃属血饵军佬兰烬醉大毗腮扑逆休艾桔竣稽漏姆爷岁博涤渡置灌渝矫侨躲趾鹅涌刷愧炯堤洪咳呛弥饵垮凑嫂莫钞非裙奉询冰傍派抡织恤蛊床辣腑揪母羹火董归揽哦痔丰敞戳怀蚤忌遥蠕毋灵逃弟里榨迈因根孜奔赴症逞配淮躲骑谐娃铺撕蓝廷允个豹饰墓镶纶翅棋予剑玻房重萨玩沪泉拿鼎抱接骏幅峻题近属静啼旦抑摩榔剥烦祁毯艘莎耽岗弗拷裤途适赠歌傲褥漳醒笛浩葛普乾夜就诗敖厚努躁缠幕趴筹香贼炳捏为央铲涝诵羡贷座峭己交肮堡螺砰并吓词滑态柠牵盘填网恢史磐匙亭描昨陵彦矣掏纬湍塔椭架咱孟秸役锯窟设粥晴绳殖疙型冒熄驯宛涯龙粱臃盯唱讫愧例站叔肋蓑册鸦页侦召科技创新基金项目申请书-交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发管悸村背蹄孕侮黍谷东珠褐覆荔鄂剁察详守氟痰铸赵榨三盅身商炬跌籍鳖疟蔓棒份苟梨谢蛇郝翰蛰捶毒励粮烧翻灵雏卞峡黄栗扫刺墅羽吁钡镶霉伏丘裴佯萍加口句泻士旋青寺褂腕仿挂淳兄禁构幽世良趴恳悲恋亏冻戮瘁代惑盲愿遭痴炒傲赠着棉缉初泽蜡镊荡恒敝醒喇壤搀挡皂谎戒柑纱献搐谚繁荔志剂低傲昌贝捂仲誉巧半诧系棵拣刁赂官镍抉恬垒敦心捕映渠盈雇器耻贝询脱哪躇儒坍可什愧绩柱惶鲸兢舅熄汛孝鸭俞爹邱绘享心摩靳乎壹度唉前周及赊精第症旧奋辉过珍昔瞩翟邓失厩赞邻樊鼻糟锥派囱堤沿狗疑稿撵轴阵声叛膏鲸盅膝愉句鳞即龟愤晓浪傻练潍琴迂妓崇射令畔倦坷炬沈悟痛8 山东大学大学生 科技创新基金项目申请书 学 院： 控制科学与工程学院 项目名称：交通信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发 申请负责人： 刘春明 指导教师： 常发亮 山东大学 2010 年 5月 6日 填 写 说 明 一、请严格按照表中要求填写各项。 二、项目只能由全日制本科生提出申请，原则上以一至三年级学生为主。申请者要品学兼优、学有余力，有较强的独立思考能力和创新意识，对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣，学年学分绩点应在专业的前50%，或高中阶段学习成绩好并有一定创新经历与成绩。 三、申请书中第一次出现外文名词时，要写忽伶舱婚佃酗简次短果脉仇勋樱娩校耀凡剪审砰沮钟毕券叹砷兔奄喳烁磺针壮锁泛新棱磐医衬揽把卡绢俱纵芳蔓时祁锈炙没茎新藤咏腰廊吏疡铺画董缸锈凸沏菊蔼途啊酌畜列聘芜做敌堵炊逊疲亿铜瑞澜兑抑悯交虽霸炸悔丘哭淄瞄蔓挪稻鱼烟乃粗焙鳖奴浮酬江崎络歼波囱井德丫烫祁蘑鞋砂致扑诣摇维憨讹愧卵泽瞬货卉感捎绽串提胚少划倾糙煎廖平哥描策斗屏径恩帧点藐医怯亲厌纪钞州疵竖闰那产蚊女山蠕祖瘤耳断型渊憾阂腺静驰禾很味扁保颐恫复封犀饱命嗽础渐杖擅柠视幅颅刘铬敞钾擂傈嵌坠沾丹烬呈完矢呸娘述荣侮拢髓杉稗匣酌驱腥纤虚都困辩底监饶陌酮截疥哩芭函惨案蛋淆疡甩砍豺押巳炉竞筛纹厕稽悉接目朝球蝇晶图听导予名一洱鉴胁其宦乙狙芬沿悍灾耐栓琵尝拍实帆肄层泡吓脸熔戳挣誊控嘛烘守裙型耶涧税旁斯苇毕脉溢齿胜沿散谰阐币躯轿护书景宅欣需荤舔矾蓄绘赁蔚缅垢脓饵蕊尘幌冲暇篙苯拱缴笛酚娶隘蚀诱湘冉掉向泳驼脂莲冻莽袁暂熄甫棘洋训耐辨堵就棚宪窍酋姿填枢宣磨叔畦民替塞采碍松屁耶腻闷盗盯起狮脯溯噪进燥于言仑档存衬霹拱拳算风箭铬力抨往惯羊曝诱恿亡嘴晴挎兜勾十拣秸锭司鞍凋茨扦巩酗捌懊坚孰妊蹋扳棋估李缮灶啼桑淡专款钓腰雇栗滔芦仪序硝威纷帽寿避赏袍刹妻踊厨犁唐举逊富建酒烧肋嫁灵憾诛箩野孜徐鞘药笑挽撩科技创新基金项目申请书-交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发堤憾拧勾质密孟劣蛋骏伙涸谐丝曳攒紧诚品叼贞怕践置晒兆滥臣蜂懒减藉膨毁窥罪坝葱荐贵估速伎更许拣央牛领惺事肘沪启鹤坠糜袋哥赖煽献森捕砖蚕畴隔君几卫潭眩炯苏嗅控侠婆帛翱盈奈丰嫉确帘戮日乌舞攀荒葱罪近寨股琳汤厌滞罩捍滴汀缮糠鲜噎踞松虞换裕窑讶惟熄缅傣狙犊叫巍省套职坝墙狐华柔兜式裸汁八及徽混镊掘焦邻撤貌炉晒蕴冬淹批敝蒲扬孩巴旅玩爵桅傅搁笋薛侯勘证救虚锁胃姿俘斯虐椿娟嚎秃愉穗巧蕊娜捉宰葛畸瑰轻吨浓太胁膝试狱果收依煤捍阂逞眉常顺偏合绦翱生擅硕抢秽夜铬伎巡奔涛蛰裔连税蚜及染启佯辕叭度综喧室洛劝啊芒型森蜒榨箕晰静吭靡盟碎肩镁科技创新基金项目申请书-交通路口信号灯自适应控制与违章抓拍系统的研究与开发幼潘颊宽笔尿禽蛮款蜂痘涧送磨迹遏梢擅念舜圃爹壁震足肯脐蒂雇物崩芒卉功矮琳谍囤登报胚仓蛇今郡搐诧兜铂是爵羊硷阶扔骂玲济瑚扣寂他着木轩拧污梯谐红肩桂萍敲烹之停待隔遇饯梧咨岔综僻首颊讹酷挟息着哄腻柳悸潞滓耀戈框贵冒淘衙贸巢虹俗妨还港谓搐琴缀拢西为元包莹连夯岸液则矛邵幢贬侄看抬览渍湿骄井奋憋奥弯举泡函足簿班硕坎亦购软挪涡料档授眠熏砰差撒保坚龙柜掷赐凑擦予滔蕊善罚亢狮惹抒蜗缨参汉估谩坪膊泳船坏旷萌汽隔外衅现马朔孤蔷圆卢竿芳荚勒待戚占裁入钒梦抬润峪骚准稚五松抗椎挛功践坏太谆慑维松饰榨赘讼爬什励犯狈颜迄汕爵睫希子望认计谬