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探究计算机在交通信号灯智能控制系统设计中的应用

时间:2018-10-09 编辑整理:王丁 来源:早发表网

摘要 :文章中通过交通信号的控制现状的分析,探讨计算机在交通信号灯智能控制系统中的具体应用。

关键词 :计算机 ;交通信号灯 ;智能控制 ;系统设计

1 交通信号灯智能控制系统的设计现状

我国的智能化交通建设得以进步和发展,其存在的硬件 和基础设施更发达,整体上较为落后。特别是在App方面,其 问题的产生主要包括几个方面。如 :信息控制系统具备的联 网路段比较少,在整个路段协调下,无法保证其规模化发展。 在道路交通中,能详细分析其动态信息,促进采集工作、处理 工作的完善化,但是,其存在的发布系统还不够先进。在发达 国家,监控工作已经遍布在交通管理、高速公路管理工作,其 存在的第三驾驶员综合信息系统更为落后。所以,要实行面 控方式,为其划分交通区域信号,对城市和各个区域的交通 信号详细控制。面控方式能将所有的交通对象控制在合理范 围内,在中心管理模式下,促进整个控制系统的形成。区域控 制系统,是在交通控制理论逐渐应用下,通过通讯、检测、计 算机技术等与现代交通信号控制系统有效结合。区域交通信 号控制系统,其主要的控制方式为三级,分别为中央管理控 制级、区域控制中心和路口控制机构等。在我国的很多地区, 都已经使用了典型的实时方案,促进控制系统的优化选择。

交通控制系统是通过对 PLC 技术的应用,并将其与模糊 控制方法进行结合而形成的智能交通控制系统,随着现代技 术的革新发展,达到了整体的智能化、集成化发展,促进了交 通的最优选择,保证在平面网络控制模式下,实现网中个结 点的形成,保证通信的完善性,促使相互之间的积极配合和 协调,以达到系统的独立化发展。

2 PLC 在交通信号灯智能控制系统中的应用

PLC 技术为可编辑逻辑控制,具备集约化自动控制功能, 是计算机和通信技术集合的产物,具备更高的可靠性、更强 的适应性以及良好的通信功能。同时,在编程上也更方便,具 备结构的模块化发展特点。将其应用到各个领域中,为其提供现场控制设备,都能促进工业化生产。在交通控制系统中, 基于计数控制功能和具体要求,当达到某个数值的时候,将产 生状态信号,在该信号中,能针对一个操作,达到计数控制。工 作中,还需要对计数器进行编程设定,并根据其实际运行做出 有效修改。将 PLC 技术应用到交通控制系统中,PLC 技术能 通过用户计数器的指令面,对控制信号的状态详细计数,也能 对某个过程严格控制。PLC 技术也是一种数字运算操作的电 子系统,将其与工业控制系统结合,将保证其功能的转化,也 能为模拟量的控制和调节提供方便。

PLC 技术主要采用了通讯技术,能够实现远程控制,在 多台 PLC 之间,也能基于相互连接,达到和计数机的通信。在 PLC 同位连接中,多台 PLC 都可以使用同级和分级方式构建 网络,促使各个状态的透明化,保证 PLC 和计算机之间的通 讯。计算机可以被认为是上位机,其下部连接数十台 PLC,保 证在现场工作中集中控制和分散管理,也能在较为复杂的规 模下完成控制。

促进交通灯信号控制系统控制任务的完成,需要在工作 中保证其灵活性的获取和实现。因为 PLC 存在的型号多种多 样,根据其不同任务,不同型号的输入输出模块都能组成控制 装置。同时,PLC 是基于App的应用,以达到工作的控制。在对 App进行编制期间,能保证其灵活性的实现,相同的硬件完成 PLC 结构,也能在不同App模式下,促进不同控制任务的实现。 PLC 技术在交通控制信号系统中的应用,也能为控制工作提供 安全、可靠性,符合一定的工作需求,保证其诊断功能的实现和 发挥,实际工作中,不仅能更为详细的对App硬件故障进行诊 断,也能对现场情况实施保护作用,达到控制系统在交通灯信 号工作中的安全性。同时,也可以将 PLC 技术应用到环境较为 恶劣的地区,其具备的抗空间电磁干扰能力将得到充分发挥。

模糊控制系统也可以应用到交通信号灯智能化控制工求,比较器就会输出不同的高低电平信号以驱动报警装置显 示不同的报警状态。

 

以此来保证系统能够达到一定的灵敏度,同时又具有较 高的可靠性,噪声较小并误动作较小。

2.3 声音报警电路

系统在检测到可以信号后通过声音报警提示安保人员 及家庭用户。为提高报警效果,系统采用额定电压为 12V 的高 音喇叭进行声音报警,同时,系统更需要大功率三极管驱动 高音喇叭工作,本系统选用了 SS8050 作为高音喇叭的驱动设 备。三极管在 SPK 端处于高电平输出时能够导通,在 SPK 端处 于低电平输出时呈现截至状态。

本系统所实现的自动报警系统,对真实的声音进行了软 件模拟,按照通常报警声频的特点,利用App编程来实现仿真 的声音报警,使报警声音更加逼真,所实现的声音效果能够在 976~1945Hz 的频率范围内进行平滑递增。本报警器最终所发 出的报警声非常逼真,并有较高的音高,易于被人们发现。

2.4 灯光报警电路

除了声音报警之外,系统还采用了灯光报警加强报警效 果,为了能有更强的视觉效果,系统采用了炫目灯。该炫目灯 额定电压为 12V,但其正常工作电流比较大,因此系统采用继 电器控制灯光电路的开关。继电器的工作采用大功率三极管 进行驱动。继电器线圈中如果通有电流,就会有感应电动势 产生。在该电流消失时,继电器线圈为了阻碍电流的变化就 会由反向电压产生,而在三极管工作电路中,当三极管集电 结承受较大的反向电压时,就容易发生反向击穿并损坏。因此,为了保护三极管,将续流二极管并接于继电器线圈上。续 流二极管的存在,可以在线圈产生感应电动势时,将反向电 压消耗,保护电路元件的安全。

2.5 状态显示电路

本系统还可以对现场环境的状态进行显示。利用 7 段 LED 数码管显示现场状态。此处,采用共阴极 7 段 LED 数码管 来对现场的工作状态进行显示,如果有人非法闯入现场,数 码管将显示字“E”作为提示 ;在正常工作状态,即无人闯入 时数码管的 DP 点闪烁。LED 数码管采用 7 个发光二极管按 共阴极接法连接而成,发光二极管的内阻通常很小,如果对 电路中的电流不加限制的话很容易烧坏发光二极管。因此有 必要在电路中加入限流电阻。限流电阻的阻值根据电路中的 电源和发光二极管的工作电流来确定,通过计算可得,限流 电阻的取值可选范围为 330~500 欧姆。因此在本系统中选用 常用的 470 欧的电阻作为限流电阻使用。同时在电路中加入 10K 的上拉电阻以保证 P0 口可以输出高电平。

2.6 供电电源电路

为了给系统进行可靠供电,设计中利用 L7805CV 作为稳 压芯片,为系统提供 5V 的直流电压以及 1.5A 的直流电流。作 为直流电源,需要对电压信号进行准确的滤波,系统利用一 个电容值较大的电容来滤掉频率较低的信号,利用一个容值 较小的电容来滤掉频率较高的信号。


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