机场地面交通系统仿真研究论文

基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文

交通灯有两种，给机动车看的叫机动车灯，通常指由红、黄、绿（绿为蓝绿）三种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯。给行人看的叫人行横道灯，通常指由红、绿（绿为蓝绿）二种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯，红灯停，绿灯行。下面是我为你带来的 基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文，欢迎阅读。

摘要：针对现实中越来越严重的城市交通拥堵现象，文章介绍了一种十字路口交通信号灯智能控制系统。该系统实现了正常时段交通信号灯的轮换，解决了十字路口车辆的正常行驶；并可通过外部中断或手动设置解决一些紧急事件或由于某方向车道车流量不均衡所造成的十字路口交通资源浪费或堵塞问题。通过在Proteus V7.8仿真平台中运行，系统具有较强的可靠性。

关键词：Proteus；智能交通灯；仿真实验

随着现代化社会经济的快速发展，城市车辆大幅度增加，交通拥挤、道路阻塞、车辆通行缓慢等问题受到了人们极大的关注，特别是早晚交通高峰时的十字路口，因此智能交通控制就显得尤为重要。传统的交通灯控制，是根据一定时间段的各车道车流量的调查而分配出的相对合理的固定周期换灯的控制方式，不管是车流高峰还是低谷；也有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优，经常出现通行时间与车流量不相适应的'情况，特别是特定时间的十字路口，会出现某一方向车辆早已通行完，而另一方向车辆排队等绿灯的情况[1]。本文介绍的是一种采用8086 CPU和8259中断控制器配以7段数码管设计实现的十字路口智能交通灯控制系统，其能根据实时车流量对路口的绿灯时间进行动态调节，大大加强了其灵活性和实时性，并通过Proteus仿真软件平台实现了仿真。

一、总体设计方案

本文以十字路口单行车辆通行为研究对象，东南西北四个方向对应路口都设绿、红、黄三色圆灯信号（东西为一向，南北为一向），正常工作状态见表1，具体控制思想如下：（1）车辆流量的采集；（2）分析计算停止车辆排队长度，计算车流量比值，以1为基值判断双方车流量大小；（3）车辆输出量确认，根据各个方向车辆排队长度给定每个路口的红、绿灯时间值；（4）根据比值，增减另一方向车辆红、绿灯时长；（5）以3秒钟为单位，最大变化不超过18秒；（6）检测采用每周期循环一次，从而实现对整个信号灯的智能控制。

按照此思想，系统主要包括6个模块，如图1所示。以8086 CPU为主控制器，控制其他模块协调工作。其中信号灯模块显示各车道的通行情况；数码管倒计时模块显示信号灯燃亮时间；闯红灯报警模块实时监测车辆违规行为；紧急通行模块用于处理非正常通行，以外部中断方式控制[2]；时间手动设置模块以通过键盘进行手动设置，增加人为的可控性，用于在紧急状态下，通过设置所有灯变为红灯以避免自动故障和意外发生。

二、Proteus仿真设计

1.Proteus仿真平台简介。Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的多功能EDA软件，其由ISIS原理图编辑与仿真软件包和ARES布线编辑软件包组成，是目前世界上唯一将电路仿真、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。Proteus V7.5 SP3以上的版本中增加了对8086 CPU及相关接口芯片的仿真功能。另外，Proteus还提供有示波器、逻辑分析仪、信号发生器、交直流电压/电流表、数字图案发生器、定时器/计数器、逻辑探头、虚拟终端等很多虚拟仪器，是一个全开放性的仿真实验平台，相当于一个设备齐全的综合性实验室。本文介绍所使用的为Proteus V7.8软件。Proteus本身未提供8086编译器，而是通过添加外部代码编译器，将编写好的源程序加入工程，编译并生成可执行程序。本文介绍的采用EMU8086提供的编译环境进行程序的编写和汇编。EMU8086是一可在Windows环境下运行的8086 CPU汇编真软件，其集成了文本编辑器、编译器、反编译器、真调试、虚拟设备和驱动器为一体。Proteus仅支持8086最小模式，8086模型可直接加载BIN、COM和EXE格式的文件到内部RAM中，不需要DOS，而且允许对Microsoft（Codeview）和Borland格式中包含了调试通过的程序可以进行源程序或反汇编后的调试，因此源码汇编和链接过程的参数相当重要[3]。

2.信号灯电路设计。信号灯组由红、黄、绿三色灯组成，4组共12盏灯，其亮灭及闪烁方式与十字路口的红、黄、绿灯同步，由8255A芯片的A口通过方式0控制6个开关量（12盏灯）；七段数码管采用共阴极接法，由8255A芯片的B口通过方式0输出控制，其中低四位控制个位显示，高四位控制十位显示。8259中断控制器的IR0接8253的OUT2，实现对于紧急情况的外部中断处理。譬如控制红绿信号灯，实现相应车道通行、另一车道禁行，同时熄灭所有的数码管；或者遇有某方向路段忙时，信号灯的燃亮时间可根据车流量情况设置时间。

3.软件设计。程序主要包括“jjsj”和“zcsj”两个子程序。系统正常运行都在执行“zcsj”子程序，初始化十字路口的交通信号灯状态及燃亮时间，启动8253定时器数码管开始倒计时。在倒计时期间，当遇有某方向车辆特别多或遇忙等其他紧急情况时，通过外部中断请求执行“jjsj”子程序模块。绿灯倒计时完毕后，转换黄色信号灯，持续到规定时间后，东西和南北方向路口信号灯互换，如此一直循环运行[4]。程序设计流程如图2所示。

三、Proteus仿真实现

1.8255A初始化。从图3所示的硬件原理图得知，8255A芯片的片选端连接在74HC154译码器的输出端，74HC154的4个引脚D、C、B、A分别与锁存器74LS273输出的A12、A11、A10、A9相连，当A12、A11、A10、A9=0001时8255A有效，所以8255A的4个端口地址分别为0200H、0202H、0204H、0206H；初始化方式选择控制字为89H（A、B口方式0输出，C口方式0输入）。

2.实际问题处理。①定时时间的动态调整。定时时间设计为倒计时，用两位七段数码管显示，倒计时小于等于5秒时黄灯每0.5秒亮和灭切换一次，倒计时显示0秒时两个方向的红色灯和绿色灯切换。定时时间可以通过软件设计实现动态调整。方法为：将8253A计数器0工作在方式2，CLK0接2MHZ的时钟频率，设一计数初值（假设为2000），OUT0接CLK1，8253计数器1工作在方式0，设一计数初值（假设为500），则OUT1的输出频率为：2MHZ/2000/500=2HZ脉冲，相应周期为0.5秒。根据实际路况，通过改变计数初值可调整倒计时间。②时间差异。Proteus中利用8253A表示的时间和真实时间有差异，设定的时间比实际时间要长很多。所以，在仿真实验中为了看到与实际相符的交通灯变化，本应是0.5秒的时间需在源程序中将延时时间设置为0.25秒，这样运行起来更贴近实际[5，6]。

3.仿真效果。如图4所示为东西路口绿灯燃亮，南北路口红灯燃亮倒计时运行在18秒时的仿真结果图。

本系统以8086 CPU为核心，程序调试阶段采用EMU86进行在线编程及修改，设计的交通灯可控制十字路口的车辆及行人的交通管理，采用3个7段数码管，可以直观地显示红绿灯的开放和关闭时间。实际交通中的每个路口不完全一样，所以交通灯显示也没有固定规则，通常会根据具体情况设置相应的程序。由于Proteus没有提供箭头标志，本系统按单行道设计，指示灯不是专门的箭头指向灯，只是红、黄、绿三色圆灯信号灯，所以系统只考虑并实现了简单的十字路口交通行驶，即红灯亮时不能直行也不能左转，但可以右转；绿灯亮时，直行、左转、右转都可以，当遇有某方向车辆多或其他紧急情况时，通过中断可加以灵活性控制[7]。另外，系统在实现了十字路口基本的交通灯控制基础上，还引用了外部中断技术和时间手动设置，这可避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪情况发生。Proteus从V8版本开始支持ARM/Cortex-M3，这样，将会给交通灯系统增添更多现代化功能。

参考文献：

[1]李萍.基于AT89S51的智能交通灯控制系统设计与仿真[J].电子设计工程，2014，22（01）：190-193.

[2]王维松，等.十字路口智能交通灯控制系统的FPGA实现[J].电子科技，2012，25（9）：37-39，44.

[3]顾晖，陈越，梁惺彦，等.微机原理与接口技术-基于8086和Proteus仿真[M].北京：电子工业出版社，2011：110-135

[4]周灵彬，任开杰.基于Proteus的电路与PCB设计[M].北京：电子工业出版社，2013：1-38.

[5]温志达，梁桂荣.基于车流量的智能交通灯控制系统[J].自动化技术与应用，2009，28（6）：115-118.

[6]张晓荣，李永红.智能交通灯的设计及其FPGA的实现[D].传感器世界，2013，（12）：27-30.

[7]赵金亮.自适应交通路口控制系统设计与实现[J].太原理工大学学报，2013，44（4）：531-535.

交通工程毕业论文题目

交通工程是运输工程学中的一个分支。运输工程包括：公路交通、铁路交通、航空交通、水上交通、管道交通五项内容。下面是我为你带来的 交通工程毕业论文题目，欢迎阅读。

1、公路建设项目后评价理论研究

2、基于集成神经网络的城市道路交通流量融合预测研究

3、综合交通运输系统理论分析

4、城市道路交通状态判别及拥挤扩散范围估计方法研究

5、基于CIC的轨道交通建设工程集成管理研究

6、城市轨道交通工程施工方风险认知研究

7、基于出行特征的交通工程设计研究

8、重大交通工程项目经济领域社会稳定风险评估方法研究

9、地下轨道交通工程抗震设防要求确定方法研究

10、基于多维矩阵WBS的城市轨道交通项目集成管理研究

11、轨道交通工程绿色施工与清洁生产研究

12、宁波轨道交通工程结构混凝土耐久性质量控制管理研究

13、天津地下交通工程混凝土墙耐久性研究

14、国内轨道交通驾驶室人机工程设计研究

15、基层质监机构的交通工程质量监督机制研究

16、交通工程施工安全防治和监管体系研究

17、珠机城际轨道交通工程线路选线规划设计研究

18、城市轨道交通工程建设项目招标采购管理研究

19、面向交通工程造价管理的服务集成与系统设计

20、重庆轨道交通工程测量管理信息系统开发与实施

21、连续长大下坡路段避险车道设置原则研究

22、在生态脆弱区交通工程建设的生态影响与生态恢复研究

23、交通仿真技术在道路交通工程中的应用研究

24、武汉城市轨道交通工程施工技术研究

25、交通工程生态环境影响评价的景观生态学方法研究

26、城市轨道交通安全保障系统设计

27、我国大城市交通拥挤对策及关键技术研究

28、公路可行性研究中的交通分析研究

29、大型市政工程施工期交通组织研究

30、基于GIS的城轨交通工程信息管理系统研究

31、重庆交通工程监理咨询公司发展战略研究

32、重庆交通工程监理咨询公司发展战略研究

33、城市轨道交通工程建设期间地面交通管理与组织方法研究

34、轨道交通工程日常安全管理系统设计与开发

35、国道G4改扩建工程施工交通组织方案优化与仿真研究

36、城市轨道交通工程项目造价控制研究

37、城市轨道交通工程建设期安全事故分析与研究

38、深圳市交通工程质量监督研究

39、交通工程技术人员职业压力的研究及其应对策略

40、轨道交通配套通信工程项目进度管理研究

41、天津市轨道交通工程风险管理研究

42、轨道交通工程主控模式下变电所综合监控的应用研究

43、甘肃圆峰交通工程有限公司供应商管理研究

44、城市交通智能感知与传感器网络技术研究

45、轨道交通工程资料管理系统的实现及其文本信息的数据挖掘研究

46、中铁二局城市轨道交通工程公司发展战略研究

47、交通工程质量监督管理信息系统的.设计与实现

48、高速公路交通工程设施系统分析及评价研究

49、道路条件对公路交通安全的影响研究

50、基于AHP层次分析法的轨道交通工程全过程造价控制研究

51、基于BIM的城市轨道交通项目进度管理研究

52、北京市部分拥堵点段交通疏堵改造工程案例研究

53、浙江JH交通工程有限公司对外担保风险管控研究

54、宁波轨道交通项目的建设合同管理研究

55、城市轨道交通工程设计阶段投资控制研究

56、交通工程项目造价控制实践研究

57、责任成本管理在轨道交通工程中的应用研究

58、中山市交通工程质量监督管理信息系统的研究与分析

59、城市轨道交通工程建设期风险管理及工程保险问题研究

60、审计视角下城市轨道交通工程设计阶段造价控制研究

61、大型交通工程项目施工管理中的风险与预防

62、城市轨道交通工程地面控制网的测量与研究

63、城市轨道交通工程建设安全风险管理体系研究

64、某市轨道交通机电工程进度管理研究

65、轨道交通建设中前期配套工程合理实施的研究

66、考虑风险因素的城市轨道交通施工成本与进度研究

67、城市轨道交通工程安全隐患排查治理研究与实践

68、青岛市交通工程施工安全监管信息系统设计及实现

69、城市轨道交通PPP项目的风险分担研究

70、杭州地铁2号线1期工程项目人力资源管理及配置研究

71、山区县交通工程安全生产监管研究

72、轨道交通工程项目进度管理研究

73、城市轨道交通工程费用定额比较分析

74、轨道交通机电安装工程的设计变更研究

75、风险分担视角下城市轨道交通BT项目的回购定价研究

76、浅埋地下结构地震反应分析及设计方法研究

77、高速公路隧道交通流模型与应急交通控制预案研究

78、高速公路改扩建作业区交通组织及安全保障技术研究

79、公路交通设施驾驶容错能力分析方法研究

80、交通工程边坡在振动力作用下行为特征研究

81、城市轨道交通建设期间地面交通组织管理技术方法研究

82、道路交通信息获取多参量感知与传感器网络优化

83、城镇密集区道路改扩建工程交通组织研究

84、交通工程项目建设方案虚拟集成决策技术研究

85、BT模式下城市轨道交通工程项目管理研究

86、城市轨道交通明挖车站建设碳排放计算及主要影响因素分析

87、中山市交通工程质量监督站办公收发文处理系统的研究与分析

88、大型改建工程的交通影响分析和改善规划研究

89、城市道路交通分析与交通工程设计技术研究

90、数字轨道交通工程的设备接口管理

91、磁浮和轨道交通给排水设计及隧道消防系统研究

92、保险在轨道交通工程风险管理中的应用研究

93、城市轨道交通工程建设管理模式比较研究

94、城市轨道交通项目融资BT模式研究

95、轨道交通建设工程质量管理信息系统研究

96、慢行系统交通标志设置方法研究

97、交通工程质量监督管理系统的设计实现

98、辽宁LQ交通工程公司项目质量管理案例研究

99、轨道交通项目施工单位质量控制体系的构建与应用

100、城市轨道交通工程多种轨道结构施工技术研究

101、交通工程项目管理系统的设计与实现

102、城市轨道交通建设工程质量检查检测标准化研究

103、天津市区至滨海新区快速轨道交通工程投资控制

104、城市轨道交通工程建设质量管理体系研究

105、高速公路改建工程交通安全研究