道路交通信號(hào)機(jī)的無(wú)電纜協(xié)調(diào)控制的實(shí)現(xiàn)

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1、*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),道路交通信號(hào)機(jī)的無(wú)電纜協(xié)調(diào)控制的實(shí)現(xiàn),道路交通信號(hào)控制機(jī)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，也是所有末端設(shè)備中最為復(fù)雜的信號(hào)處理與控制。研制能夠適合我國(guó)城市交通交叉路口的多車道大流量的特點(diǎn)，預(yù)測(cè)各流入的車群流量，給各交通流高效率的分配通行權(quán)的智能交通信號(hào)控制機(jī)，已是刻不容緩的事。本課題研究和解決的對(duì)象是如何實(shí)現(xiàn)在無(wú)電纜連接通信的情況下，實(shí)現(xiàn)各路口交通信號(hào)控制機(jī)的協(xié)調(diào)動(dòng)作。,在現(xiàn)代交通信號(hào)的控制方式中主要有線控和面控：,線控方式是把一條道路延長(zhǎng)線上連續(xù)幾個(gè)信號(hào)機(jī)在時(shí)間上互相聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行信號(hào)顯示，通過(guò)減少車輛

2、停止次數(shù)，縮短停車時(shí)間達(dá)到交通暢通的目的。另外，此種控制方式有助于形成適當(dāng)速度的交通流。線控的主要特點(diǎn)是對(duì)幾個(gè)信號(hào)機(jī)設(shè)定共用的周期長(zhǎng)、系統(tǒng)周期長(zhǎng)和確定各信號(hào)時(shí)間上的相對(duì)關(guān)系即相位差,對(duì)設(shè)置在大面積道路網(wǎng)上的多臺(tái)信號(hào)機(jī)采用集中控制的方式成為面控。這種控制方式原理上可看作是線控?cái)U(kuò)大到面上。因此，面控是由若干個(gè)子區(qū)域控制構(gòu)成的。這里的子區(qū)域是指由用相同的周期長(zhǎng)進(jìn)行控制的區(qū)域，對(duì)每一個(gè)子區(qū)域給出最佳周期長(zhǎng)，在各個(gè)子區(qū)域得到最優(yōu)控制的效果,在這里，我們要注意最佳周期的設(shè)置是固定的，是定周期，是不能夠改變的，所以，這個(gè)周期一定要很精確,我們?cè)賮?lái)明確一下“無(wú)電纜協(xié)調(diào)控制”的概念,無(wú)電纜協(xié)調(diào)控制是指：控制機(jī)之

3、間沒(méi)有信號(hào)控制線相連，其相關(guān)協(xié)調(diào)控制是靠采用共同時(shí)基同步實(shí)現(xiàn)的。,所以最重要的要求是共同時(shí)基同步控制。,在每一個(gè)交通信號(hào)控制器中都有自己的時(shí)鐘和晶振，在設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)信號(hào)機(jī)的晶振都是相同的，理想的狀態(tài)是每個(gè)交通燈的時(shí)鐘始終是保持一致的（也就是面控中的定周期），這個(gè)周期是最佳周期，可以減少車輛停止次數(shù)，縮短停車時(shí)間。在一條固定長(zhǎng)度的道路上，形成 一條綠波帶，使交通達(dá)到順暢。,但是，實(shí)際情況是所有的信號(hào)燈的晶振在經(jīng)過(guò)若干的時(shí)間后，都會(huì)發(fā)生偏差，這就造成了各個(gè)信號(hào)機(jī)的*不同步*。,10ms,脈沖作為整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，作為單片機(jī)的計(jì)數(shù)脈沖，時(shí)鐘芯片是各信號(hào)機(jī)的時(shí)鐘顯示。,為了解決這個(gè)問(wèn)題，本課題要完成

4、以下的內(nèi)容：,a.,利用市電網(wǎng)絡(luò)的,50HZ,工頻，經(jīng)隔離、整形，形成,100HZ,的方波，作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)基信號(hào)，使各信號(hào)機(jī)的輸入保持一致。,b.,設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)鐘修正電路，可以定時(shí)監(jiān)控各信號(hào)機(jī)的機(jī)內(nèi)時(shí)鐘，在各信號(hào)機(jī)的晶振發(fā)生偏差的時(shí)候，能隨時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并通過(guò)復(fù)位鍵使各信號(hào)機(jī)的時(shí)鐘復(fù)位，重新開(kāi)始計(jì)時(shí)，這樣，就解決了各信號(hào)機(jī)時(shí)鐘不同步的問(wèn)題。,C.,通過(guò)切換開(kāi)關(guān)能在,6,位,7SEGLED,數(shù)碼管上正確顯示時(shí)鐘的日期或時(shí)刻。這部分是把各信號(hào)機(jī)內(nèi)的時(shí)鐘顯示出來(lái)，更直觀的觀察定時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀況,100HZ,的方波是采用,50HZ,工頻為輸入的，,50HZ,工頻是正弦波，我們采用電壓比較器使正弦波變成

5、方波。,電壓比較器的一端是輸入的,50HZ,工頻，另一端接地，地的電壓為零，當(dāng)正弦波的上沿輸入時(shí)，大于零為正，經(jīng)過(guò)與地比較輸出為,+1,，當(dāng)正弦波下降沿時(shí)與地比較輸出為,-1,。,在電壓比較器的輸出斷接入兩個(gè)反向器，綠除負(fù)向的波形，使得輸出為正向的波形。,在這部分設(shè)計(jì)中，剛開(kāi)始的時(shí)候，沒(méi)有考慮到輸出電壓的幅度，輸出電壓過(guò)低，不能驅(qū)動(dòng)后面的,TTL,，所以，在輸入和輸出的兩端跨接一個(gè),10K,的電阻，形成負(fù)反饋電路，提升了電壓，達(dá)到,+5V,之后，輸出的,50HZ,正向方波作為輸入，接入到,2,倍頻器電路，經(jīng)過(guò)倍頻，輸出,100HZ,的正向方波，為減少干擾，加入,RC,濾波電路，,R=2K,，,

6、C=0.1uF,，但輸出的波形占空比很小，只相當(dāng)于一個(gè)一個(gè)的沖擊，考慮是,R,的值太小，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，把,R,的值調(diào)整到,100K,，輸出的波形就很整齊。,因?yàn)檩敵龅恼蚍讲?100HZ,，即,10ms,，所以，定時(shí)監(jiān)控的時(shí)間定為,1s,，即單片機(jī)計(jì)數(shù),6000,次時(shí)，給時(shí)鐘一個(gè)中斷，使時(shí)鐘的計(jì)時(shí)復(fù)位，達(dá)到監(jiān)控和修正的目的。,時(shí)鐘芯片采用,DS1302,，,1302,采用的是雙電源供電，當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，備用電源就會(huì)工作，其中，它的晶振為,32.768KHZ,，接在,X1,和,X2,之間，為保證起振的速度，在,X1,、,X2,與地之間接入,20PF,的電容，可以快速起振,6,位,7SEG

7、LED,數(shù)碼管用,zlg7289A,芯片，是具有串行接口功能的可同時(shí)驅(qū)動(dòng),8,位共陰式數(shù)碼管（或,64,只獨(dú)立,LED,）的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同時(shí)還可連接多達(dá),64,鍵的鍵盤、單片機(jī)，即可完成,LED,顯示，鍵盤借口的全部功能。,Zlg7289A,內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受,BCD,碼或,16,進(jìn)制碼，并同時(shí)具有,2,種譯碼方式，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。,Zlg7289,具有片選信號(hào)，可方便地實(shí)現(xiàn)多于,8,位的顯示或多于,64,位的鍵盤接口。,這次實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到,6*4,個(gè)鍵位，可以通過(guò)切換開(kāi)關(guān)，在,6,位數(shù)碼管上分別顯示年、月、日和時(shí)、分、秒。,四個(gè)輸入口從上到下分別為片選信號(hào)、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入、鍵位控制。下圖為,LED,的電路圖,