分布式智能交通信号灯控制系统的设计

曲奕

摘 要

分布式智能交通信号灯，缓解了城市交通的压力。分布式智能交通信号灯系统的核心是控制模块，根据分布式智能交通的需求，规范设计信号灯的控制系统，满足城市交通的指示需求。本文主要研究分布式智能交通信号灯控制系统的设计。

【关键词】分布式 智能交通 信号灯 控制系统

交通信号灯是交通系统中的重要组成，起到指示、控制的作用，保障路面車辆的交通秩序。目前，分布式智能信号灯的应用，在很大程度上，提高了城市交通的安全性，分布式交通信号灯，其可提高交通指挥的效率，选择高效的控制系统，把控信号灯的运行。

1 分布式智能交通信号灯控制系统的软件设计

1.1 中断控制

分布式智能交通信号灯控制系统的软件设计中，采用中断控制的方法，控制信号灯的中断指示。软件中，中断控制的模式为：开始→关中断，保护现场→转入中断服务子程序→恢复现场，开中断→结束。软件系统可以灵活指定中断控制的模块，独立控制中断源，按照优先级的顺序，控制信号灯的中断操作。软件系统实时监测路面上的交通状态，把交通信息反馈给路面监控中心，由路面监控中心处理中断模块中发送的请求指令。

1.2 通信软件

通信软件是指分布式智能交通信号灯控制系统中的串口通信软件，如：RS-485串口通信软件，控制系统的通信模块中，集成了全双工串行通信口，配置了独立的接收与发送缓冲器，同时执行数据的发送、接收。分布式智能交通信号灯控制系统中，涉及到PLC、嵌入式技术，促使通信模块较为复杂，控制系统的通信过程中，采用主从通信模式，要求信号灯的通信系统，按照主控制器的命令发出动作，配合主从通信模式，创造多级串行通信的条件，提高分控制器到主控制器之间的通信可靠性。分布式智能交通信号灯中的控制器，规定了通信软件的配置，整个通信系统中，控制器的通信软件，应该设置相同的串口数值，以此来规范通信软件的运行。

1.3 数据同步

分布式智能交通信号灯控制系统的软件设计中，所有的分控制器之间，要实现数据同步，信号同步后，分布式智能交通信号灯控制系统才能按照主控模块的周期，同步发送控制信号。一组同步信号的周期，表示交通信号灯的运行周期。软件的数据同步设计中，采用分控器，接收同步控制的数据信号，验证信号并且同步信号的周期信息，排除脉冲干扰，数据同步中，只有有效的信号，才能传送到分控器内，信号中断了分布式智能交通信号灯控制系统中正在执行的程序，按照传送信号重新驱动信号灯。软件设计时，数据同步不能出现问题，数据同步状态下，才能同步控制信号，保障分布式智能交通信号灯系统中，各组信号灯能精确同步，以免干扰信号灯的指示状态。

1.4 参数设置

分布式智能交通信号灯软件设计时，运用PC上位机，仿真路口的交通信号灯，设计出准确的参数。PC上位机的控制界面，模拟出分布式智能交通信号灯在路口运行状态，了解信号灯的运行参数，仿真模拟的过程中，发现信号灯软件的错误设置，以便获取正确的参数信息。分布式智能交通信号灯软件的参数设置，应该到了智能化设置的方法，可以在PC上位机的界面中，选择“智能化设置”命令，参数设置完成后，就要运行仿真测试，PC上位机把参数设置的信息，发送到主控制器，根据仿真数据，设计信号灯控制系统的运行参数。

2 分布式智能交通信号灯控制系统的硬件设计

2.1 主控制器

分布式智能交通信号灯控制系统中的主控器硬件，以单片机为核心，分别控制电源模块、复位电路、键盘控制模块、LED显示模块、时钟电路模块、同步信号发送模块，而且单片机上，具有与上位机和分控制器连接的通信接口，方便连接。主控制器硬件，采用串口通信的方式，连接着控制系统的软件模块，串口通信内部，具有调制、解调的模块，适用于远距离通信，满足分布式智能交通信号灯控制系统硬件、软件相互连接的需求。

2.2 分控制器

分控制器采用485通信，与主控制器连接，分控制器到主控制器的数据，具有单向传递的特征。分控制器与分控制器之间，也是利用485通信连接的，分布式智能交通信号灯控制系统中的数据，由一个分控制器传到主控制器内，而且每个分控制器都有对应的数据信息。分控制器中的单片机，负责连接电源模块、复位电路、晶振电路、同步信号接收模块、信号灯显示模块，单片机上，还有连接分控制器的通信接口，负责连接相邻的分控制器。

2.3 外围电路

分布式智能交通信号灯控制系统的外围电路，由4个部分组成，分别是：电源电路、晶振电路、复位电路和专用串行配置器件EPCS4接口电路。外围电路设置时，电源电路中采用了直流电，晶振电路保障时钟工作稳定，复位电路控制红绿灯的转换，接通复位电路，延迟复位信号，直到复位信号消失。外围电路设计时，特别注意交通信号灯控制数据重复输入，硬件设计中的EPCS4串口电路，可以预防数据重复，还能简化外围电路的设计，降低外围电路中的电流值。

2.4 存储器模块

存储器模块，是分布式智能交通信号灯控制硬件设计中的关键。存储器的配置要科学、合理，以交通信号灯控制硬件的实际情况为主，规划存储器的应用。存储器模块，可以规划成2个部分，第一是SRAN存储器，此类存储器的容量是256k×16位，运行速度是10ns，第二是FLASH存储器，其为一种程序存储介质，数据宽度是26为，适用于2.7～3.6V的工作电压。存储器模块的设计，要符合主控制器、分控制器以及外围电路的要求，准确设计到控制系统内，发挥存储作用。

3 结束语

分布式智能交通信号灯控制系统，提高了交通信号灯的控制水平，其可缓解交通运行的压力，合理利用交通资源。分布式智能交通信号灯控制系统的软件和硬件部分，直接关系到信号灯的实践应用，完善软件与硬件的设计，确保分布式智能交通信号灯控制系统的规范性、高效性。

参考文献

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[4]曹荣梅，董永庆，刘露.基于Lon Works技术的交通灯智能控制系统研究[J].硅谷，2010（02）：10.

作者单位

天津市公安交管局东丽支队华明大队 天津市 300000endprint