基于PLC的智能交通灯控制系统设计.docx

摘要

显而易见，交通控制灯已经贯穿到我们生活的大街小巷，我们每个人都对此很熟悉，不熟悉的是，不是每个人都能理解关于智能交通控制系统的原理。自从人类发明交通灯后，它的电路控制系统随着发展在日益改进和完善。对于线路等其他方面的设计方法也开始多种多样，使得交通灯显得越来越智能化。各个道路口安装的红绿灯是车辆疏导中最有效的手段。但如果十字路口的情形很复杂，就不能使用普通的交通灯疏导车辆。否则会有一个方向中，有车经过是红灯，另一方向中没有车经过却是绿灯的情形的出现。这样会降低道路使用率，浪费我们很多时间，如何能改善和避免这样的情况发生成为众多学者研究的对象。

因此，本文以智能交通控制系统设计为选题，阐述关于PLC的相关理论，对交通灯控制系统的工作方式进行研究，提出优化智能交通控制系统的可实施建议和方案，实现了特殊十字路口交通灯控制系统的自动化。

关键词：交通控制灯；控制系统；自动化；PLC

第1章绪论

1.1研究背景

当今社会，能控制交通系统已成为城市管理研究的重要课题，取得了丰硕的成果。目前，一些发达国家运用GPS全球定位系统来控制交通信号；还有一些国家采用智能交通等控制，这种系统运行成本低廉，能够使公路交通通行的效率得到很大的提高，使车辆滞留现象得到有效减缓。但是随着发展至今，已经有了更加完善的交通控制系统。

直至今日，在现代城市中，我国随着人口和汽车日益增长，以及大家对于行驶车辆的需求，市区交通也开始变得拥挤，如果交通控制不好，很容易引发安全事故。所以作为“出行安全第一”的城市号召的响应，不断有优化的交通控制系统的出现，并从各方面进行了技术革新。人们对城市交通安全问题越来越重视，交通管理部门也要协调好路、人、车三者之间的关系，而有了交通灯，人们的安全出行有了很大的保障，这必然是现代城市交通监控发展的重要的组成部分。

1.2研究意义

当前，很多城市采用固定转换时间间隔的方法来控制十字路口交通等。因为不同时间段中，十字路口车辆流量是不确定的。采用这种方法会浪费有效利用道路的时间，使车辆出现空等的情况。因此，要解决这个问题，可以在设计交通等控制器时采用模糊控制的方法。此外，随着日常生活中高科技的普遍应用，电磁干扰在城市生活中越来越严重，因此为了使交通控制系统能正常工作，要选择可以避免电磁干扰的PLC。现阶段，很多交通灯装置已经不能适应日益复杂的交通状况，远不能满足日新月异的科技手段的需要了。如何有力保障汽车驾驶员和乘客的生命安全，使交通等控制系统得到优化，不断适应复杂交通环境的需要，是城市管理者需要思考和研究的重要问题。

1.3课题研究思路和方法

本课题研究通过“发现问题—整理问题—分析总结问题”的基本思路，围绕论文中心

议题展开研究。在研究过程中使用了以下几种办法：

案例研究法：本文以带人行横道过马路请求的交通灯控制系统设计为案例，尤其注意实施检测的分析，在此基础之上提出相关的优化建议，这对于我国交通业的未来发展方向也有着重要的作用和价值。

文献研究法：在分析课题的基础上寻找相关的参考文献，只有这样才能够加强对交通灯控制的重视程度，并找准研究定位和方向，这也是本文得出结论的重要理论依据之一。

比较研究法：智能交通灯控制分析需要建立在对比的基础之上，本文将不同操作模式和运行方式进行一定的对比，并对正确高效的系统设计进行明确，分析存在的隐患，在此基础上实现合理化建议的提出。

第2章可编程程序控制器发展和应用

2.1PLC概述

PLC是一种可编程序控制器，它以微处理器为核心，通过运用通信、计算机和自动控制等技术而研发的新型工业控制装置。可编程序控制器的产生是为了适应现代社会批量小、产品多的生成需要。虽然PLC的发展历史仅有50年左右，但由于其使用性能简便可靠、控制性能灵活，被广泛地运用在工业自动化领域。也成为我国工业装备水平提高的强大保证。当前，我国广大技术研发人员正在努力将可编程序控制器技术形成具有自主知识产权的技术。

2.1.1PLC的发展趋势

当前，PLC发展趋势主要体现在提高性能和缩小体积两个方面：

①缩小体积。微电子技术正朝着小型化的方向发展，现代PLC与早期PLC相比，在软件、硬件构成和内部元件的体积精巧幅度都很大。

②提高性能。主要包括提高I/O和CPU两方面的性能。

2.1.2PLC的应用

PLC在开发初期，因为使用成本较高，应用范围并不广泛。但近年来，随着微处理器芯片价格的下降，PLC的制造成本也愈加低廉，应用范围的面积也更广泛。此外，由于功能的改进，PLC可以解决更加复杂的通信和计算难题。当前，PLC已经在全世界各个行业广泛应用，如环保、造纸、汽车、化工、电力、采矿等等。可以分为以下几个类型：

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