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1、常州信息职业技术学院学生项目实践（论文）报告系别：电子与电气工程学院专业：电气自动化班号：电气102学生姓名：杨绪友04周洋23高学云24W心0题目：基于虚拟仪器的交通信号灯控制指导教师：金质基于虚拟仪器的交通信号灯控制系统设计目录第1章前言3第2章系统的硬件设计.4第3章系统的软件及前面板监视设计.5第4章实验总结.9第1章前言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦
2、敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄
3、灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成。分为：机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。交通信号灯的种类有：机动车道信号灯，人行
4、横道信号灯，非机动车道信号灯，方向指示信号灯，移动式交通信号灯，太阳能闪光警告信号灯，收费站天棚信号灯.交通信号灯是交通信号指挥中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成。分为：机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。广泛用于公路交叉路口，弯道、桥梁等存有安全隐患的危险路段，指挥司机或行人交通，促进交通畅通，避免交通事故和意外事故发生第2章系统的硬件设计实验材料：1,PC机，NIELVIS教学设备2,红、黄、绿色发光二极管各2个3,510欧姆
5、电阻一个4,导线若干根据图2-1进行硬件搭线，注意LED的极性。图2-1搭接如图2-2所示rmimi第3章系统的软件及前面板监视设计此次设计可以用六盏灯来指示路口的红绿灯状况，它们分别是下文中的东红、东黄、东绿、北红、北黄、北绿。信号灯按一定规律循环点亮，每盏红灯亮30秒，每盏黄灯闪亮5秒，每盏绿灯亮25秒。每个循环包括四个阶段。第一阶段：北红和东绿灯点亮，时间为25秒。第二阶段：北黄和东红灯点亮，时间为5秒。第三阶段：北绿和东红灯点亮，时间为25秒。第四阶段：东黄和北红灯点亮，时间为5秒。每个循环用时60秒。时序控制如图3-1这次交通信号灯的实验基于虚拟仪器，借助Labview的NIELVI
6、S平台。做本实验的方法有很多种。我们小组首先想到的是利用平铺顺序式结构，因为平铺顺序式结构所有帧都显示在程序框图窗口中，程序看起来也会更明了，所以我们最先用到的是用平铺顺序式结构实现交通信号灯的编程。但是由于交通信号灯的状态比较多，所以在程序框图中程序就看起来比较多，占空间很大如图3-2（图仅采一部分）图3-2虽然顺序平铺式也可以实现基本交通信号灯的控制，但是在此不适应用于现实生活中，首先顺序平铺式面临最大的问题就是不能立刻停止，其次就是不能在各状态下转换，再而就是在程序框图中程序框图比较大，占用空间大。所以我们小组改进了我们的思路，我们学习到一种新的方法就是用状态机做交通灯控制。简单的状态机
7、是由While循环、条件结构、移位寄存器所构成。如图3-3所示。While循环：执行各个状态条件结构： 对应 于每一个状态的 条件分支和执行 代码卜东西森南北绿移位寄存器: 态转移信息-:=.-等聿-图3-3利用枚举常量对我们所需的各个状态进行赋值，每一个状态对应于条件结构的每一个条件分支while循环上的移位寄存器保存当前状态，并将当前状态传递给条件结构的输入进行判断。如图3-4“东西五4.rw北fcrAffisl，世闻ftiZ卢近百/WilI-酉虹j“再再订/W.IIV不四？I，苞小图一r41J二sr“丹芭芒l.rti-bii-石工m*if山匚.帝0胃m*TH1演T“方青黄，.rftibS
8、Z叵止扩展功能：白天黑仪切换东西红5000利用选择函数我们实现了白天黑夜间的控制如图3-5图3-5最终的程序如图3-6所示，前面板如图3-7。可以实现基本红绿灯的操作上左西当南北醇可一东西江南北缘可驯图3-7第4章实验总结通过这次项目实践，我们对Labview又有了更深一步的了解。同时我们在实践过程中也遇到过很多种问题，例如说在前面板上红绿灯亮都很正常，可是到NIELVIS教学设备上的灯却亮的不准确，经过检查后是发现的顺序出错的。在操作过程中还遇到很多的问题，在老师和同学们的帮助下我们都得以解决，在此，要感谢他们。另外，我们电脑都安装了Labview软件，而且也有很多网络教程，在以后的学习中应该充分利用资源，在网上多了解了解别人的程序，希望在以后的学习过程中可以更上一层楼。
