智能交通管理控制系统（精选8篇）
克立司帝控制系统（上海）有限公司
Crest Control System（Shanghai）Co., Ltd.智能门禁管理控制系统功能说明
目 录
1.技术解决方案...............................................................3 2.系统说明...................................................................4 3.系统技术说明...............................................................5
3.1外形美观...............................................................................................................................5
3.2硬件看门狗...........................................................................................................................5 3.3人性化管理...........................................................................................................................5 3.4方便使用及管理，无需因为卡片丢失而更换设备...........................................................5 3.5丰富实用的报警模式...........................................................................................................5 3.6强制关门...............................................................................................................................5 3.7紧急开门功能.......................................................................................................................6 3.8双门互锁...............................................................................................................................6 3.9防潜回、防尾随设计...........................................................................................................7 3.10里外校验开门模式.............................................................................................................7 3.11支持多种识别设备.............................................................................................................7 3.12灵活丰富的多时段设置.....................................................................................................7 3.13多种保护电路设计.............................................................................................................7 3.14强大的跨网段功能.............................................................................................................7 4.软件功能简述...............................................................8
克立司帝控制系统（上海）有限公司 2 地址：上海市松江区荣乐东路552号 电话：+86-21-57743398 传真：+86-21-57742958 智能门禁管理控制系统功能说明
1.技术解决方案
根据项目技术要求，克立司帝提供一种“分体式智能门禁管理系统”，其以综合布线系统为基础，以计算机网络为桥梁，全面实现对通讯系统、办公自动化系统的综合管理。
系统以非接触式智能卡为出入介质，任何外来人员不能随意开启门锁。所有门禁管理终端通过网络与电脑连接，所有有效卡及用户权限通过软件下载至门禁管理终端，保证脱机、脱网状态下的人员刷卡正常出入。
由于安全性和高效率管理的需要，分体式智能门禁管理控制系统的设计应遵循下列原则： 实用性
整个门禁系统方案在符合客户基本需求的基础上，遵循实用的原则，实现高效的利用率和可操作性。另外，系统门禁管理终端和管理软件相互配合，达到使用系统的最大优化性，管理人员只需具备电脑初级操作水平，通过简单的培训就能掌握系统的操作要领。 稳定性
门禁系统的运用在我们的工作和生活中起着相当重要的作用，且门禁是一个长期不间断运行的系统，所以系统的稳定性显得极其重要。克立司帝的分体式智能门禁管理控制系统终端设备采用全贴片技术，所有电子器件均选用工业级，软件自主研发，在规划与设计方面遵循功能模块化设计原则，使得程序运行更加高效与稳定。本公司的门禁系统经过专业机构检验，并获得相关检验报告，产品自上市以来经过现场应用的检验，拥有相当成功的应用案例、固定客户群和相应的客户服务体系。 安全性
分体式智能门禁管理控制系统强大的实时监控与联动功能为使用者带来了可靠的安全性，特别是在对安全性要求严格的场所，比如：银行、监狱等，门禁管理控制系统必须保证在非理想状态下正常有效的工作，充分保证用户的安全性。 可扩展性
智能化建筑已成为这个时代的建筑特征，用户的需求也不仅仅限于门禁系统，为了达到各系统间的相互兼容、相互配合，在系统的设计方面我们除了考虑管理系统的扩展外，在满足用户需求的情况下，也最大程度的保证了某一管理系统故障后不影响其他系统的正常运行。
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2.系统说明
拓朴图注解：
1、图中以单门双向门禁控制器、双门双向门禁控制器和四门单向门禁控制器为例，展示了各种门禁控制器与读卡器及门锁和开门按钮的连接方式及关系；
2、整个系统数据服务中心可连接不限数个基础单元管理工作站，所有管理工作站通过交换机与服务器连接，实现信息交换与共享；
3、每个门禁控制器都支持TCP/IP通讯方式，针对不同的现场环境选择不同的门禁控制器，所有管理电脑通过分配给每个门禁控制器固定IP地址来识别和管理门禁控制器；
4、所有系统中使用的卡片可集中到服务器上去发行。
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3.系统技术说明
3.1外形美观
外形美观、细致、坚固耐用，由欧洲设计师专为中国市场打造；独有的多重认证方式，保证刷卡资料的正确性。
3.2硬件看门狗
硬件看门狗，保证机器工作稳定，死机后能自动重启。
3.3人性化管理
一张感应卡可以代替所有的大门钥匙，且具有不同的通行权限，在权限范围内的大门，刷卡才可进入，同时也要遵循时间段及期限的限制。所有人员的进出情况都将在电脑中记录，便于针对具体事件的发生进行查询及落实责任。
3.4方便使用及管理，无需因为卡片丢失而更换设备
当卡片遗失可在系统内即时挂失，这样即使其他人捡到了该卡片也无法进入，您不必为了安全起见重新换锁，为每个人重新配钥匙。对于辞职离开的人员可采用卡片禁用（挂失或退卡）方式，该员工卡片以后都无法刷卡进入。
3.5丰富实用的报警模式
所有的报警都会在总控制电脑上实时显示红色闪动记录，并驱动计算机音箱提醒管理者注意，通过报警输出和消防联动扩展板，还可以驱动警笛警灯等予以现场报警。
非法闯入报警：门被人非法强行破坏打开。
门长时间未关闭：人员进入后，门没有关好，超过一定时间予以报警提醒进入的的人员或者控制室的管理员安排关好该门，该时间可以自定义设置。
非法卡刷卡报警：该功能可以有效地提醒管理员有人试图重试一些卡片来开门。胁迫报警：工作人员被人胁迫要求打开某些门，如果该工作人员拒绝开门或者强行报警会被犯罪份子进行人身伤害，所以此时工作人员可以假意顺从犯罪份子，输入特定的反胁迫密码，此时门被自然打开，系统可以不动声色地将被胁迫的报警信息发送给中央控制人员的电脑，并驱动报警，及时采取措施。并同时保障了被胁迫工作人员的人身安全。
3.6强制关门
如果管理员发现某个犯罪份子在某个区域活动，管理员可以通过软件，强行关闭该区域克立司帝控制系统（上海）有限公司 5 地址：上海市松江区荣乐东路552号 电话：+86-21-57743398 传真：+86-21-57742958 智能门禁管理控制系统功能说明 的所有门，使得犯罪份子无法通过偷来的卡刷卡或者按开门按钮来逃离该区域，通知保安人员赶到该区域予以抓捕，犯罪份子注定无处可逃。
3.7紧急开门功能
当工作人员早、晚在金库接送钱箱，或者在非常紧急的情况下（如遇到火警、毒气）按下设置在营业厅的紧急开关按钮控制报警输出和消防联动扩展板，即可实现临时紧急打开某些门。
3.8双门互锁
许多银行的重要通道(例如通往储蓄所工作大厅的通道)设置有两道门，要求两道门予以互锁，以方便有效地控制尾随或者秩序进入。
当第一道门以合法方式被打开后，若此门没关上，则第二道门不会被打开；只有当第一道门关闭之后，第二道门才能够被打开。同样的道理，如果第二道门没有关好前，第一道也不予以刷卡打开。
本系统可以方便便捷稳定地软件设置来启用或者禁用这两个门所辖的控制器的这个功能，无需额外的物理接线。如果使用四门控制器还可以启用三道门，甚至四道门的互锁。
应用案例举例：
前后两道防盗门组成一个全封闭的安全走道，门上装有猫眼或防弹玻璃－观察窗，用于监视通道内的所有情况，正常使用时，职员拿出经过授权的合法卡在读卡器上读一次卡，得到系统主机确认后，系统主机将自动开启公共区域的1号门的电锁，持卡人再用钥匙打开机械锁才能进入1号门，进入中转区域，防盗门的宽度只允许容一个正常人身位通过，防止不法分子尾随进入。进入通道后必须关好第一道门，才能通过刷卡或第二道门外的出门按钮开启防盗门。
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3.9防潜回、防尾随设计
有些特定的场合要求，执卡者从某个门刷卡进来就必须从某个门刷卡出去，刷卡记录必须一进一出严格对应。进入进门未刷卡，尾随别人进来，出门刷卡时系统就不准他出去，如果出门未刷卡，尾随别人出去，下次就不准他进来。或者某人刷卡进来后，从窗户将卡丢给其他人，试图进来，系统也会拒绝该人刷卡进来。如果用户设置启用该功能就可以实现该功能，该功能一般用于部队，国防科研、银行金库等场合。这个功能对于落实谁何时处于某个区域提供了有效证据(适用于某些案件的勘查)，有效地防止尾随，维持良好门禁管理秩序有积极的意义。
3.10里外校验开门模式
某些重要的门需要，外部合法人员刷卡后，经内部人员确认后才予以开门。本系统可以通过以下模式来实现：
外部大门设置一台双路控制器，一路接读卡器校验，二路的按钮输入端接管理员校验信号。两路的输出继电器同时控制电锁。合法人员刷卡后，门并不能打开，通过联动扩展板输出请求信号给管理员。管理员桌面安装一个提示灯或者喇叭，管理员收到请求开门的信号后，对比屏幕上的记录核对身份，甚至可以通过银行原有的视频监视设备核对来访者的身份后，通过本地读卡器刷卡，通过单路控制器输出校验许可信号给大门控制器的二路输入点，打开大门。管理员在没有收到合法请求信号时，刷卡门也不会打开。
3.11支持多种识别设备
支持多种识别设备，如：读卡器、指纹机、掌纹机、乱序密码等；能兼容行业内95%以上的识别技术，如：磁卡、条码、生物特征等。
3.12灵活丰富的多时段设置
可设置在某一时间段内刷卡有效。
3.13多种保护电路设计
多反馈电源保护、二级防雷防电涌设计，大负载继电器输出设计并带有瞬间过压保护，所有输入口光藕隔离，保证了系统的安全性与可靠性。
3.14强大的跨网段功能
运用于不同网段内的门禁数据集中管理，适用于：如互联网中总公司分公司门禁集中管克立司帝控制系统（上海）有限公司 7 地址：上海市松江区荣乐东路552号 电话：+86-21-57743398 传真：+86-21-57742958 智能门禁管理控制系统功能说明
理模式，解决大型集团公司远程管理的问题。
4.软件功能简述
系统以C/S结构运作，规模可以自由伸缩
工作站端提供人机交互接口，完成日常收费事务／管理的具体操作；服务器端存储并管理所有数据，接收工作站端的指令，进行实际的运算处理；服务器端数据库采用SQL Server 2000大型数据库服务软件；整个系统共用一个数据库，保证了数据的完整和数据传输的可靠；即使系统服务器出现故障，各站点仍能按单机操作方式工作，而不会使整个系统瘫痪。 软件两级管理
软件分为“管理中心软件”和“门禁管理软件”两级管理，采用严格的分级管理程序，操作口令和智能卡权限验证设计，有效地避免了非法越级操作，各级的管理权限由客户自己定义。两级管理易于扩展一卡通管理系统架构模式。 支持常开、常闭功能
主要用于出现火灾等紧急疏散情况或特殊情况，通过软件强制打开或关闭某个特定的门，用于紧急或疏通场合。 多种登录方式
可以给不同的操作人员设定不同的用户名和密码。操作人员在登陆软件时可直接读卡或输入用户名+密码来登录。
人事资料管理
操作员可以把持卡人的姓名，电话号码，编号等资料输入电脑，以便在实时监控人员进出时了解进出人员的详细资料，包括姓名、编号、电话号码、地址等。 人员进出权限设定
根据需要可设定人员出权限，如允许进入哪扇门、什么时间可以进入这扇门、是否实行假日管制、是否实行反潜回管制等进出权限设定。本软件提供的强大功能，确保你在使用时得心应手。 快速发卡
通过管理中心软件发好的卡片可在权限内的一卡通子系统中使用，无需重复发卡。
丢卡挂失，严密管理
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持卡人不慎遗失卡片时，在软件中将其挂失作废，当门禁读卡挂失卡片时，可通过软件报警提示管理员。 实时监控、远程开门
实时监控界面方便管理员查看每一个人员的进出资料，包括进出人员的姓名、性别、编号、电话号码及地址，也可以通过实时监控来查看每扇门的开关状态。你可以足不出户，通过软件远程开门。当发生火灾时你可以在1秒钟之内，将系统所有的门打开，方便人员逃离。 电子地图
先进的电子地图功能，方便管理员直观的查看门禁的分布情况及门的开关状态。
一卡通管理中心——设置界面
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门禁管理软件——主界面
门禁管理软件——实时监控
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门禁管理软件——电子地图
物联网(theIntemetofthings)在维基百科的定义是:把感应器和装备嵌入到隧道、铁路、建筑、电网、公路、桥梁、供水体系、大坝、油气管道以及家用电器等各式物体上,并接入互联网,用特定的软件程序运行,实现远程控制。
物联网有三个特征:一是全面感知,即利用RFID、二维码、传感器等实时地获得物体的信息;二是可靠传递,通过电信网络与互联网的结合,实时准确地将物体的各种信息传达出去;三是智能处理,利用云计算、模糊控制等各种智能计算技术,分析和处理物体进行智能化地控制。
2 智能交通
智能交通系统是在比较健全的道路硬件设施基础上,将先进的电子技术、传感器技术、信息技术和系统工程技术集成运用于地面交通管理所建立的一种高效、准确、实时、全方位、大范围发挥作用的交通管理系统它是充分利用现有交通基础设施的能力,增加运输效率,保证交通安全,减少交通拥挤的有力措施。
世界上公认较好的城市交通控制系统是SCOOT(英国)系统和SC AT系统(澳大利亚),这两种系统早在20世纪80年代中期就已经被我国引进引,但实际效果并不乐观。两种系统的基础均为精确的数学模型或预设的方案,而我国城市的交通车辆种类繁多、随机性大、影响因素多,尤其是中小城市,很难通过用精确的数学模型来描述。
分布式人工智能的一个重要部分是多智能体系统,其目的是将复杂的大系统构造成简单的小的子系统,各子系统之间为能够相互连接、相互协调,便于控制管理。进而复杂系统的控制问题可以通过子系统的自治和相互协调来解决。正是由于城市交通网络的实时性和复杂性等特点,应用多智能体系统结构进行智能控制是一种比较明智的选择。本文按照该结构设计智能交通控制系统(结构如图1所示)。其中,进行车流量信息检测利用的是RFID技术,结合嵌入式技术设计开发交通信号控制器,通过各种智能算法之间的比较,最终采用模糊控制。在该结构图中,路口信号控制器能够实时更新单个路口的车流量数据,并给相连接的路口提供交通流数据用于信号配时;区域信号控制器通过分析区域交通流信息能够使路段之间交通流达到动态平衡;信号控制中心管理智能体统一协调各区域交通运行。
3 RFID技术的概述和发展
RFID(RadioFrequencyxDentifieation)是一种非接触式的自动识别技术,即无线射频识别。它是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,辨识目标获取相关的信息。射频识别技术的优点是:无需直接接触、无需人工干预、无需光学可视即可完成数据的通信和处理,并且便于操作。能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗等需要大量收集和处理数据的应用领域。
RFID最早出现在第二次世界大战时期,当时它被应用在空中作战行动中进行敌我识别。因此,RFID并不是一个全新的技术,它在国外的发展比较迅速,RFID产品种类很多,像摩托罗拉、德州仪器、西门子等世界著名厂家都生产RFID产品,而且都各有特色。虽然我国的RFID技术的开发较晚,但经过长时间的努力已经开发出了具有自主知识产权的特色产品。
4 交通信号机
交通控制系统的一个重要组成部分就是交通信号机,且交通信号控制算法的硬件载体也是交通信号机。随着3 2位单机的功耗和价格的不断走低,国人对它的认可越来越多。实时多任务的嵌入式操作系统的使用也被应用到各种领域,并且受到越来越多的重视。应用了嵌入式操作系统的产品市场也日趋活跃起来。今后市场的主导必然嵌入式系统在智能交通控制领域上的应用。本文目的是建立一种基于RFID技术和ARM处理器为对象的嵌入式智能交通控制系统,对城市交通进行实时高效的智能控制。
本系统的信号控制采用的是嵌入式模块,处理器选择的是拥有200 MHz的ARM920T内核的EP9315处理器,它是高度集成,能够满足交通控制高效实时运算要求。该模块集成了多种通信接口,与流量数据检测设备,信号控制机的通信可以通过串口或者CAN口实现,由以太网接口完成与控制中心的通信。人机交互部分是工作人员在特殊或紧急情况下进行现场调试的重要组成部分,输入部分包括8×8键盘阵列,PS/2接口和触摸屏,输出部分包括LCD,VGA显示器,IDE和CF卡槽以及USB接口。JT AG及串口调试部分提供了系统开发调试时实现程序下载、运行调试等功能。
5 模糊控制器
模糊控制(FuzzyControl)是以模糊化的语言变量、模糊化的集合论以及模糊逻辑推理为基础,它是智能控制的一种重要方法。它的设计方法主要来取决于操作员的实际经验,对于处理一些非线性的系统,模糊控制是非常合适的。模糊控制器的设计包括:确定模糊控制器的结构,即根据具体的系统确定其输入、输出变量;输入输出变量的模糊化,即把输入、输出的精确量转化为对应语言变量的模糊集合;模糊推理决策算法的设计,即根据模糊控制规则进行模糊推理,并决策出输出模糊量;对输出模糊量进行解模糊判决,即通过各种解模糊方法完成由模糊量到精确量的转化,实现对被控对象的控。
交通需求通常用路口停车线前的排队长度即停车线前相隔一定距离(通常为80～100 m)的两检测器之间的车辆数来表示。建立模糊表如表1和表2所示。
6 结语
随着物联网技术的不断成熟,交通控制朝着智能化的方向发展已经是大势所趋,智能交通系统是交通事业的一场革命。通过有效的结合与应用先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算机技术和系统综合技术,使人、车、路之间的相互作用关系以最优的方式呈现,进而实现高效、准确、实时、安全、节能的目标。本文的主要研究工作为:通过对物联网和智能交通知识的学习,了解了物联网和智能交通领域的新技术,新概念,了解了物联网技术在智能交通领域的应用。学习RFID技术,了解RFID的发展和特点以及优势,设计了基于ARM嵌入式系统的交通信号机,并采用模糊控制算法对交通信号灯进行实时高效的控制。
参考文献
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“用电管理智能终端”(发明:BJ723-09P106658;实用新型:BJ723-09P206659)包括一套自行设计的电路和相应的嵌入式软件。它可以集成到电源插座、电气开关设备或任何其他电器连接设备中,对通过连接设备供电的用电器的用电参数进行测量、显示和控制。
“区域控制器”也是一种特殊的嵌入式计算机。“用电管理智能终端”通过通讯模块与“区域控制器”通讯,将测量到的参数传送给“区域控制器”,并且接受“区域控制器”的控制指令,对所连接的用电设备进行开/关控制或对其电压/电流值进行控制,从而达到节能的目的。
一批“用电管理智能终端”、“区域控制器”通过电力线通讯和以太网可以构成“智能用电管理网络”。在中心计算机上装有一套“智能用电管理软件”,可以记录由“用电管理智能终端”传递过来的每一台用电设备的实时的用电量的统计,使得管理人员对企业的每一台用电设备的能源消耗都可以单独计量,实现了国家《能源法》要求的“对能源的使用要实行能源审计”的目的。同时,“智能管理软件”还可以将企业的用电管理策略(如下班后必须关闭计算机)变成可以强制实行的管理逻辑,通过“用电管理智能终端”对电器进行反馈控制,实现了“让节能落实到每个用电器”的精细管理的目标。
专家点评:
2.1设计原则
本工程中所采用的系统以及系统的构成符合以下原则：
规范性:本工程在设计过程中符合相关的国家标准和行业标准。
实用性:系统具备完成工程中所要求功能的能力和水准。系统符合工程实际需要的国内外有关规范要求，并且实现容易，操作方便。实施后的智能化系统，能够在现在和将来适应技术的发展。
先进性:该智能化系统符合业界的发展趋势，从而保护用户在系统上的投资以及运行在其上的应用。 可靠性:系统具备在规定的条件下和规定时间内完成本技术文件规定功能的能力，具备系统长期和稳定工作能力。实施后的智能化系统保证有良好的运行状态。 经济性:系统满足性能价格比在各类系统和条件下达到最优。
可维护性:系统中的任一部分之联接都是灵活的，即从物理接线，到数据通讯、自动控制设备之联接大都不受或极少受物理位置和这些设备类型的限制。
安全性：停车场管理系统本身具备了非常完善的安全功能，包括了图像监控、图像对比、防砸车、通道管制等功能，实现对系统安全的要求。
人性化：让操作人员使用系统更简单，更人性，让有即使没有任何电脑经验的保安也能快速快速上手收费和管理，系统嵌入LED显示屏、语音播报等提示各种信息及操作功能，让驾驶员有舒适的感觉！ 收费标准: 我们系统的收费标准是可以提供给客户灵活自主设定的，不像有的公司收费标准设定比较死板. 多样性：我公司系统一块停车场控制器主板可以接比较多的外围设备，兼容多种读卡方式蓝牙卡，高频卡，中频卡，ID卡,IC卡，支持各种功能的组合，可以同时接远距离和近距离读卡系统！
升级性：系统为我公司独立自主开发，相比市场上很多公司是贴牌销售其他公司的产品，我们对产品的升级和维护都掌握着主动权，解除客户对产品要求升级的后顾之忧！
定制性：我公司具有自主研发的能力，可以根据客户的需要更改软件或者硬件，达到客户的特殊停车场管理要求。2.2设计依据
本智能停车场管理系统符合以下规范、标准： 《智能建筑设计标准》GB/T50134-2000 《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003 《智能建筑施工及验收规范》DG/TJ08-601-2001 《智能建筑评估标准》DG/TJ08-602-2001 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92 《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94 《防盗报警控制器通用技术条件》GBI2663-90 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB0303-2002 《软件工程术语》GB/T11457-1995 《软件维护指南》GB/T14079-93
交通设施系统建设标准
计算机软件工程规范国家标准汇编2000 《中华人民共和国公共安全行业标准——出入口控制系统技术要求》 GA/T394-2002 2.3停车场管理系统特点
多种感应卡组合：Mifare-1卡（2~10 cm）、EM卡（50～100 cm）、蓝牙卡(500~1000
cm)、另可选配其它类型感应卡，如：Ti(134.2K)、Ti(13.56M)、HID、微波卡等。系统可以同时支持Mifare-1卡和其他有韦根26读头的卡，如EM卡，蓝牙卡，TI卡，HID卡，微波卡同时组合使用。
具有长期卡/月租卡/临时卡/管理卡/收费卡/贵宾卡 等多种收费或不收费管理方式，对于月租卡，也可以根据不同的停车位设定不同的费率。
多种收费标准，由管理人员自己设置并保存，根据不同的车辆或者卡采取不同的收费标准。 具有双重防砸车功能：道闸可以根据数字车辆检测器和压力波检测器来双重防砸车，只要车辆在道闸下，道闸不会下落，车辆离开后道闸自动下落。
语音提示功能：对重要信息、误操作或非法操作等做出语音提示。
LED显示提示功能：对重要信息、误操作或非法操作等做出直观的LED显示提示。
图像对比功能：车辆进入停车场时抓拍其图像并保存，等车辆出场时调出进场图像，比对。图像保存于数据库中，可以根据管理人员的要求设置保存时间，并能在记录中浏览对比图像。
操作管理人员权限设置：系统软件可以对操作系统的每一个人员设置其操作许可权限。并生成操作日志。
数据库自动备份功能：为了保证数据的安全可靠，系统自动定时备份数据。 远程开闸：管理中心可以远程开启出入口道闸。
通道限制出入功能：发卡授权时可以设置车辆进出通道的权限。 嵌套停车场功能：能够实现一个停车场内部的嵌套独立的小停车场功能。 多种报表输出：车场信息、收费信息、通行纪录、车辆信息、用户信息。２.4系统优势
⑪．防砸车，双重保护功能
一级保护：地感感应，有车不落杆，即使在下落过程中感应到车有也闸杆会自动弹回。二级保护：空气压力波防砸车装置，可以使闸杆在下落过程中接触物体后自动回弹，避免砸车。(该级防护是可选功能)。⑫．数据安全
数据库自动备份数据：保证电脑出现故障后，能恢复到最近时间段的数据，避免大的损失。
只读性卡类（ID,远距离）：该系统能同时支持近距离卡（IC,ID）和远距离卡（蓝牙，高频，中频卡）,两种卡兼容于一个系统中。在选用主控制器的条件下，支持脱机工作功能，电脑故障关机后也能正常运行。⑬.图象对比，避免漏洞
防止盗车：图像对比与射频卡配合使用，彻底达到防盗车的目的。 防止资金流失 ：进出图像存档，杜绝了谎报免费车辆。
“一卡一车” ：严密控制持卡者进出停车场的行为，符合“一卡一车”。 图像存储：进出车辆图像保存，方便浏览历史记录和图像。
实时对比：车辆进场时，系统自动抓拍图像，车辆出场时，系统在岗亭软件上调出入场记录图像，管理人员可以实时对比图像。⑭.多种收费方式，管理方便
多种卡类收费：可提供临时收费停车，月卡停车，充值卡计费停车，免费停车等多种方式供客户选择。并且客户可以在授权卡状态下自己设置收费标准和收费方式。
月卡收费标准： 月卡收费标准提供两种，方便部分停车场地下车位和露天车位不同收费标准的计费。临时卡收费标准：超级管理员在授权的系统下可以自己设置多个临时卡收费标准。⑮.技术先进，安全性好，扩展力强
1、本系统采用Philip MIFARE-1非接触（感应式）智能卡具备了8Kbit的超大容量，并且自带具有可读可写的运算程式的CPU，可自行在0.1s内瞬时完成检测、登记、计算等工作，从而保证了可脱机运行，同时具备了极强的抗干扰能力。
2、该卡具有16个功能分区且各独立密码，为实现一卡多用提供了条件并按利用先进的计算机工业控制技术，使用稳定、可靠，自动化程度高。只需将智能卡在读卡机前轻晃一下，距离可达10CM，能瞬时完成检验、记录、核算、收费等计帐工作。⑯.蓝牙远距离读卡，不停车收费(可选功能)采用定向远距离读卡器，读卡距离稳定，15米以内无盲区（电子标签放置在车内测试）；读卡距离可以调节，调整天线与通道的角度范围或调节天线拨码开关，可以实现所需要的距离；电子标签采用被动式读卡，既省电又无任何电磁波污染；电子标签射频信号不受汽车挡风玻璃防暴隔热膜影响； 读卡速度快，不受车速限制；根据客户要求定制读卡距离，不受气候影响，适应全球性、全天候工作条件。⑰.岗亭收费模式和中心收费模式可选
系统可以根据管理员的设置，进入中心收费模式，即临时卡到统一的收费中心收费后，开车到出口，把卡插入吞卡口，系统自动回收卡片。如果临时车在中心收费后，未按时离开，超出设置时间，系统不吞卡，需要到中心重新缴费，才能出去。系统默认是岗亭收费模式.⑱.耐用可靠
根据多年设计、安装停车场收费系统的实际经验，我们设计的停车场系统在设备选型上选用了适合各种车场管理的耐用可靠设备，在工程施工质量上做到严格施工要求；在软件和系统设计上为您提供了一套最严格、最先进、易用、便于维护和运行可靠的收费系统；既降低操作成本，提高经济效益和减轻劳动强度，又提高工作效率的现代化管理系统。2.5系统工作流程
2.5系统组成结构图
（1）.系统组成
停车场管理系统一般分为以下四部分
入口设备组成：入口控制机，入口控制机车辆检测器，监控摄像机，道闸，道闸车辆检测器，蓝牙远距离读写器（带远距离不停车功能时）。
出口设备组成：出口控制机，监控摄像机，道闸，道闸车辆检测器，蓝牙远距离读写器（带远距离不停车功能时）。
收费岗亭设备：
电脑，岗亭收费软件，临时计费器，485转换卡，视频采集卡。管理中心设备：
一卡通管理软件，停车场授权发卡器。
车辆从进口进入，在入口控制机处，如果是固定卡用户，直接刷卡，入口道闸开启，容许驶入。如果是临时车辆那么在入口控制机处，车辆检测器检测到有车，容许取卡，道闸开启，车辆驶入，如果检测不到车，不吐卡。
车辆驶出时，固定卡直接在出口控制机处刷卡，道闸开启，车辆驶出。临时车辆，把卡交给收费员，计算费用，收费后，收费员开闸放行。
下图是一个1进1出，带图像对比的停车场管理系统安装示意图。
⑫.系统布局图
下图为1进1出的完整功能的停车场管理系统布局示意图：
该布局图为系统完整功能图，1进1出带蓝牙远距离，摄像图像对比，满位显示屏，收费显示屏，帮助对讲等。对于大于多进多出的系统，其实链接非常简单，只要把主控计算机通过网络或者光纤链接到服务器，在服务器上安装SQL SERVER 2000数据库，这样就能达到联网的功能。下图是一个2进2出的基本链接示意图，2进2出以上系统链接依次类推。
⑬.进出场流程图
进场时，驾驶员驱车到入口控制机处，如果是固定卡用户，直接刷卡就能进出，对于远距离卡片，是进入读卡范围立即读卡，不用刷卡。固定卡读卡后，系统会判断是否在有限期内，是否有余额够用，并且判断是否有再停车场内部未出的记录，如果满足上面条件，则开闸放行，否则语音提示不放行。进场时，如果是临时卡，则驾驶员自己取卡，道闸开启，车辆通行。出场时，固定卡，直接刷卡进出。
出场时，临时卡，收费员收费后，开闸放行。
车辆不论是进或者出，在开启道闸的瞬间，摄像头拍照保存留为记录。
车辆通过道闸后，道闸自动落杆。
3.6系统主要设备与管理软件（1）.出入口控制机
控制机箱：最新理念设计；密封、防雨、防尘，表面采用喷塑处理，抗腐蚀、耐老化，适合室外环境使用，正常情况下十年不褪色。使用后盖开机箱门，方便打开检查及维护。
IC卡读写系统：推荐系统采用MF-1卡，此IC卡片有16个分区，可扩展为门禁、考勤、收费、通道管理、巡更等一卡通系统。卡片保密性强，具有三重相互认证。
面板信号系统：通过面板提示灯的显示，可指示IC卡读写器、数字式车辆检测器及出卡机是否正常工作。
中英文信息显示屏：采用室外超高亮LED发光管,中英文LED显示，安装在出入口控制机的正面，智能卡读写器的上方，以文字形式显示停车的出入场时间、收费金额、卡上余额、卡的有效期等相关信息，若系统不予入场或出场，则显示相关原因，明了直观。在空闲时显示时间日期、欢迎用语、或其他系统相关提示信息。
语音提示：和电子显示屏功能相匹配，以语音的形式同步进行提示，指导用户科学使用停车场。向车主报告停车时间、缴费金额及人性化温暖的语言提示，提高系统收缴费透明度。
防水式设计，确保全天候可靠运行；
外观设计新颖，系统分级运行且不影响系统整体性能；
出入口控制机技术参数 技术指标：
读卡类别：IC读写式，ID只读式，维根26方式 工作环境温度：－20℃～＋60℃ 工作电源：220V AC±10％，50Hz 外型尺寸：1240×460×480（mm）通讯接口：RS485,TCP/IP CANBUS 通讯距离：1200米
注：选配功能均以集成方式制作，提高整体性能及外观一致性。
（2）.自动道闸
数字化集成模块电路控制，车辆自动检测，闸杆遇阻后可自动升起，电机过流时间保护功能 可选择多种控制方式，线控、遥控、电脑控制、感应卡控制； 先进的集成电路智能芯片及RC感性负载保护电路，控制稳定可靠； 闸杆双向自锁保护，防止人为抬杆而损坏内部结构；
可选配地感、电子压力波功能，使闸杆落杆遇阻时自动升起，防止砸人砸车；
开闸优先，闸机在运行过程中，只要主控器接受到开闸 信号，就会立即执行开闸动作；
数字记忆，闸机主控器可记忆开闸信号次数，并保持开闸状态，待车辆通过检测器与开闸次数相等时，才进行关闸动作，（须选配检测器）；
有电动手动两种工作方式，停电时自动松开离合器手动起杆。
环境温度：-10℃──+45℃（标准型）
-25℃──+40℃（低温型）环境湿度：相对湿度≤90%，且不凝露 额定电压：AC220V±10% 50Hz 电机功率：250W 杆
长：≤ 4米
起落时间：6秒（杆长≥4.5米）/3秒（杆长<4.5米）表面处理：喷塑
适用场所:路口、停车场、通道口等
3.7停车场管理软件
誉澄智能停车场管理系统采用稳定成熟的数据平台，适用于微软Win2000/WinXP等操作系统与SQL Server2000数据库平台，可实时监控到出入口车辆的情况、电动栏杆的状态、出卡机有无卡等多种信息。系统采用三层结构，各层组件能单独更新、替换，使您能在以后的改进中更有效降低成本，简化管理；同时可将数据处理从客户端转移到应用服务器和数据库服务器上，适应大规模和复杂的应用需求；具有广泛的数据库访问和复制能力；能有效提高系统并发处理能力及系统安全性。誉澄智能停车场管理软件界面人性化设计，采用中文界面，只需会简单的电脑操作而无需专业培训即可使用。停车场系统具有功能强大的数据处理功能，可以对停车场管理中的各种控制参数如IC卡检测，IC卡延期、图像识别等进行设置，可以进行场内车辆查询和打印收费统计报表，并能够对停车场数据进行管理。停车场管理系统软件由三个独立软件组成.一卡通综合管理软件，岗亭收费软件，停车场数据采集服务器，⑪.一卡通综合管理软件
一卡通综合管理软件：主要是对人事，卡片，记录，系统配置等综合操作的软件。该软件一般作为管理中心人员进行发卡授权，记录浏览等用处。
一卡通综合管理软件具备以下功能：
①．管理人员权限拥有三级设置，并且每一个级别都可以设置其可以操作的软件功能模块。保证了系统数据的安全。
②．人事资料的建立。
③．卡片的发行。有多种方式可以获取卡号信息，可以手工录入，发卡器读入，进出控制器读入。
④．多种收费标准的设置。管理人员可以根据需要设置月卡，临时卡，充值卡的不同收费标准。
⑤．岗亭收费模式和中心收费模式可选。可以根据管理员的设置，进入中心收费模式，即临时卡到统一的收费中心收费后，开车到出口，把卡插入吞卡口，系统自动回收卡片。一般系统默认是岗亭收费模式。
⑥．卡片授权。可以授权期卡，临时卡，充值卡，贵宾卡等多种卡，并在授权时设置其收费模式。
⑦．卡片挂失，退卡。经过挂失，退卡后，卡所有授权过的功能不在能用。
⑧．资料查询，更改。可以查询卡号，卡的授权信息，人事信息。
⑨．操作日志的查询。记录下管理员对系统的设置，发卡，授权等非常重要的信息。这些记录可以报表打印，也可以导出到EXCEL文件中。
⑩．停车场记录浏览，收费统计，报表导出打印，数据导出到EXCEL.在记录管理中，可以根据卡号，车牌，卡类，出入场时间，出入口编号，收费员条件进行组合查询。查询后返回查询结果，并统计收费金额。
在浏览记录时，如果系统带有图像对比功能，只要双击记录，便会显示出车辆进出时的图像。记录图片将会根据管理员的设置保留多久。
在浏览记录时，点击报表将会生成报表。在人事资料，操作日志记录在相应的界面下也能导出其报表。
管理人员可以导出报表保存或者点击报表上打印图标，打印报表。
⑫．岗亭收费软件
岗亭收费软件：给岗亭收费人员专用的软件。主要功能：完成临时卡收费、超时补交费。
车辆进出图像对比。
出入口控制机通信状态的实时监控。
未出场车辆的实时跟踪。
第三章 停车收费系统设计
根据商贸市场的特性,一般车流量都较大,部分车主不遵守停车规则,任意停车,导致停车非常混乱的现状,我们建议启用停车收费管理系统,对进出车辆进行收费管理系统，可以控制内部车辆的数量，给购物，娱乐的顾客一个宽松舒适的环境.A.需求及设计分析
1.配置自动发卡机,临时车主进入车场时自动取卡,系统记录下车辆进出的时间,以备计算收费.2.内部职工(企业)车辆授权期卡,他们可以自己在进出控制器上刷卡,系统控制道闸开启,让其进出.3.系统配置语音和LED提示，向驾驶员提示信息。
4.系统在进出口配置摄像头,这样在车辆进出的时候都会拍下照片,保存于数据库中,方便管理方随时查询.5.增加物业的档次，一个混乱不堪的市场，给人的感觉就是档次很差，对于一个综合性带有娱乐功能的市场，档次是非常重要的。
6.由于进出车辆需要收费,所以可能部分车主会考虑不在内部停车,这样可以解决内部由于车辆太多导致的混乱，减少车场内无关车辆的停放，还市场内部一个宽敞的空间。
7.停车收费将设置一段免费停车时间,那么很多车主会选择尽快离开，加快车辆流动，增加车位停放数量。8.随着社会的发展，车辆会越来越多，停车位已经是一种稀有资源，一旦市场启动停车收费,可以为物业创造一部分利润。
9.将来可以选配蓝牙远距离感应系统,内部职工或者企业车辆配置蓝牙卡,这样可以让车辆在进入大门感应区后,自动开启道闸,方便车辆进出.综上所述，商贸市场在安装了停车收费系统后，不但可以改善内部的停车情况，而且将来一旦收费就可能创造一定的利润，物业更能合理使用停车位这种稀缺社会资源，因此更能增加物业的档次，给市场带来良好的影响，因此，对于商贸市场安装停车场管理系统，是非常必要的。B．效果示意图
根据物业的具体情况，西门和北门都将设计成2进2出的系统，根据目前大门尺寸和环境情况，效果示意图如下：
产品实际图形基本上如下图：
如图，2个进口和2个出口，出口在安全岛上放置收费管理岗亭。岗亭是不锈钢岗亭，两半圆结构。
C.施工分析
(1).产品安装效果。
(2)西门施工图
根据西门的尺寸，我们的规划如图，两个收费岗亭安全岛和1个小安全岛，由于普通轿车的车宽只有1.4-1.6左右，所以我们设计车道最边上的进车道和出口车道为2.6米，同时我们建议这个地方和人行道的1.1米用普通路障隔离，这样在需要的时候借一点人行道，就可以增加了车道宽度，同时也解决了进出问题。
设计两个岗亭的目的是，一旦将来需要收费的话，那么就需要使用到，所以在现在设计的时候，我们建议在出口两个道都做上收费岗亭安全岛。
（2）北门施工图
北门我们建议最边上的出口车道使用宽车道，这样平时作为普通车辆出口，一旦有货车进车的时候，可以从这里进出，该车道作为多功能车道使用，这样就没必要再单独多一条货车道的必要了。
第四章 培训计划
1、本系统调试开通后，乙方免费为甲方操作、管理人员进行培训，培训地点:可以在甲方工地进行现场指导或甲方公司培训。
2、培训内容：（1）各级人员的操作培训；
（2）感应式IC卡管理系统工作原理及维护要点；
（3）远距离不停车收费系统工作原理及维护要点；
（4）智能通道工作原理及维护要点；
（3）系统硬件、软件组成功能特点；
（4）一些常规维护及故障处理。
第五章 售后服务
1、咨询服务
乙方提供随时电话或书面解答产品使用方面的疑问。
2、维修服务。
（1）故障保修时，甲方指定工程负责人通知乙方或甲方单位以书面形式将现场使用情况通知乙方；（2）乙方接通知后即刻安排专人负责与甲方协调处理，24小时内派人到到现场解决问题.（3）免费保修一年,终身有偿维护。
（4）免费维修期内人为或自然灾害引起的故障或损坏，仅收取元器件成本费。
3、以下情况不属于免费保修范围
（1）因不正常操作及人为或自然灾害而引起的损坏；
（2）自行拆卸换改机内任何部分（如：线路、零件）后造成损坏；（3）非我方指定的专业技术人员指导安装而引起的故障。
4、提供更新服务
如甲方书面提出需对本产品更新提高或软件版本升级，乙方接通知后和甲方协商对已运行系统的改进提高，使用户的系统始终处於最先进的水平和最完善的状态。
从具体目标来看，技术竞赛聚焦于“智能汽车”、“智能电网”、“智能交通”三大板块。
1、智能汽车(开发基于新信息通信技术的智能汽车)
电力、电子和软件等信息通信技术对于提升德国汽车工业的国际竞争力至关重要。现代客车中的信息通信产品在汽车制造价值链中占到30-40%，是汽车改革的推动力。车辆工程中90%的革新是通过信息通信系统完成的。在今天，ABS、电子燃油喷射、电除尘器、自适应巡航控制、停车助手、紧急制动辅助系统等汽车基本功能都是由信息通信技术完成的。作为现代新型汽车的“神经系统”，信息通信技术对汽车起到了整合和优化的作用。
对未来的电动汽车来说，新的信息通信技术必不可少，原因主要体现在以下几个方面：*减轻车重和增加续驶里程
当前，汽车的安全性能大部分是依靠被动的安全措施(如安全气囊、溃缩区)来实现的，而不是依靠信息通信技术。主动性的、前瞻性的、智能的安全措施(如紧急制动辅助系统、自动间距)通过预防意外事故，能够更好的取代被动性保护措施，并且能够减轻电动汽车的重量，增加车辆的续驶里程。
*降低成本与复杂程度
通过设置几个集中或分散的联网型计算设备，减少车辆中分散的专用控制装置的数量。这些设备通过与智能执行器和传感器之间的通信接口实现联网。借助简便、灵活的信息通信系统，整个过程变得简单易控。
*实现汽车的新功能，增强适应性
电动汽车的电池成本较高，在与传统汽车进行抗衡时必须能够体现它的增值之处，而其增值点主要体现在改善舒适度和安全性、提供全新的娱乐功能等方面。所以，要重点加强软件的模块化。
总之，“智能汽车”的研发目标是为“智能”汽车开发、试验更简单的信息通信系统，使之与电动汽车的新型驱动系统实现一致。
2、智能电网(实现电动汽车与能源供应系统的智能联网)
将来，智能汽车必须实现与能源网络之间的密切互动，以提高电网稳定性，充分利用可再生能源的潜力。该技术竞赛的目标之一就是合理调控电动汽车的充电，避免分支电网出现电力负荷。另外，借助智能调控系统，电动汽车将来可以用作备用电源和移动存储器，在用电较少的时段进行充电，在用电高峰时将电力反哺到电网，起到削峰填谷的作用。
“智能电网”研发行动的目标是，通过发展基于ICT的能源设施与电动汽车，实现可再生能源发电的分散性与电动汽车(用作移动电能存储器)的集成性之间的互补。
3、智能交通(发展智能交通设施，提高效率、行驶里程和安全性)
电动汽车与未来的交通设施也存在紧密联系。电动汽车与传统车辆相比，虽然有节省能源方面的优势，但在续驶里程、充电循环次数、充电时间长短等方面存在劣势。所以，在电动汽车续驶里程有限的情况下，需要发展新型的交通模式。另外，未来的电动汽车将比传统内燃机汽车具备更为先进的远程信息处理技术和导航技术，以优化行驶路径，促进交通参与者之间的联系与交流。这样，交通拥堵的情况减少，交通安全情况好转，整个交通状况得到改善。总之，“智能交通”将重点实现基础设施、交通管理、汽车以及汽车行驶过程的智能连接。利用基于ICT的导航功能，可以使电动汽车与交通基础设施实现完全融合。
本文研究的是以STC89C52RC单片机为控制器的智能交通灯控制系统，该系统在基础交通灯系统的基础上增加了如下功能：（1）自动实时监测车流量并将传回的数据进行处理，动态分配不同方向的通车时间，最大程度优化交通道路资源；
（2）紧急情况强制转换通车；
（3）根据车流量自动进入夜间模式等功能。本设计进行软硬件整体设计，并利用PROTEUS软件进行软件仿真，并进行了硬件板卡实现。
关键词：智能交通灯；
STC89C52；
智能控制；
74HC573 ABSTRACT With the rapid developments of modern society, all kinds of traffic tools has become the transport, especially the popularity of the car in recent years, which increased the pressure of the existing transport resources, Although optimizing the transportation networks can ease traffic pressure, the cost is higher,and which is influenced by many environment factors also.Optimizing the control methods and control technologies are more easy to implement, and the traffic light is the core command system for entire transportation network.This paper has researched the controller of the intelligent traffic light control system based on STC89C52RC single-chip microcomputer.The system of traffic lights on based system increased automatic real-time monitoring on the basis of the number of cars and will be back to the data, the dynamic distribution of different directions of traffic time, maximum optimization of traffic resources;Emergency coercion;According to the number of cars and the time, the control system can enter the night mode automatically.This design carries on the overall design flow of software and hardware, using the PROTEUS software for simulation, and the circuit board was implemented at last.KeyWords：Intelligent traffic lights;STC89C52;Intelligent control;74 hc573 目 录 第一章 绪论 1 1.1 智能交通系统发展史 1 1.2 智能交通系统的发展现状 1 1.3 智能交通灯研究的意义 2 第二章 系统总体方案设计 3 2.1 通行状态设计 3 2.2 交通灯系统的功能设计 4 2.3 系统总体框图 5 第三章 硬件电路设计 6 3.1 STC89C52RC单片机简介 6 3.1.1 STC89C52RC主要特性 6 3.1.2 STC89C52RC单片机的工作模式 7 3.1.3 STC89C52RC引脚功能说明 7 3.2 各模块电路设计 12 3.2.1 时钟电路 12 3.2.2 复位电路 13 3.2.3 强制转换电路 13 3.2.4 车流量检测电路 13 3.2.5 数码管显示电路 14 3.2.6 红绿灯显示电路 14 第四章 软件设计 16 4.1 程序主体设计 16 4.2 模块化程序设计 17 4.2.1 主程序 17 4.2.2 初始化函数 17 4.2.3 定时函数 18 4.2.4 毫秒延时函数 18 4.2.5 交通灯函数 18 4.2.6 数码管显示函数 19 4.2.7 强制转换函数 20 第五章 仿真测试 21 5.1 软件仿真 21 5.2 硬件仿真 23 5.3 功能测试 26 第六章 总结 27 参考文献 28 致 谢 29 附录：
源程序 30 第一章 绪论 1.1 智能交通系统发展史 随着社会的快速发展和人口数量的急剧上升，有限的道路资源已经无法满足时代的需要，交通控制也就应运而生。交通控制在人类社会生产和生活中起着越来越重要的作用，没有有序的交通控制，我们的交通网将陷入瘫痪状态。同样，交通控制也在随着我们社会和科学的进步而发展，由最初的人工手动控制发展到机械控制，再发展到电气控制，到现在发展为今天的智能交通系统（ITS，Intelligent Transportation Systems）。
交通灯是交通控制的重要手段，早在19世纪就出现了最原始的交通灯。19世纪初，在英国约克城女性穿着不同颜色的衣服代表不同的身份。在交通灯出现之前，马车压人事件时常在英国会议大厦前上演。直到1868年12月，英国著名机械设计师德· 哈特由红绿色的服装代表不同身份这件人们习以为常的事情中受到了启发，于是他设计了英国也是世界上第一盏交通灯，它是在7米高的灯柱上挂着两盏红绿颜色的煤气灯，通过牵动皮带将不同颜色的灯提上来来告诉是通行还是禁行，最初的交通灯是煤气交通灯，不幸的是第一盏煤气交通灯仅面世23天就因为煤气爆炸炸死人而被迫停止。
爆炸噩梦一直影响着人们，销声匿迹几十年后终于在1914年，通过不断的实验研究，世界上第一台电气信号灯在美国克利夫兰市诞生了。但是到1918年为止，世界上各种各样的交通灯都还是只有红绿两种颜色。伴随着交通的发展和需要，第一盏名副其实的交通信号灯在1918年诞生了，它有红黄绿三种颜色组成，一直延续到今天，我们还是在使用三色交通信号灯。虽然三色信号灯诞生在美国，但是黄色信号灯的发明者是我国当时在美国深造的胡汝鼎。他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，当时他在美国通用电器公司工作，某天，他在十字路口看到变为红灯时准备走过去，正好一辆转弯的汽车呼啸而过，差点撞到他，于是他反复思考，终于想到在绿色和红色之间加一个黄色灯提醒人们。他把这一想法反映给有关部门，很快这个建议得到了肯定，并应用到实际中。
1928年在上海的英租界出现的红绿灯是中国最早的交通灯。
1.2 智能交通系统的发展现状 纵观国际上的智能交通系统，在20世纪六七十年代智能交通系统开始萌芽。随着现代社会的快速发展和技术的进步，智能化系统逐步发展到交通系统，智能交通系统包括车辆控制系统、车辆监控系统、车辆高度管理系统。通过监控系统实时监测各路段的实时路况，然后通过卫星联网，实现管理中心与驾驶员的双向通讯，及时告知该路段中驾驶员附近路段的实时路况，避免走拥堵线路，通过这样进行高度管理，然后是汽车本身的智能化，可以根据卫星定位第一时间了解目前所在地和目的地之间的路况，智能提供最优路线给驾驶员。因此，实时性、系统性和交互性是智能交通系统的主要特点。
首先，实时性至关重要，如果监控、采集的数据不是实时的将没有任何意义，就不能有效的做到预防交通拥堵，因此，采集的交通数据要第一时间通过网络发送到交通管理中心，再通过管理中心针对性的将数据发送到相关区域中的驾驶员。
其次是系统性，交通网相互交织，非常复杂，但是必须由点到面，将各个路段的信息收集到一起，再由交通管理中心统一调度，系统管理，这样的交通才能井然有序。
最后是交互性，是智能交通系统中最难的，它不再是单纯的某种技术，而是将各种最先进的技术进行交互式组合形成的。涉及电子、通信、信息、交通工程和系统工程等诸多学科，就是将信息、计算机、数据通信、传感器、自动控制、运筹学、互联网进行有效的组合形成最终的智能交通系统。
智能交通系统通过传播实时的交通信息使出行者对自己所处的实时交通环境有一个全面的了解，进而选择最适合自己出行的路线，最大程度地缓和了道路堵塞、减少了环境污染和交通事故，提高了交通利用者的方便、舒适度。
1.3 智能交通灯研究的意义 现代社会交通拥堵严重，不仅浪费了很多时间，还加重环境的污染和交通事故率的增加，交通问题会造成巨大的经济损失。交通运输关系到国家经济的兴衰，是经济建设的重要组成部分。同时，交通问题也是一个世界性难题。作为智能交通系统的核心部分，智能交通灯的发展对智能交通系统有着决定性的作用。
第二章 系统总体方案设计 2.1 通行状态设计 十字路口车辆通行状态有四种，假设为东西方向和南北方向，四种状态如图2.1：
南北向绿灯、东西向红灯 南北向黄灯、东西向红灯 南北向红灯、东西向绿灯 南北向红灯、东西向黄灯 图2.1 四种通行状态 系统工作时按照上面四个状态依次循环工作，任何时刻只能有一个方向的车通行，四个状态的工作流程如下：
（1）南北向通行，东西向禁行，南北向绿灯55秒（初始值，工作一个周期后会根据车流量变化）；
（2）南北向和东西向都禁行，南北向黄灯5秒（值不变）；
（3）南北向禁行，东西向通行，东西向绿灯55秒（初始值，工作一个周期后会根据车流量变化）；
（4）南北向和东西向都禁行，东西向黄灯5秒（值不变）；
状态（4）完成后又变换到状态（1），反复循环。
红绿灯的状态表如下表2.1所示：
表2.1 红绿灯状态表 状态1 状态3 状态4 状态6 东西红灯 0 0 1 1 东西黄灯 1 1 1 0 东西绿灯 1 1 0 1 南北红灯 1 1 0 0 南北黄灯 1 0 1 1 南北绿灯 0 1 1 1 说明：1表示灭，0表示亮 2.2 交通灯系统的功能设计 除了常见的基本功能外还增加了车流量检测及自动控制红绿灯时间的功能，提高车辆行驶效率；
为了让特殊车辆快速通行，增加了强制转换功能;通过对车流量的统计，当某段时间内通过的车辆数量总和小于某数时将自动进入闲时模式。
(1)车辆检测技术 随着车辆拥有率的不断升高，道路拥堵特别是十字路口的堵塞变得尤为严重，因此，提高十字路口的通行效率也变得尤为重要，这就需要实时的按照车流量的多少智能调整两个方向的红绿灯时间，最大程度的保证车辆的通行。现今的检测技术主要有红外线检测器、地磁检测器、机械压电检测器、磁频检测器、波频检测器、视频检测器等。红外检测车流量是通过使用红外对接管，一个发射，一个接收，能接收到红外是一个电平（有高有低，看硬件参数的），有车的时候会挡住红外的接收，这样接收不到红外，没有车的时候一直可以接收到红外，这样一高一低电平通过单片机计数器可以实现车流量统计，本设计以120秒为一个检测周期，对采集到的数据进行运算，再分配两个方向的绿灯时间，例如南北方向的车流量为SN，东西方向的车流量为WE，那么南北方向下一个周期的绿灯时间为Tsn=（120-10）*SN/(SN+WE),舍去小数部分取整数，东西方向的绿灯时间为Twe=120-10-Tsn,公式中减去的10秒为两次5秒黄灯时间。一个周期是固定，但是不能让一边的时间太短或者太长，所以当任何一边的绿灯时间大于90秒时都取90秒，当任何一边的时间小于20秒时都取20秒。由于没有红外对接管，这里使用按键代替。
（2）强制转换功能 每次看到路上的急救车或者消防车被红绿堵在车流中，都是既焦急又无奈，因此设计了强制转换功能，当某个方向有特殊车辆只需按下该方向的强制转换按钮即可立即让该方向的车辆优先通过，这样就为消防和医院的急救争取了时间。
(3)闲时模式 当车流量很少时，特别是夜间，每个方向的车流量都很少，有时甚至没有，这样如果时间设置的很长很容易让司机产生焦虑，因而不顾交通规则强行通过，车流量很少的时候车速往往很快，这样很容易产生交通事故。通过车流量检测，当两个方向的车辆总数少于一定数量时将自动进入闲时模式，即每个方向都是15秒绿灯时间，一旦车流量超过设置的数值时会自动恢复到正常工作状态。
2.3 系统总体框图 系统外接5V直流电源，并和内部时钟电路、复位电路构成单片机最小系统。在最小系统的基础上，由按键电路和检测电路组成输入电路，按键控制特殊情况强制转换，检测电路实时车流量检测，单片机对输入的信号进行运算和处理，产生输出信号，用来控制交通灯模块和数码管驱动，再通过数码管驱动控制数码管显示剩余时间。
电源 交通灯模块 单片机（MCU）STC89C52 时钟电路 数码管驱动模块（74HC573）复位电路 按键电路 检测电路 数码管显示 图2.2 系统总体框图 第三章 硬件电路设计 此设计以STC89C52单片机为主控制器，搭载按键、红外对管、发光二极管、数码管驱动及数码管，构成一个完整的智能交通灯系统。总电路图如图3.1所示：
图3.1 总体硬件电路图 通过单片机控制红外对管，当车辆通过时会不停的阻断红外信号，就会产生不断变化的高低电平，计数器T0和T1分别对东西和南北向的车流量进行计数，然后通过单片机计算东西向和南北向下一个周期的绿灯时间分别是多少，再将数据传给数码管驱动和交通灯，最后通过数码管驱动控制数码管显示剩余时间。本设计的硬件核心是单片机（MCU），型号是STC89C52RC。
3.1 STC89C52RC单片机简介 STC89C52RC单片机是深圳宏晶公司设计的一款高速、低功耗的单片机，并且兼容传统8051单片机。
3.1.1 STC89C52RC主要特性（1）增强型8051单片机，有6和12两个时钟/机器周期可以任意选择，完全兼容传统8051（2）工作电压：5V单片机（5.5V～3.3V）/3V单片机（3.8V～2.0V）（3)频率范围：0～40MHz，实际工作频率可达48MHz（4）用户应用程序空间ROM为8K字节（5）片上集成512字节数据存储空间RAM（6）通用I/O口（32个）（7）支持ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器和仿真 器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序（8）具有EEPROM功能（9）具有看门狗功能（10）共3个16位定时器/计数器（11）PDIP40封装 3.1.2 STC89C52RC单片机的工作模式（1）正常工作模式：典型功耗4mA～7mA（2）空闲模式：典型功耗2mA（3）掉电模式：典型功耗<0.1μA,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序 3.1.3 STC89C52RC引脚功能说明 STC89C52RC引脚图如图3.2所示 VCC（40引脚）：电源电压 GND（20引脚）：接地 P0端口（39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。P0口可以作为普通的I/O口使用，但需加上拉电阻构成准双向口。当作为普通I/O口输入 时，应先向端口的输出锁存器写入1。在访问外部程序和数据存储器时，P0口可 以作为地址总线（低8位）和8位数据的分时复用总线。
P1端口（1～8引脚）：8位准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P1口是专为用户使用的准双向I/O口，当作为普通I/O口输入时，应先向端口的输出锁存器 写入1。
此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），这是和89C51的区别。具体参见下表3.1：
在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。
表3.1 P1.0和P1.1引脚复用功能 引脚号 功能特性 P1.0 T2（定时器/计数器2外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制）图3.2 STC89C52RC引脚图 P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2口可以作为地址总线（高8位）。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：8位准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P1口是专为用户使用的准双向I/O口，当作为普通I/O口输入时，应先向端口的输出锁存器写入1。
P3口除作为一般I/O口外，还有第二种复用功能，如下表所示：
表3.2 P3口引脚复用功能 引脚号 复用功能 P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2（外部中断0）P3.3（外部中断1）P3.4 T0（定时器0的外部输入）P3.5 T1（定时器1的外部输入）P3.6（外部数据存储器写选通）P3.7（外部数据存储器读选通）RST（9引脚）：复位信号输入端，高电平有效。当单片机运行时，该引脚维持大于两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，单片机将进行复位。在单片机正常工作时，该引脚电压低于0.5V。
ALE/（30引脚）：ALE为低8位地址锁存允许信号。在系统扩展时，ALE的负跳沿将P0口发出低8位地址锁存在外接地址锁存器中，然后P0口再作为数据端口，以实现P0口的低8位地址和数据分时传送。
此外，单片机运行时，ALE端一直有正脉冲信号输出，此频率为时钟振荡器频率的1/6，该正脉冲信号可以作为时钟源或者定时信号使用。但是要注意的是，每次单片机访问外部RAM时要丢失一个ALE脉冲。因此，严格的说用户不宜用ALE作为精确的时钟源或者定时信号。
为该引脚的第二功能，在对片内Flash存储器编程时，此引脚作为编 程脉冲输入端。
（29引脚）：片外程序存储器的读选通信号。在单片机读外部程序存储器时，此引脚输出脉冲的负跳沿作为读外部程序存储器的选通信号。此引脚接外部存储器的端，在访问外部RAM时，信号无效。
/VPP（31引脚）：外部程序存储器访问允许控制端。为低电平时，单片机访问从0000H到FFFFH的外部程序存储器，内部程序存储器不起作用。当为高电平时，单片机读取内部程序存储器。VPP为该引脚第二功能，是编程电压输入端。在对片内Flash固化编程时应加+5V或+12V电压。
XTAL1（19引脚）：片内振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：片内振荡器反相放大器的输出端。
3.1.4 特殊功能寄存器（SFR）在STC89C52RC片内存储器中，80H～FFH共128个单元位特殊功能寄存器（SFR），SFR的地址空间如下表3.3所示：
表3.3 STC89C52RC的特殊功能寄存器 特殊功能寄存器符号 名称 字节地址 位地址 B B寄存器 F0H F7H～F0H A(Acc)累加器 E0H E7H～E0H PSW 程序状态字 D0H D7H～D0H TH2 定时器/计数器2（高字节）CDH — TL2 定时器/计数器2（低字节）CCH — RCAP2H 定时器2 16位扑捉/自动重载（高字节）CBH — RCAP2L 定时器2 16位扑捉/自动重载（低字节）CAH — T2MOD 定时器/计数器2方式控制 C9H — T2CON 定时器/计数器2控制 C8H CFH～C8H IP 中断优先级控制 B8H BFH～B8H P3 P3口 B0H B7H～B0H IE 中断允许控制 A8H AFH～A8H P2 P2口 A0H A7H～A0H SBUF 串行数据缓冲器 99H — SCON 串行控制 98H 9FH～98H P1 P1口 90H 97H～90H TH1 定时器/计数器1（高字节）8DH — TH0 定时器/计数器0（高字节）8CH — TL1 定时器/计数器1（低字节）8BH — TL0 定时器/计数器0（低字节）8AH — TMOD 定时器/计数器方式控制 89H — TCON 定时器/计数器控制 88H 8FH～88F PCON 电源控制 87H — DPH 数据指针高字节 83H — DPL 数据指针低字节 82H — SP 堆栈指针 81H — P0 P0口 80H 87H～80H 并非所有的地址都被定义，从80H～FFH共128个字节只有一部分被定义。还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。
不应将“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。
STC89C52RC和其他89C51一样都有T0、T1两个定时器/计数器，都具有四种工作方式，通过工作方式控制寄存器TMOD进行模式和工作方式的选择，TMOD格式如表3.4所示：
表3.4 TMOD格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/ M1 M0 GATE C/ M1 M0 T0方式字段 T1方式字段 TMOD各位功能如下：
（1）GATE——门控位 GATE=0时，仅用运行控制位TRx（x=0,1）来控制定时器/计数器计数；
GATE=1时，需用外中断引脚上的高电平与运行控制位TRx共同控制定时器/计数器计数。
（2）M1、M0——工作方式选择位 M1、M0有四种编码，分别代表四种工作方式，如表3.5所示 表3.5 M1、M0工作方式选择 M1 M0 工作方式 0 0 方式0: 13为定时器/计数器 0 1 方式1: 16位定时器/计数器 1 0 方式2：
8位的常数自动重新装载的定时器/计数器 1 1 方式3：
仅适用于T0，此时T0分成两个8位的计数器，T1停止计数（3）C/——计数器模式和定时器模式选择位 C/=0，为定时器模式，对晶振12分频后的脉冲进行计数。
C/=1，为计数器模式，计数器对外部引脚T0或T1的外部脉冲（负跳变）计数。
TCON 有八位，可按位寻址，该设计中只需用到高四位，故只对高四位进行说明：
（1）TF1/TF0——计数溢出标志位 当计数器溢出时，该位置“1”，应软件清“0”。
（2）TR1/TR0——计数运行控制位 该位置“1”时启动定时器/计数器工作；
该位清“0”时停止定时器/计数器工作。
STC89C52RC除了有定时器/计数器0和定时器/计数器1之外，还增加了一个定时器/计数器2。控制和状态位分别位于T2CON（见表3.6）和T2MOD（见表3.7）。
定时器2是一个16位定时/计数器，它既可以做定时器，又可以做事件计数器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位选择。定时器2有三种工作模式：捕捉方式、自动重载和波特率发生器。工作模式由T2CON中的相关位选择（如表3.8所列）。定时器2 有2 个8位寄存器：TH2和TL2。
表3.6 特殊功能寄存器T2CON CFH CEH CDH CCH CBH CAH C9H C8H TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/ CP/ 表3.7 定时器2模式控制寄存器（T2MOD）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0------T2OE DCEN 表3.8 定时器2工作方式 RCLK+TCLK CP/ TR2 模式 0 0 1 16位自动重装 0 1 1 16位捕获 1 X 1 波特率发生器 X X 0（关闭）自动重装模式该模定时器2递增计数到0FFFFH，并在溢出后将TF2置位，然后将RCAP2L 和RCAP2H中的16位值作为重新装载值装入定时器2。RCAP2L和RCAP2H的值是通过软件预设的。
3.2 各模块电路设计 3.2.1 时钟电路 时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图3.3(a)所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用晶振和两个30pF电容组成的并联谐振回路。
外部方式的时钟电路如图3.3（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器。
（a）内部方式时钟电路（b）外部方式时钟电路 图3.3 时钟电路 3.2.2 复位电路 复位就是对单片机的进行初始化操作。其主要功能就是将PC值初始化，使单片机从0000H单元开始执行程序。复位除了进入系统的正常初始化之外，当系统处于死循环状态时，为正常工作，可以按复位键重新启动。此设计采用的是按键电平复位，如图3.4所示：
图3.4 复位电路 3.2.3 强制转换电路 强制转换电路是在有特殊车辆或者紧急情况需要一边马上通行的情况下，按下相应的按键，该方向就会一直保持绿灯，紧急情况解除时只需要按复位键即可进入正常模式。
如图3.5所示，正常模式下P3.0和P3.1脚都是高电平，当按下南北向按键时P3.1脚会检测到低电平，通过程序控制使南北向绿灯常亮，东西向保持红灯亮；
反之，当按下东西向按键时，P3.0脚会检测到低电平，此时，东西向绿灯常亮，南北向保持红灯亮。
图3.5 强制转换电路 3.2.4 车流量检测电路 如图3.6所示，东西向检测按键接单片机P3.4脚，南北向接P3.5脚，初始状态两引脚都是高电平，当有车辆通过时，按键将被压下闭合，使得对应引脚变为低电平，计数器接收到该信号将自动加1，计数以120秒为一个周期，当到达120秒时计数器将自动置零重新计数。通过对计数器的数据进行运算，分配南北向和东西向的绿灯时间。
图3.6 车流量检测电路 3.2.5 数码管显示电路 如图3.7所示，两个74HC573锁存器，U2是位选锁存器，U3是段选锁存器，当锁存引脚为高电平时为直通状态，当为低电平时为锁存状态，锁定后数据将不再变化，直到解除锁定，通过一定的延时可以实现数码管的动态显示，但是由于延时时间很短，肉眼无法分辨，所以我们看到的是静态的。
图3.7 数码管显示电路 3.2.6 红绿灯显示电路 如图3.8所示，所有发光二极管正极接正5V电压，通过控制负 极的电平来决定是否点亮，例如，当P0.0脚为低电平时，南北方向的 红灯将被点亮，当P0.0为高电平时，南北方向的红灯将熄灭。
图3.8 红绿灯显示电路 特别需要注意的是，因为P0口内部是漏极开路型，所以在做I/O口使用时需要加上上拉电阻，否则电流不足以驱动发光二极管。如图3.9所示：
图3.9 P0口接上拉电阻 第四章 软件设计 4.1 程序主体设计 本设计采用keil软件进行软件设计，编译后生成hex文件可供proteus进行软件仿真和硬件下载到单片机仿真。软件系统由很多模块组成：主程序、初始化程序、延时函数、定时函数、交通灯函数、数码管动态显示函数、东西向和南北向强制转换函数等。对它们进行有序的组合才能让系统正常工作。程序流程图如图4.1所示：
开始 初始化 设定初值 P3.0和P3.1电平检测 东西向红灯 P3.0为低电平P3.1为低电平 南北向绿灯 东西向绿灯 南北向黄灯5秒 南北向车流量 东西向车流量 南北向红灯 东西向绿灯 南北向红灯 南北向绿灯 东西向红灯 东西向黄灯5秒 图4.1 程序流程总图 4.2 模块化程序设计 4.2.1 主程序 在C语言中有且必须有一个主函数main，都是从main函数开始执行，又是以main函数结束。
void main(void){ init();//初始化函数 k1=1;k2=1;for(;;){ light();led();changewe();changesn();} } 首先调用初始化函数，然后将强制转换按钮置高电平，最后进入一个for循环这是一个死循环，循环中调用了很多子程序，如交通灯函数、数码管显示函数、东西向和南北向的强制转换函数。
4.2.2 初始化函数 初始化函数是对计数器和定时器的一些模式和工作方式进行选择、赋初值以及启动计数器和定时器。我们需要对计数器T0、T1和定时器T2赋初值，因为计数器都是从0开始计数，故将计数器的初值都赋值为0，因为工作在方式1，所以，最大计数65536次，对于定时器T2，工作在16位自动重装模式，晶振频率为12MHz,故计数周期为T=12/12MHz=1us，最多计时65.5ms就会溢出，因此采用50ms计时，初值为X=65536-50000，所以RCAP2H =(65536-50000)/256，RCAP2L =(65536-50000)%256。
void init(void){ T2CON=0x01;//16位自动重装 TMOD = 0x55;//计数器T0、T1，工作方式1 TH0=0;//计数初值清0 TL0=0;//计数初值清0 ET0=1;//使T0中断可以溢出 EA =1;//开启总中断 IT0=1;TR0=1;//计数器0启动 TH1=0;//计数初值清0 TL1=0;//计数初值清0 ET1=1;//使T1中断可以溢出 IT1=1;TR1=1;//计数器1启动 RCAP2H =(65536-50000)/256;//晶振12M 60ms 16bit 自动重载 RCAP2L =(65536-50000)%256;ET2=1;//打开定时器中断 TR2=1;//打开定时器开关 } 4.2.3 定时函数 定时函数是通过定时器T2进行定时，主要有两个定时，一个是1秒定时，当一秒到了数码管显示时间将进行减1操作；
另外一个是120秒定时，本设计以120秒为一个周期通过计数器T1和T0分别对南北向和东西向车流量进行计数，然后对数据进行运算，求出两个方向的绿灯时间，最后对计数器清零，重新开始计数。
4.2.4 毫秒延时函数 void delay(uchar t){ uchar i;for(t;t>0;t--){ for(i=120;i>0;i--);} } 单片机的晶振是12M时，通过keil仿真该延时函数接近1ms（0.986us）的时间。其他函数中有很多地方需要用到延时函数，比如数码管动态显示、按键的消抖都需要很短暂的延时。
4.2.5 交通灯函数 void light(){ P0=c[k];} 交通灯由12个发光二极管组成，正极都接在正5V电压上，因为通过P0口控制发光二极管负极的高低电平来点亮或者熄灭发光二极管，该函数中通过在不同时间把数组c[4]={0x33,0x35,0x1E,0x2E}的某个元素赋值给P0口来控制交通灯。
4.2.6 数码管显示函数 void led(){ P2=b[0];//南北向个位数码管位选 L2=1;L2=0;P2=a[SN%10];//南北向个位数码管段选 L1=1;L1=0;delay(20);P2=b[1];//南北向十位数码管位选 L2=1;L2=0;P2=a[SN/10];//南北向十位数码管段选 L1=1;L1=0;delay(20);P2=b[2];//东西向个位数码管位选 L2=1;L2=0;P2=a[WE%10];//东西向个位数码管段选 L1=1;L1=0;delay(20);P2=b[3];//东西向十位数码管位选 L2=1;L2=0;P2=a[WE/10];//东西向十位数码管段选 L1=1;L1=0;delay(20);} 通过锁存器74HC573可以动态的显示四位数码管，因为延时时间极短，人眼不能分辨，所以我们看起来是静态的，实际上是数码管在不停的动态扫描。这样做主要是为了节省I/O口。
4.2.7 强制转换函数 强制转换函数主要是不停的扫描按键电平，当相应方向按键为低电平时将会使该方向的绿灯点亮，另外一个方向的红灯点亮。该函数中要注意按键的消抖，本设计中采用软件消抖，就是检测到低电平时进行一个很短的延时，然后看按键是否还为低电平，如果是则确定是按键按下，然后执行后面的程序。
第五章 仿真测试 5.1 软件仿真 本设计通过使用Proteus进行软件仿真，将系统电路图绘制完成，在单片机上将Keil软件编译生成的hex输出文件载入就可以进行仿真。仿真结果如下：
图5.1 Proteus仿真（南北向绿灯、东西向红灯）图5.2 Proteus仿真（南北向黄灯、东西向红灯）图5.3 Proteus仿真（南北向红灯、东西向绿灯）图5.4 Proteus仿真（南北向红灯、东西向黄灯）图5.5 Proteus仿真（南北向、东西向强制转换电路）5.2 硬件仿真 根据电路图使用万能板做成成品，将程序下载到单片机进行硬件仿真，仿真结果如下图：
图5.6 硬件仿真（南北向绿灯、东西向红灯）图5.7 硬件仿真（南北向黄灯、东西向红灯）图5.8 硬件仿真（南北向红灯、东西向绿灯）图5.9 硬件仿真（南北向红灯、东西向黄灯）图5.10 硬件仿真（南北向强制通行）图5.11 硬件仿真（东西向强制通行）5.3 功能测试 经过对设计所包括的功能进行一一测试，均测试通过。车流量检测电路正常工作，计数正确。当计数总数少于20时将进入闲时模式，每个方向15秒绿灯，5秒黄灯，总共40秒一个小周期，三个小周期构成一个大周期120秒，一个大周期内计数器总数大于20将自动进入正常模式。强制转换为单向通行时将不会自动恢复到正常模式，只有按复位键才能恢复正常。
第六章 总结 经过一个月的努力，查看各种书记、资料，通过网络搜索，认真学习了单片机的基础相关知识，对以前所学的知识进行了巩固，圆满完成了毕业设计。
首先是对交通信号灯的功能进行构思，通过不同的方案的比较，主要是车流量检测方案的选择，最终选择红外对管检测，原因是红外检测灵敏度高，操作方便，寿命长，维护方便，成本低。其次是对元器件的选择，设计中需要两个计数器和一个定时器，89C51只有两个定时器/计数器无法满足需要，因此选择STC89C52,它具有三个定时器/计数器，数码管驱动选择74HC573锁存器，编程简单，选择完成后就是对电路图的绘制，然后进行软件编程，编译后生成hex文件，通过proteus软件进行软件仿真，在仿真中不断的修改源程序，直至程序和仿真满足自己的目标。最后按照电路图在万能板上用电烙铁进行焊接，连接好电路。硬件电路连接好后将程序下载到单片机，连接电源线进行硬件仿真。
在整个过程中遇到各种问题，不过通过反复检查修改，问题逐渐减少，最后完全达到了自己最初的目标，软硬件都能正常仿真运行。通过本次设计学会了很多，也将大学四年所学的知识进行了整合运用，在实践中对知识的理解更透彻。
参考文献 [1]方俊锋.嵌入式8位MCU内核的设计研究[D].陕西：西安电子科技大学，2003.[2]孙玉芳.基于单片机的智能交通灯控制系统的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2009.[3]周蔚吾.道路交通信号灯控制设置技术手册[M].北京：知识产权出版社,2009.[4]迈尔斯（英）.智能交通系统手册[M].北京，人民交通出版社，2007.[5]邹力.物联网与智能交通[M].北京,电子工业出版社，2012.[6]余锡存,曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2000.[7]李学海.标准80C51单片机基础教程[M].北京：北京航空航天大学出版社,2006.[8]雷丽文.微机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，1997.[9]张靖武,周灵彬.单片机原理、应用与PROTEUS仿真[M].北京：电子工业出版社，2008。
[10]张毅刚,彭喜元.单片机原理与应用设计[M].北京：电子工业出版社,2008.致 谢 在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师XX老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！从论文的开题到完成，XX老师给了我很多意见和帮助，还给了很多参考资料，从旁引导我完成这篇论文。XX老师严谨的治学态度加上丰富的专业知识使我受益匪浅，在此，再次向佘老师表示衷心的感谢。
此外还要感谢一起生活四年的室友们，感谢那些一起努力的日子，在论文完成过程中给我的帮助，包括资料的收集，图书的借阅，还有论文的排版，没有你们的帮助，我的论文不可能完成的如此顺利。
最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的老师。
附录：
智能交通系统 (简称ITS) 是在较完善的基础设施上将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成并应用于整个交通运输管理体系, 从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的, 实时、准确、高效的综合运输和管理系统[1]。它集通讯与交通技术于一体, 核心思想是将先进的数据通讯、定位、传感、电子控制以及其它信息技术综合应用于交通运输, 从整体上提高道路交通系统的效率和服务质量, 节省能源, 减轻环境污染, 并极大改善车辆人机系统的安全性。
1 现行智能交通系统的应用简介
ITS技术的发展与应用产生了良好的社会效益和经济效益, 其中美国、日本和欧洲的应用研究及工程实践最具代表性。本文将简单介绍几种现行智能交通系统在不同应用层面的典例。
1.1 安全驾驶辅助系统
安全驾驶辅助系统 (Driver Assistance Systems, 简称DAS) , 是利用雷达技术和摄像头技术而开发的用于监控汽车行驶时的周围路况信息或车辆信息, 并提供预警信号, 以提醒驾驶者的系统。这些系统并不直接参与汽车控制, 而是在驾驶员遇到紧急状况时, 通过有针对性的技术干预, 如产生报警信息等, 提供主动支持。安全驾驶辅助系统有车道偏离系统、夜视辅助系统、自动防撞系统、全景环视系统、并道辅助系统和雷达巡航控制系统等[2]。
1.2 车载导航和不停车收费
车载导航系统将全球定位技术、地理信息技术、多媒体技术、通信技术及嵌入式计算机技术综合为一体, 能够实时、高效地向驾驶员提供导航定位、地理信息等服务。不停车收费系统 (简称ETC) , 它利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯, 进行车辆自动识别和有关收费数据的交换与处理, 实现不停车自动收费。国际上车载导航和不停车收费系统应用规模最大和最好的都是日本。
1.3 自适应交通标志
自适应交通标志 (Adaptive Traffic Signs) 包括可变信息标志和匝道调节系统。可变信息标志指的是能够根据交通状况自动变化的交通标志。具有代表性的是动态路由信息面板 (DRIPS) 和平面路由信息面板 (GRIPS) 。前者能够告知驾驶员一条无拥堵路线, 或者是在他们选择一个路线后预测是否会发生交通堵塞。而后者还能够显示诸如拥堵区域面积和长度的图像。研究表明, 路由信息面板对交通流有不同程度的积极影响。另一个可变信息的应用是动态限速, 即根据交通流状况, 例如交通事故、天气状况等, 实时调节最高限速, 提高了道路通行效率。匝道调节系统 (Ramp Metering) , 通过安装在高速公路匝道附近的一系列装置, 探测进入匝道的交通流, 通过交通信号灯智能控制车辆通行, 避免集群进入。它保证了高速公路的通行效率。荷兰从1989年开始用这种技术, 取得了良好的效果。
2 智能交通系统先进技术探究
2.1 无人驾驶汽车
2012年5月8日, 美国内华达州机动车辆管理部门为谷歌的自动驾驶车颁发了首例驾驶许可证[3], 表明了无人驾驶的可行性应用。无人驾驶汽车 (Self-Driving Car) 即不依赖驾驶员, 而依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现驾驶的车辆。它利用车载传感器感知车辆周围环境, 并根据感知所获得的道路信息、其它车辆位置和障碍物信息, 控制车辆的转向和速度, 从而使汽车安全、可靠地行驶到预设目的地。目前, 无人驾驶的广泛应用还面临两个核心技术问题:首先, 无人驾驶汽车如何综合应用环境感知、无线通信等手段, 提高驾驶可靠性;其次, 复杂的行驶环境下, 如何制定最优的决策, 使得无人驾驶汽车在行驶过程中能够实现真正的安全、高效。
2.2 真空管道运输
真空管道运输 (Evacuated Tube Transport) 是一种无空气阻力、无摩擦的运输形式。技术原理是在地面或地下建一个密闭的管道, 用真空泵抽成真空或部分真空, 磁悬浮列车 (或其它车辆) 在其中运行, 行车阻力就会大大减小, 可有效降低能耗, 同时气动噪声也大大降低, 符合环保要求。据报道, 真空管道运输理论速度可达到每小时2万公里, 这样的速度, 或许将来环游世界就像逛街一样便捷。中国在此领域的研究处于前沿水平, 但真空管道运输目前仅处在理论研究阶段, 只有一些设计方案, 在世界范围内尚无实质性的技术研究。
2.3 个人快速公交
个人快速公交, 即Personal Rapid Transit, 简称PRT, 是指在城市预建好轻型轨道之后, 自动驾驶的电动车在轨道上行驶。相对于普通的公交、地铁, PRT能根据个人时间需求, 以按照特定的规划路线直达站点的形式服务个人。伦敦希斯罗机场建立起的ULTra PRT是个人快速公交的成熟应用, 该系统效率高、品质优, 且实现了零排放、低能耗。PRT的独特优势将使其在未来的交通系统中占得一席之地, 但其目前发展尚存技术及推广应用的问题。
除上述应用外, 还有诸如:通过车车通信、车与路侧设备通信实现减少甚至避免车辆红灯等待时间的奥迪Travolution系统, 荷兰交通专家汉斯·蒙德曼提出的“共享空间”理念等, 都是智能交通系统先进技术的探索性应用。而且, 智能交通系统的应用远不止于此, 它在交通信息平台建设、交通控制协同体系、自然灾害条件下交通组织保障技术等方面的应用都将向我们展示出其巨大的潜力和无可比拟的价值。
3 结语
智能交通系统的出现顺应了社会发展的需求, 它不仅是社会、经济和技术发展的产物, 也是人们智慧结晶的体现。汽车电子技术、计算机处理技术和数据通信传输技术的迅猛发展以及相互融合, 推动了ITS在交通领域的实践应用。而如何将现有的成熟技术普及应用到整个社会的交通领域, 如何探究出更多便捷实用的智能交通系统新技术, 是充分实现智能交通系统经济效益、社会效益的重要保障。可以预见, 以车联网为基础的智能交通系统将向我们展示出未来交通领域的不断革新以及更为广阔的发展天地。
参考文献
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关键词 智能电网；需求侧管理；现场终端
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0108-01
电网是电能输送的主要载体，是社会经济发展的重要基础设施。随着人们生活水平的不断提高，大容量、高等级、大区域电网的互联调度必将成为电网发展的主要趋势。为了保证电网安全可靠性、高效经济的运营发展，建立“智能电网”是现在电网建设和发展的核心理念。我国虽然在智能电网方面的研究起步较晚，但是在大量引进和吸收外国电网继电保护技术的基础上，全国范围内的智能电网建设进入一个前所未有的发展时机。以特高压电网作为调度主干网络，促进各电压等级电网协调运营发展为基础，将先进的计算机技术、传感器技术、电力通信技术、继电保护技术引入到原有或新建的电网变配电基础设施检测控制中，形成集检测、控制、调度、分配、计量等功能为一体的新型配电网自动化系统，不仅可以满足电力用户对供电电能质量水平的要求，实现大范围内的统筹调度，同时可以优化电能资源配置，减少电网综合能耗，达到安全可靠、经济、清洁、人性化的电力供应和营销服务目标。
早在上个世纪80年代，美国就首先提出以电力用户为用电单元，统筹协调合理分配利用电能资源的系统工程，即现在通常所说的电力需求侧管理（DSM）。DSM是利用先进的控制技术通过各种优化手段实现对电力系统中电能供需的实时检测和控制的核心系统。电力需求侧管理主要目的是在保持电能基本供电服务质量的前提下，通过合理调度分配等方式有效降低输电线路的总损耗，提高供电电能的总体质量水平，达到电能资源合理分配、改善负荷曲线、提高供电效率，以及社会能源经济的可持续协调发展的目的。由于受传统电网建设理念的束缚，很多配电台区不具备全面动态监测和控制的基础条件，一方面缺乏有效的电力信息自动采集、传输和分析系统，不能及时对供电区域的电力信息进行实时分析，不能形成科学合理的电力需求侧管理计划，给供配电企业带来巨大的社会经济损失；另一方面供电电源点较少，以及没有先进的分时段供电计费的综合调度系统，供电力用户所选的能源结构较单一，造成电力负荷波动较大，不能完好体现电力需求侧管理系统的主要功能，制约了智能电网的建设发展。因此，对目前电网中电力需求侧管理系统存在的一些不足进行分析总结，并通过相应的技术手段进一步完善和实现电力需求侧管理系统的用电信息动态采集、传输、分配调度等智能功能，对推动智能电网建设有很大的工程实践意义。
1 电力需求侧管理现状
智能电网的核心在于构筑具备智能数据分析判断与自适应调节多种能源结构统一入网、分层分布式管理的智能化统筹分配调度网络，不仅可以对电网和电力用户用电信息进行实时检测和控制，同时通过各类优化分配调度模式，保证电能以最经济、最安全的输配电模式将远程电能输送并分配给电力用户终端，从而提高供电公司运营可靠性和电能资源的综合利用效率。因此，建立具备用户用电信息的实时采集、传输、分析判断的电力需求侧管理系统是智能电网建设的核心技术基础平台，从而在电力需求和供应双方寻找一个最优平衡点，保证电力系统高效经济的运营发展。电力需求侧管理是一个集电能输送、分配、调度为一体的系统工程，需要实时动态采集电力用户的用电规律，也就是说需要构筑精确的用电信息综合分析管理系统。
我国虽在电力需求侧管理方面的研究起步较晚，但在大量专家和研究学者的共同努力下，也取得了一定的成果，如对工业或商业用电等大功率电力用户采用分时供电、分时计价等间接引入电力用户参与系统负荷平衡调节，在一定程度上缓解用电紧缺的不利状况，有效提高系统中调频机组的综合运行效益。但由于变配电基础检测和管理设施的不完整，许多供电公司在实际运营过程中依然靠相应调度人员根据历史运行负荷数据静态调节用户供电终端的供电方式，缺乏电力用户的主动参与，在调度动态性、可靠性和经济性等方面已不能满足智能电网建设的需求。加上电力需求侧负荷类型和容量的多种多样性，且没有完善的电网需求侧管理系统等因素造成电网在需求侧调度分配过程中很难实现安全稳定、节能的动态供需平衡调节，出现系统电能损耗加大、单位电能运营成本增加等不利现象。据不完全统计，2009年我国全社会用电量36430亿KW.h，而电能从发电厂到电力用户终端的综合能源损耗就高达9%。如果按照一台理论热效率为45%的超超临界发电机组而言，其理想单位电能生产所需的煤耗约为288.5g/KW.h，然而在实际生产过程中，由于电网需求侧管理系统的不健全，实际单位电能生产所需的煤耗约为即339.7/KW.h，即发电机组每生产一度电能就要多消耗50g以上的电煤。因此，可以看出电网需求侧管理系统的建立不仅可以提高系统的综合自动化水平，同时可以大大降低单位电能生产的能耗，具有较大的节能降耗能力。
2 电力智能需求侧管理系统
在前面已经阐述过，要构筑智能电网的前提是要及时了解需求侧电力用户终端的用电信息，也就是说用电信息的综合管理是需求侧管理的核心功能任务。配电台区的实时用电信息采集系统是供配电企业进行智能需求侧管理的重要技术支持，主要按分层分布式结构构成，其主要逻辑结构包括电力用户、现场终端、通信信道、主站系统、智能分析决策系统五大部分，其逻辑拓扑结构如图1所示：
图1 需求侧电力信息综合管理终端技术系统
1）电力用户。电力需求侧管理系统实际上就是根据电力用户的电能消耗数据信息，动态制定高效稳定的分配调度计划，促进电网智能化发展。从图1可知，电力用户按照用电等级、电能用途等不同又分为很多不同的计量类型。
2）现场终端。现场终端主要包括低压居民集中抄表系统、电能远方控制终端等多个部分。低压居民集中抄表系统是取代传统抄表员现场抄表的一个主要现场终端，主要完成低压用户电能消耗信号采集、信号传输、信号集中收集转发等功能。集中抄表系统采用先进的电力电子、低压线路载波通信技术相结合，不仅具有结构清晰简单、运行检修维护方便、系统扩展性强等优点，而且还可以通过计算机强大的数据处理功能，完成复杂数据的归一统计分析，实现主站远动操作现场终端完成用电信息报警提示、电能限电等操作，大大提高了供电电能的人性化服务水平。载波预付费电能表是低压居民集中抄表系统的前端信号采集核心，由于电力用户所安装的现场计量装置受安装或改造建设年代的影响，低压用户所采用的电能计量表计通常包括机械感应式电能表和脉冲电子式数显电能表两种。对于脉冲电子式电能表而言，可以直接将电子脉冲通过低压电力载波线路传输给集中器进行统计分析。但对于机械感应式电能表而言，不能直接采集到用户所消耗的电能信息，因此，需要在电能表前部加装一个信息转换装置，也就是通常所说的脉冲发生器将用户的电能信号实时转换成载波通信信号。采集器在内部程序的控制下周期性的扫描信号输入端口，动态采集电能用户电能消耗信息，电能表通过RS485通信通道与前端采集器间进行数据通信。单元采集器将所采集到的动态电能信号通过由低压电力线路组成的载波通道传输给用户集中采集器，然后通过光纤专网或3G/GPRS/CDMA公网等通信通道远传到主站系统处，由相关的工程师工作站完成对应的数据分析、命令生成、以及制定合理的营销计划。
3）光纤专网和3G/GPRS/CDMA公网。光纤专网由于其具有数据响应快、信号传输速率高、容量大、传输距离远、抗干扰能力强等优点，在电力系统中主要作为重要数据或命令控制信号的传输通道，但由于光纤通信专网需要建设专门的通讯干网，整个工程投资建设成本较高，不适用与普通电力用户用电信息的采集传输领域。3G/GPRS/CDMA公网是在已有的通信通道的基础上进行数据传输，非常适合于供电公司实时采集点面多、大范围分散电力用户的用电信息，实现对供电区域的所有电能用户（包括散落在边远山区的独立用电用户）的用电信息和配电系统内所有运行变配电设备的功能特性数据进行实时检测和控制管理。
4）主站系统。主站系统是供电公司进行电力需求侧管理的控制首端，是电力信息数据动态分析判断和相应决策计划制定的中心。从图1中可知，主站系统内包括数据库服务器组、前置服务器组、Web应用服务器组、计算服务器组等多个运行分析统计中心，各服务器组间通过相互协调配合完成对电力数据信息的实际采集、远程传输、分析判断、以及控制命令发出的操作。
5）智能分析决策系统。高级计量管理系统、智能营销业务管理系统、配网调度三大系统是供电公司进行电力需求侧管理的核心系统。主站系统将所获得的电力信息数据和对应的决策控制命令动态共享给计量和营销管理系统。
3 结束语
在分析了我国电网需求侧管理系统中存在的一些不足后，介绍了一套包括电力用户、现场终端、通信通道等多个结构具备电力用户用电信息动态采集和实时统计分析的需求侧电力信息综合管理技术系统，并对系统的逻辑拓扑结构框图和各分层单元的主要技术功能进行了详细的分析研究。
参考文献
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