基于分布式控制架構(gòu)的信號機(jī)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活節(jié)奏的加快，越來越多的人購買私家車作為代步工具，汽車的保有量也隨之迅速增加。由于大部分城市的交通設(shè)施還比較落后，交叉路口的調(diào)控能力比較弱，交通阻塞現(xiàn)象日益嚴(yán)重。為了適應(yīng)城市交通的發(fā)展趨勢，提高交通管理的技術(shù)水平和道路通行能力，改善目前大多數(shù)城市以多時段定時式信號機(jī)為主流的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一套具有單點(diǎn)控制、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)控制以及自適應(yīng)控制等功能的分布式架構(gòu)的信號機(jī)控制系統(tǒng)。
　　系統(tǒng)的硬件平臺采用分布式系統(tǒng)的硬件組織方式來

2、進(jìn)行設(shè)計(jì)，每塊獨(dú)立的功能板都具有微處理器，具有一定的自主控制能力。各功能板之間通過C AN總線進(jìn)行相互通信，以構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。其中，核心控制板采用32位的ARM作為其核心處理器，具有以太網(wǎng)通信模塊、串口通信模塊、485倒計(jì)時模塊、3 G通信模塊、觸控屏控制模塊以及GPS校時模塊等功能模塊。核心控制板可通過RJ45接口或者3G通信模塊與控制中心進(jìn)行通信，上傳車流量數(shù)據(jù)或者下載控制方案等信息，從而可實(shí)現(xiàn)城市交通的區(qū)域控制；通過由MAX4

3、85芯片組成的485通信模塊可實(shí)現(xiàn)信號機(jī)對倒計(jì)時牌的控制；用戶可通過觸控屏的UI界面設(shè)置適合本路口的控制方案；通過采集GPS模塊的數(shù)據(jù)，可獲得精確的當(dāng)前時間，為系統(tǒng)的校時提供硬件支持。
　　信號燈驅(qū)動板以及車輛信息采集板以單片機(jī)PIC18F4580作為其核心處理器，信號燈驅(qū)動板通過由光電耦和器、可控硅等元器件組成的驅(qū)動電路控制信號燈的亮滅，并可通過由電流感應(yīng)器、電壓比較器等元器件組成的狀態(tài)反饋電路采集信號燈的工作狀態(tài)信息；車輛信息

4、采集板可完成車輛信息的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)通信，將檢測器檢測到的車流信息通過采集電路和整形電路送至單片機(jī)，單片機(jī)對該信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷車輛通過情況。
　　電源板為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的5V及3.3V工作電壓，通過電壓轉(zhuǎn)換模塊可將220V市電轉(zhuǎn)換為5V電壓輸出，5 V電壓經(jīng)芯片LM117可獲得穩(wěn)定的3.3 V電壓輸出。背板的主要功能是為各個功能板提供C AN通信的通道。
　　經(jīng)過測試運(yùn)行，系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，完成交叉路口的交