基于LM555多谐振荡器的智能交通控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于LM555多谐振荡器的智能交通控制系统，由东、西、南、北四个方向的红外传感器、东西方向计数判断单元、南北方向计数判断单元、两个方向车流量比较单元、LM555多谐振荡器、以及前后方综合分析判断单元、交警求助系统等构成。路口红外传感单元和后方红外传感单元安装于道路两侧，对接收到的持续时间超过一定阈值的反射信号做有效计数，判断分析后，由R1、R2电阻值自动调节系统改变LM555多谐振荡器的电阻R1、R2，从而控制红灯、绿灯信号持续的时间。本实用新型专利技术成本更加低廉，自适应应对各种不同方向不同车流量情况下，采取相应措施改变红绿灯信号持续时间长短，以最佳方式协调不同方向来车。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于交通系统控制
，特别涉及一种基于LM555多谐振荡器的智能交通控制系统。
技术介绍
目前，各种车辆数目不断增多，道路交通拥堵的问题难以解决，国家对部分城市提出单双号限行的规定，但由于汽车种类多、数量巨大，特别是在上下班高峰期时段，堵车问题越发严重。人们为解脱人力也在智能交通控制领域设计了许多的解决方案，以达到在尽可能减少人为疏导的情况下保证交通畅通。大部分的交通信号控制系统需要通过电子眼监控道路实时交通状况，并人为地对红绿灯信号延迟时间做出适应性的调整，这种系统完全无法解脱人力，需要人长时间观察电子眼拍摄的情况并手动调整，并且电子眼的能见度经常受到雾霾等天气影响，无法观测离路口较远处的车流量情况。有相当多的交通控制设备采用了压敏传感装置，压敏传感装置一定会埋设于地下，当车辆通过时产生压力传感，但是在车流量大的路段，压敏传感器会经常损坏，更换也相当困难，并且压敏传感器只要受到压力就会认为有机动车通过，这样会将行人和非机动车通过时误判为机动车，从而影响计数，导致交通状况更加复杂混乱。更为关键的问题是压敏传感器大多仅安装于路口，对单位时间内通过路口的车辆数目进行统计，进而做出相应的调整。倘若发生堵车的情况，在一定时间段内，压敏传感器不会受到压力或者受到为数不多的压力，此时系统便会判断此路口车流量较少，无需采取措施甚至缩短绿灯时间恰恰与所需的解决方案背道而驰。另外，绝大多数交通信号灯经验性地直接将某一个方向绿灯通行时间设置较长，而压缩另一个方向的通行时间，并且无论是在上下班高峰期，还是在深夜车流量极少的情况下仍然保持相同的持续时间，这样一方面虽在另一个方向无车的情况下但应红灯却无法通行而耽误时间；另一方面，在上下班高峰期各个方向车流量均较大，会使得绿灯较短方向的交通出现拥堵。交通出现拥堵时，无法对交通指挥部门提出警示，使得需要人为指挥时却又无法得知现场情况。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于LM555多谐振荡器的智能交通控制系统，本系统成本更加低廉，自适应应对各种不同方向不同车流量情况下，采取相应措施改变红绿灯信号持续时间长短，以最佳方式协调不同方向来车，并在堵车的情况下，向交警发出提示信号。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种基于LM555多谐振荡器的智能交通控制系统，包括东西方向红外传感单元、东西方向计数判断单元、南北方向红外传感单元、南北方向计数判断单元、第一电阻调节单元、第二电阻调节单元、多谐振荡单元、红绿灯控制单元、和信号灯显示单元；所述东西方向红外传感单元，包括一个路口红外传感单元和一个后方红外传感单元，用于记录经过两个红外传感器的发射信号；所述东西方向计数判断单元，用于接收东西方向红外传感器单元的输出信号，并对东西方向红外传感单元记录的时间大于0.5s(也可人为另外设置)的发射信号的接收次数做累加计数；所述南北方向红外传感单元，包括一个路口红外传感单元和一个后方红外传感单元，用于记录经过两个红外传感器的发射信号；所述南北方向计数判断单元，用于接收南北方向红外传感器单元的输出信号，并对南北方向红外传感单元记录的时间大于0.5s(也可人为另外设置)的发射信号的接收次数做累加计数；所述第一电阻调节单元，用于根据东西方向计数判断单元输出的信号次数，调整多谐振荡单元的第一输入电阻R1；所述第二电阻调节单元，用于根据南北方向计数判断单元输出的信号次数，调整多谐振荡单元的第二输入电阻R2；多谐振荡单元，基于LM555的多谐振荡单元，用于产生周期方波信号，该信号的正脉冲和负脉冲分别为红绿灯的原始控制信号；红绿灯控制单元，基于74LS161D的红绿灯控制单元，将多谐振荡单元产生的周期方波信号形成2分频、4分频、6分频、8分频，即形成红绿灯控制信号；信号灯显示单元，根据红绿灯控制单元的红绿灯控制信号，显示红绿灯；在所述多谐振荡单元中，LM555集成电路各引脚的连接关系为：第一输入电阻R1一端接电源VCC，另一端接DIS引脚，第二输入电阻R2一端接DIS引脚，另一端接THR引脚，THR还通过电容C1接地，CON引脚通过电容C2接地。进一步的，还设置有黄灯控制单元，所述黄灯控制单元采用74LS161的进位信号作为黄灯控制信号，当控制红灯亮的输出信号与控制黄灯亮的输出信号同时满足时，输出黄灯信号。进一步的，所述黄灯控制单元中，采用另一个LM555集成电路产生周期方波信号，其连接关系为：输入电阻R3一端接电源VCC，另一端接DIS引脚，输入电阻R4一端接DIS引脚，另一端接THR引脚，THR还通过电容C3接地，CON引脚通过电容C4接地。进一步的，所述多谐振荡单元产生的周期方波信号，周期方波信号的周期、正脉冲宽度、负脉冲宽度分别为：周期：T＝tw1+tw2，正脉冲宽度：tw1＝ln2·(R1+R2)·C，负脉冲宽度：tw2＝ln2·R2·C。进一步的，所述东西方向计数判断单元采用74LS90D和74LS92D集成电路，所述南北方向计数判断单元采用74LS90D和74LS92D集成电路。进一步的，还包括拥堵判断单元，所述拥堵判断单元为：根据路口红外传感单元和后方红外传感单元的计数，若单位时间内，路口红外传感单元的计数值远小于后方红外传感单元计数值，向交警指挥部发出脉冲警示信号；若单位时间内，路口红外传感单元的计数值与后方红外传感单元计数值相差不大，系统继续工作。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)使用成本最低廉的元件构建逻辑电路，不采用埋设于路面下的传感系统，安装方便，不需要频繁更换。2)路口和后方均安设红外传感装置，综合分析二者之间是否有车辆囤积，发生堵车现象时自动向交警发出求助警示。3)利用红外传感装置，传感不会受雾霾等极端恶劣天气的影响。4)从多个方向的车流量计数情况，自主调节R1、R2的阻值大小控制通行和等待时间。5)仅对遮挡反射时间超过0.5S(也可另外设置)的信号记为有效信号，避免将行人和非机动车误判为机动车的情况。6)从多个方面综合分析解决可能出现的问题，保障路口畅通，且此系统适用于十字路口、丁字路口、单向路口。附图说明图1是本技术中各方向红外传感、车流量综合判断、R1、R2阻值自动调节系统工作原理示意图。图2是本技术中交警求助系统判断过程原理是示意图。图3是本技术中东西方向自适应调节电路图。图4是本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LM555多谐振荡器的智能交通控制系统，其特征在于，包括东西方向红外传感单元、东西方向计数判断单元、南北方向红外传感单元、南北方向计数判断单元、第一电阻调节单元、第二电阻调节单元、多谐振荡单元、红绿灯控制单元、和信号灯显示单元；所述东西方向红外传感单元，包括一个路口红外传感单元和一个后方红外传感单元，用于记录经过两个红外传感器的发射信号；所述东西方向计数判断单元，用于接收东西方向红外传感器单元的输出信号，并对东西方向红外传感单元记录的时间大于0.5s的发射信号的接收次数做累加计数；所述南北方向红外传感单元，包括一个路口红外传感单元和一个后方红外传感单元，用于记录经过两个红外传感器的发射信号；所述南北方向计数判断单元，用于接收南北方向红外传感器单元的输出信号，并对南北方向红外传感单元记录的时间大于0.5s的发射信号的接收次数做累加计数；所述第一电阻调节单元，用于根据东西方向计数判断单元输出的信号次数，调整多谐振荡单元的第一输入电阻R1；所述第二电阻调节单元，用于根据南北方向计数判断单元输出的信号次数，调整多谐振荡单元的第二输入电阻R2；多谐振荡单元，基于LM555的多谐振荡单元，用于产生周期方波信号，该信号的正脉冲和负脉冲分别为红绿灯的原始控制信号；红绿灯控制单元，基于74LS161D的红绿灯控制单元，将多谐振荡单元产生的周期方波信号形成2分频、4分频、6分频、8分频，即形成红绿灯控制信号；信号灯显示单元，根据红绿灯控制单元的红绿灯控制信号，显示红绿灯；在所述多谐振荡单元中，LM555集成电路各引脚的连接关系为：第一输入电阻R1一端接电源VCC，另一端接DIS引脚，第二输入电阻R2一端接DIS引脚，另一端接THR引脚，THR还通过电容C1接地，CON引脚通过电容C2接地。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LM555多谐振荡器的智能交通控制系统，其特征在于，包括东西方向红外传感
单元、东西方向计数判断单元、南北方向红外传感单元、南北方向计数判断单元、第一电阻
调节单元、第二电阻调节单元、多谐振荡单元、红绿灯控制单元、和信号灯显示单元；
所述东西方向红外传感单元，包括一个路口红外传感单元和一个后方红外传感单元，用
于记录经过两个红外传感器的发射信号；
所述东西方向计数判断单元，用于接收东西方向红外传感器单元的输出信号，并对东西
方向红外传感单元记录的时间大于0.5s的发射信号的接收次数做累加计数；
所述南北方向红外传感单元，包括一个路口红外传感单元和一个后方红外传感单元，用
于记录经过两个红外传感器的发射信号；
所述南北方向计数判断单元，用于接收南北方向红外传感器单元的输出信号，并对南北
方向红外传感单元记录的时间大于0.5s的发射信号的接收次数做累加计数；
所述第一电阻调节单元，用于根据东西方向计数判断单元输出的信号次数，调整多谐振
荡单元的第一输入电阻R1；
所述第二电阻调节单元，用于根据南北方向计数判断单元输出的信号次数，调整多谐振
荡单元的第二输入电阻R2；
多谐振荡单元，基于LM555的多谐振荡单元，用于产生周期方波信号，该信号的正脉冲
和负脉冲分别为红绿灯的原始控制信号；
红绿灯控制单元，基于74LS161D的红绿灯控制单元，将多谐振荡单元产生的周期方波信
号形成2分频、4分频、6分频、8分频，即形成红绿灯控制信号；
信号灯显示单元，根据红绿灯控制单元的红绿灯控制信号，显示红绿灯；
在所述多谐振荡单元中，LM555集成电路各引脚的连接关系为：第一输入电阻R1一端
接电源VCC，另一端接DIS引脚，第二输入电阻R2一端接DIS引脚，另一端接THR引脚，
TH...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐帆云，邹麟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：新型
国别省市：四川;51