一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈，包括單片機(jī)處理器，單片機(jī)處理器分別電路連接時鐘芯片、溫濕度傳感器交通燈模塊、液晶時間顯示屏和按鍵模塊。本實用新型的有益效果是利用溫濕度傳感器，檢測判定當(dāng)前季節(jié)及天氣，調(diào)整交通燈時間分配。
【專利說明】一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于道路交通設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈。

【背景技術(shù)】
[0002]交通擁堵在許多城市中己經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，原有的道路、交通標(biāo)志、標(biāo)線等，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代交通的需求，現(xiàn)在的交通標(biāo)志、標(biāo)線、設(shè)施等已經(jīng)不符合現(xiàn)代交通的需要。造成此現(xiàn)象的原因多種多樣，占道經(jīng)營、占道停車、無證駕車、酒后駕車、違反交通信號、不按規(guī)定車道行駛、不依次排隊等違反交通法規(guī)的違章現(xiàn)象也很多，交通專家認(rèn)為這也是造成交通擁堵的重要原因。一個城市交通癱瘓的臨界點是機(jī)動車通行時速公里，例如昆明市城區(qū)目前的機(jī)動車通行時速是10公里，昆明市的交通已經(jīng)近乎癱瘓。因此研究交通燈如何合理控制交通顯得特別重要。
[0003]目前使用的交通燈大多數(shù)為定時、定模式的交通燈，不能進(jìn)行交互，只能以固定的分配時間運行這樣的特點也大大地阻礙了交通的正常運行，降低了車流量的通過率。
[0004]在中國，城市交通普遍存在以下四個方面的問題一是城市面積已由改革開放前的幾十平方公里擴(kuò)大到現(xiàn)在的上百平方公里甚至上千平方公里。隨著新城市建設(shè)、規(guī)劃的逐步實施，城市面積還將繼續(xù)擴(kuò)大，同時大量務(wù)工人員仍源源不斷地?fù)砣氤鞘?。二是城市范圍擴(kuò)大了，交警警力卻沒有同步增加，過去確定的警力編制己不能適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要。三是省級交通管理部門將一些公路下放給市級管理，使管理范圍進(jìn)一步增大。公路長度不斷增加，伴隨著交通設(shè)施跟不上。四是機(jī)動車保有量不斷加大，從事各類經(jīng)濟(jì)活動人數(shù)的增加直接導(dǎo)致物流和車流的增加。限制車輛出行，不是解決交通擁堵的根本辦法，只有找到堵車的根本原因，正確處理，才能夠真正地解決交通擁堵。瓶頸、交叉、不能各行其道，是交通擁堵的根本原因。目前交通擁堵已成為市民反應(yīng)最強(qiáng)烈、意見最大的問題之一。傳統(tǒng)的辦法一般使用兩種方法來解決交通擁堵問題。第一是拓寬現(xiàn)有的公共交通道路、修建高質(zhì)量高等級公路、在城市中修建新公路，第二就是充分利用我們現(xiàn)有的交通資源，通過現(xiàn)代高科技手段、嵌入式系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等使其在一定道路的基礎(chǔ)上發(fā)揮出更高的運轉(zhuǎn)效率。
[0005]目前使用的交通燈大多數(shù)為定時、定模式的交通燈，不能進(jìn)行交互，只能以固定的分配時間運行這樣的特點也大大地阻礙了交通的正常運行，降低了車流量的通過率。
[0006]而目前智能技術(shù)的發(fā)展非常迅速，已經(jīng)應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如自動控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)計算機(jī)、、遺傳算法等。因此將智能控制技術(shù)引入到交通領(lǐng)域，研究一種高效的智能交通控制系統(tǒng)是十分必要的。但是這樣一來必然形成一個龐大的系統(tǒng)，使用智能系統(tǒng)對交通進(jìn)行全面的控制是非常理想的狀態(tài)根據(jù)我們國家的實際情況在很多的中、小城市是無法支付這樣的開支和維護(hù)需要的經(jīng)費的。
[0007]目前先進(jìn)的交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，得出它的巨額的資金投資不可能適用于我們的中、小城市的交通系統(tǒng)而現(xiàn)在流行的模糊算法控制單交叉口雖然解決了很多的偶發(fā)問題，但是其可靠性不高，每個交通燈必須安裝超聲波探測等，使得在實際應(yīng)用中增加了成本和維護(hù)工作量。本身交警部門就不可能對其系統(tǒng)的正常運行增加警力來維護(hù)，那么尋求一種價格便宜、運行穩(wěn)定、升級簡單的系統(tǒng)就成了大家的共識
[0008]目前使用的交通燈大多數(shù)為定時、定模式的交通燈，不能進(jìn)行交互，只能以固定的分配時間運行這樣的特點也大大地阻礙了交通的正常運行，降低了車流量的通過率。將智能控制技術(shù)價格高，維護(hù)經(jīng)費高。本實用新型為單片機(jī)控制系統(tǒng)，成本低、施工方便、易維護(hù)的特點提供了廣大的市場空間，單片機(jī)控制系統(tǒng)也更適合一個中、小城市的需求。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的在于提供一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈，解決了現(xiàn)有的交通燈紅綠燈信號控制電路功能單一，紅綠燈時間不能隨天氣和氣候變化的問題。
[0010]本實用新型所采用的技術(shù)方案是包括單片機(jī)處理器，單片機(jī)處理器分別電路連接時鐘芯片、溫濕度傳感器交通燈模塊、液晶時間顯示屏和按鍵模塊。
[0011]進(jìn)一步，所述單片機(jī)處理器芯片型號為AT89C51 ;所述時鐘芯片型號為DS1302 ;所述溫濕度傳感器芯片型號為SHTll ;所述液晶時間顯示屏芯片型號為LM016L ;所述按鍵模塊采用4與門電路芯片AND_4。
[0012]進(jìn)一步，所述AT89C51芯片中:XTAL1管腳與晶振Xl的一端、電容Cl的一端連接在一起，XTAL2管腳與晶振Xl的另一端、電容C2的一端連接在一起，電容Cl和電容C2的另一端接地，RST管腳與電阻Rl的一端、電容C3的一端連接在一起，電阻Rl的另一端接地，電容C3的另一端連接外部VCC電源，EA管腳連接外部VCC電源，Pl.0管腳連接DS1302的I/O管腳，Pl.1管腳連接所述DS1302的SCLK管腳，Pl.2管腳連接DS1302的RST管腳，Pl.5管腳連接所述LMO16L的RS管腳，Pl.6管腳連接LMO16L的RW管腳，Pl.7管腳連接LMO16L的E管腳，P0.0管腳連接RPl的管腳2，P0.1管腳連接RPl的管腳3，P0.2管腳連接RPl的管腳4，P0.3管腳連接RPl的管腳5，P0.4管腳連接RPl的管腳6，P0.5管腳連接RPl的管腳7，RPl的管腳I至管腳7分別與交通燈連接，P2.0管腳連接LM016L的DO管腳，P2.1管腳連接LM016L的Dl管腳，P2.2管腳連接LM016L的D2管腳，P2.3管腳連接LM016L的D3管腳，P2.4管腳連接LMO16L的D4管腳，P2.5管腳連接LMO16L的D5管腳，P2.6管腳連接LM016L的D6管腳，P2.7管腳連接LM016L的D7管腳，P3.0管腳連接所述SHTll的SCK管腳，P3.1管腳連接SHTll的DATA管腳，P3.2管腳連接所述AND_4的輸入管腳，P3.4管腳、P3.5管腳、P3.6管腳、P3.7管腳分別連接AND_4的四個輸出管腳，AND_4的四個輸出管腳還分別連接開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3和開關(guān)K4的一端，開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3和開關(guān)K4的另一端接地，DS1302的VCC2管腳連接外部VCC電源、DS1302的VCCl管腳接地，DS1302的Xl管腳連接晶振X2的一端、晶振X2的另一端連接DS1302的X2管腳。
[0013]本實用新型的有益效果是利用溫濕度傳感器，檢測判定當(dāng)前季節(jié)及天氣，調(diào)整交通燈時間分配。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型交通燈模塊電路圖；
[0015]圖2是本實用新型一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈核心處理器小系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本實用新型交通燈電路原理圖；
[0017]圖4是本實用新型時間調(diào)整顯不屏電路原理圖。
[0018]圖中，1.單片機(jī)處理器，2.時鐘芯片，3.溫濕度傳感器，4.交通燈模塊，5.液晶時間顯示屏，6.按鍵模塊。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]以交通流量為例，由于天氣不同及時間段不同，同一個交叉路口的實際交通流量不同。本交通燈系統(tǒng)通過單片機(jī)控制，由計算機(jī)語言編程，通過溫濕度傳感器檢測當(dāng)前的溫度及濕度，同時進(jìn)行時間的計時。下雨時，檢測到濕度較大，可根據(jù)濕度值進(jìn)行交通紅綠燈時間的調(diào)整。同時，根據(jù)時間段，冬夏季日夜時間長度不同，可自動設(shè)置白天及晚上紅綠燈不同時間。系統(tǒng)包括單片機(jī)及最小系統(tǒng)，溫濕度傳感器，時鐘芯片及交通燈Led顯示部分。
[0021]如圖1所示，本實用新型包括單片機(jī)處理器1，單片機(jī)處理器I分別電路連接時鐘芯片2、溫濕度傳感器3交通燈模塊4、液晶時間顯示屏5和按鍵模塊6。
[0022]如圖2所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖，包括所述單片機(jī)處理器I芯片型號為AT89C51 ;所述時鐘芯片2型號為DS1302 ;所述溫濕度傳感器3芯片型號為SHTll ;如圖3所示為交通燈模塊4電路原理圖；如圖4所示為液晶時間顯示屏5電路原理圖,所述液晶時間顯示屏5芯片型號為LM016L，所述按鍵模塊6采用4與門電路芯片AND_4。
[0023]AT89C51芯片中:XTAL1管腳與晶振Xl的一端、電容Cl的一端連接在一起，XTAL2管腳與晶振Xl的另一端、電容C2的一端連接在一起，電容Cl和電容C2的另一端接地，RST管腳與電阻Rl的一端、電容C3的一端連接在一起，電阻Rl的另一端接地，電容C3的另一端連接外部VCC電源，EA管腳連接外部VCC電源，Pl.0管腳連接DS1302的I/O管腳，Pl.1管腳連接DS1302的SCLK管腳，Pl.2管腳連接DS1302的RST管腳，Pl.5管腳連接LM016L的RS管腳，Pl.6管腳連接LM016L的RW管腳，Pl.7管腳連接LM016L的E管腳，P0.0管腳連接RPl的管腳2，P0.1管腳連接RPl的管腳3，P0.2管腳連接RPl的管腳4，P0.3管腳連接RPl的管腳5，P0.4管腳連接RPl的管腳6，P0.5管腳連接RPl的管腳7，RPl的管腳I至管腳7分別與交通燈連接，P2.0管腳連接LM016L的DO管腳，P2.1管腳連接LM016L的Dl管腳，P2.2管腳連接LM016L的D2管腳，P2.3管腳連接LM016L的D3管腳，P2.4管腳連接LMO16L的D4管腳，P2.5管腳連接LMO16L的D5管腳，P2.6管腳連接LMO16L的D6管腳，P2.7管腳連接LM016L的D7管腳，P3.0管腳連接SHTll的SCK管腳，P3.1管腳連接SHTll的DATA管腳，P3.2管腳連接AND_4的輸入管腳，P3.4管腳、P3.5管腳、P3.6管腳、P3.7管腳分別連接AND_4的四個輸出管腳，AND_4的四個輸出管腳還分別連接開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3和開關(guān)K4的一端，開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3和開關(guān)K4的另一端接地，DS1302的VCC2管腳連接外部VCC電源、DS1302的VCCl管腳接地，DS1302的Xl管腳連接晶振X2的一端、晶振X2的另一端連接DS1302的X2管腳。
[0024]DS1302為時鐘芯片2，為單片機(jī)AT89C51提供時鐘依據(jù)。Kl、K2、K3、K4為時間設(shè)定按鈕，LDCl為液晶時間顯示屏5，供調(diào)整時間時觀測用。AT89C51為51系列單片機(jī)，是8位微處理器。SHTll為溫濕度傳感器3，可檢測當(dāng)前溫度，濕度，為單片機(jī)提供當(dāng)前環(huán)境參數(shù)，用于判定雨雪或冬夏季。Rpl為交通燈連接的上拉電阻模塊。通過單片機(jī)PO 口控制。為了便于快速測試運行效果，本實用新型可以調(diào)短指示燈切換時間，反復(fù)按下K1，選擇所調(diào)節(jié)的對象(年月日時分)。Kl為選擇，K2為加，K3為減，K4為確定。電容Cl為22pF，電容C2為22pF,電容C3為1uF，晶振Xl為12MHz,晶振X2為32768Hz,電阻Rl為10k。
[0025]AT89C51作為單片機(jī)處理器1，實物也可選擇STC89C51、STC89C52等系列芯片。DS1302為時鐘芯片2，為系統(tǒng)提供當(dāng)前時間。交通燈通過單片機(jī)的PO 口控制。SHTll為溫濕度傳感器3為系統(tǒng)提供當(dāng)前溫度及濕度值，通過單片機(jī)P3.0, P3.1 口連接。
[0026]AT89C51通過讀取SHTll檢測到的溫濕度值，判斷當(dāng)前天氣，當(dāng)濕度過大時可以判定為下雨，從而將紅綠燈間隔時間調(diào)整延長。同時，AT89C51通過設(shè)置及讀取DS1302時間，判定當(dāng)前是白天還是夜間，從而調(diào)整交通燈紅綠燈間隔時間。
[0027]本實用新型可解決:⑴不同時間段，如上下班高峰期(7:00-9:00,10:00-12:
00,16:00-18:00)，白天夜間交通流量不同。(2)天氣變化，出現(xiàn)雨雪天氣時，交通流量變化。這種情況，本實用新型可通過傳感器及時鐘裝置根據(jù)歷史交通流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，更詳細(xì)設(shè)置相應(yīng)狀態(tài)下的定時分配，在交通高峰期及雨雪天氣時自動調(diào)整交通時間分配，從而更好地解決交通控制問題。
[0028]本實用新型采用多時段控制方案采用科學(xué)的配時模型，通過實際的數(shù)據(jù)加以驗證內(nèi)置了多種運行模式，在啟動系統(tǒng)的時候就可以選擇實地所需要運行的模式。這要求啟動系統(tǒng)的警察要對所管轄的路口非常熟悉，當(dāng)然也可以在以后重新修改。系統(tǒng)正常使用以后，只需要時不時地重新校對一下時間即可因為我們的DS1302時鐘芯片2所產(chǎn)生的時間，在長時間運轉(zhuǎn)以后會出現(xiàn)一點誤差。
[0029]交通燈控制系統(tǒng)是依據(jù)時間運行的，所以時間參數(shù)尤其重要。當(dāng)程序開始運行的時候就由程序?qū)懭氘?dāng)前系統(tǒng)的時間根據(jù)時鐘芯片具有充電功能，它能不間斷地對系統(tǒng)供電，那么如果系統(tǒng)時間沒有誤差則可以不再設(shè)置時間。一般情況下我們需要“黃燈閃爍”功能在23:30至早晨5:30運行，舊間正常狀態(tài)”功能則是在5:30至23:30這一時間段內(nèi)，如果沒有其他模式運行情況下所執(zhí)行的模式，“上下班高峰期”功能則是在7:00至8 “30、
11:30至12:30,14:00至15:30,17:30至18:30這四個時段運行。檢測雨雪等天氣，進(jìn)入雨雪或季節(jié)交通時間配置，當(dāng)發(fā)生濕度大于90%時，判定為降雨天氣或冬季夏季，將交通分配時間進(jìn)行重新調(diào)整。
[0030]在中、小城市中可以使用多時段的方式來控制交通燈系統(tǒng)，不但解決了上述問題，還使得交通控制系統(tǒng)的有效性得到大幅度的提升，使交通系統(tǒng)靈活性好、成本低廉、使用簡單等優(yōu)點明顯，能夠有效地解決上下班高峰期車輛擁堵且排較長的車隊，能夠有效地解決在過了交通高峰期以后交通信號控制燈存在過長的無效信號問題，能夠明顯地提高車輛的通行率，更可以使得交通混亂現(xiàn)象得到改善。
[0031]本實用新型具有的功能有:
[0032]1.黃燈閃爍功能:中、小城市夜間車流量很少，一般不必長時間等待。如果不是在夜市繁華的地段，那么在23:30以后車輛都很少，這樣就可以利用黃閃功能一方面可提高十字路口的通行率，另一方面車輛不必長時間等待無法通過綠信號，最后還可以起到警示路人、司機(jī)注意觀察路況小心并減速通過’。當(dāng)然這樣的交通控制方式要注意不能使用在夜市繁華的路口，否則會適得其反了。
[0033]2.上下班高峰期功能:就如前面實地考查調(diào)研以后得到的結(jié)果，通常在中、小城市的上下班高峰時段也正是學(xué)生上學(xué)放學(xué)的高峰時段，這時交通的壓力會特別的大。在主要的交通通道和鄰近學(xué)校、工業(yè)區(qū)等的道路，都有大量車流和人流，此時的交通控制信號如果還是按平常狀態(tài)運行的話，會造成大量的車輛滯留，引起交通混亂和交通擁堵。在這些時段使用這樣的功能可以減少停車等待的時間和次數(shù)，有效地減小車輛的排隊長度，從而大幅度減小交通擁堵的可能性。其做法是將通行周期加長，使單位時間段內(nèi)的車輛通行量增加。
[0034]3.日間正常狀態(tài)運行功能:日間正常狀態(tài)即，白天除了交通高峰期和特殊情況下開啟全紅燈狀態(tài)以外的時間段。在這些時間段里中、小城市車流和人流量相對穩(wěn)定和平均，車流量如果沒有偶然事件發(fā)生則不會出現(xiàn)車輛擁擠的情況。這一種模式要求對東西、南北方向的車流量分成主路和支路交通燈因為一般情況而言兩個方向的車流量不會平均，經(jīng)常會看到某個方向上的車流量明顯要小。
[0035]4.雨雪天氣功能:在發(fā)生雨雪天氣時，交通流量通常會因為天氣原因出現(xiàn)變化，這時可根據(jù)溫濕度傳感器判斷當(dāng)前濕度值，在判定為雨雪天氣后，進(jìn)入雨雪天氣模式，將交通分配時間調(diào)整延長。
[0036]綜上所述，本實用新型優(yōu)點有對不同時間段，交通流量不同，采取上下班高峰、黃燈閃爍等功能模式運行；利用溫濕度傳感器，檢測判定當(dāng)前季節(jié)及天氣，調(diào)整交通燈時間分配。系統(tǒng)配置簡單，成本低廉，維護(hù)方便。
[0037]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施方式而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施方式所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈，其特征在于:包括單片機(jī)處理器(I)，單片機(jī)處理器(I)分別電路連接時鐘芯片(2)、溫濕度傳感器(3)交通燈模塊(4)、液晶時間顯示屏(5)和按鍵模塊(6)。
2.按照權(quán)利要求1所述一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈，其特征在于:所述單片機(jī)處理器(I)芯片型號為AT89C51 ;所述時鐘芯片(2)型號為DS1302 ;所述溫濕度傳感器(3)芯片型號為SHTll ;所述液晶時間顯示屏(5)芯片型號為LM016L ;所述按鍵模塊(6)采用4與門電路芯片AND_4。
3.按照權(quán)利要求2所述一種溫濕度感應(yīng)配時交通燈，其特征在于:所述AT89C51芯片中=XTALl管腳與晶振Xl的一端、電容Cl的一端連接在一起，XTAL2管腳與晶振Xl的另一端、電容C2的一端連接在一起，電容Cl和電容C2的另一端接地，RST管腳與電阻Rl的一端、電容C3的一端連接在一起，電阻Rl的另一端接地，電容C3的另一端連接外部VCC電源，EA管腳連接外部VCC電源，Pl.0管腳連接DS1302的I/O管腳，Pl.1管腳連接所述DS1302的SCLK管腳，Pl.2管腳連接DS1302的RST管腳，Pl.5管腳連接所述LM016L的RS管腳，Pl.6管腳連接LM016L的RW管腳，Pl.7管腳連接LM016L的E管腳，P0.0管腳連接RPl的管腳2，P0.1管腳連接RPl的管腳3，P0.2管腳連接RPl的管腳4，P0.3管腳連接RPl的管腳5，P0.4管腳連接RPl的管腳6，P0.5管腳連接RPl的管腳7，RPl的管腳I至管腳7分別與交通燈連接，P2.0管腳連接LM016L的DO管腳，P2.1管腳連接LM016L的Dl管腳，P2.2管腳連接LMO16L的D2管腳，P2.3管腳連接LMO16L的D3管腳，P2.4管腳連接LMO16L的D4管腳，P2.5管腳連接LMO16L的D5管腳，P2.6管腳連接LMO16L的D6管腳，P2.7管腳連接LM016L的D7管腳，P3.0管腳連接所述SHTll的SCK管腳，P3.1管腳連接SHTll的DATA管腳，P3.2管腳連接所述AND_4的輸入管腳，P3.4管腳、P3.5管腳、P3.6管腳、P3.7管腳分別連接AND_4的四個輸出管腳，AND_4的四個輸出管腳還分別連接開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3和開關(guān)K4的一端，開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3和開關(guān)K4的另一端接地，DS1302的VCC2管腳連接外部VCC電源、DS1302的VCCl管腳接地，DS1302的Xl管腳連接晶振X2的一端、晶振X2的另一端連接DS1302的X2管腳。
【文檔編號】G08G1/095GK203941619SQ201420364202
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】李德路, 張寶軍, 侯文寶, 劉志堅, 張剛, 陳宏振, 高喜玲, 蘇長滿, 徐紅梅, 相里梅琴, 謝歡, 高將, 王文杰, 夏如杰, 徐偉 申請人:江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院