基于can现场总线的智能交通控制系统

基于CAN总线的智能交通控制系统第页1科技学院课程名称：集散控制系统与现场总线报告名称：基于CAN现场总线的智能交通控制系统专业名称：电子信息工程班级学号：XX820XXXX学生姓名：XXX2013年5月4日基于CAN总线的智能交通控制系统第页2摘要交通事业蓬勃发展交通流量年年增长大、中、小城市的汽车、摩托车等各种车辆与日俱增道路交通繁忙经常有严重堵车现象特别是在交叉口机动车、非机动车、行人来往非常混乱为了在叉口的各条干道实现合理的科学分流。本人根据单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点提出了一种用利用计算机网络基于can现场总线的自动控制交通信号灯及时间显示的方法，同时给出了软硬件的实现方法来为交通指挥自动化提供了一种新的廉价手段，具有一定的推广意义。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时也介绍了城市交通信息系统的设计目标,开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库,同时,论述了系统中交通现状、交通管理、交通规划及背景信息查询模块的建造及应用。介绍了用于城市交叉路口的三色程控交通信号时间显示器的研制方案和对其电源供电、发光二极管构成的负载结构、灯色时间检测都给出了精巧合理的优化结构大幅度地提高了产品可靠性并降低了制造成本。关键词：计算机网络、can现场总线、单片机基于CAN总线的智能交通控制系统第页3引言随着经济的发展交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重造成的经济损失越来越大并一直保持大比例的增长。现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通中管理引入计算机网络结合单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失同时也减小了工作人员的劳动强度。中国车辆数量不断增加交通管制的工作量越来越大利用计算机代替人进行高效交通管理是必然的发展趋势而让计算机控制的交通灯拥有类似人类的感知智能具有很强的现实意义比如通过摄像机让交通灯控制系统获得视觉感知功能就可以代替人类的眼睛使系统根据所“看到”交通情况自适应改变管制策略提高了交通管理的自动化水平使得交通更高效、更顺畅。基于CAN总线的智能交通控制系统第页4第一章系统网络体系框架系统采用三级分布式系统结构，如图1。为了提高整个路网通行能力，设计系统控制流程为交叉路口信号控制一区域协调信号控制(即区域控制系统)--路网信号协调控制(即中央管理系统)。也就是说，强化路口战术控制，强化区域／中心战略控制。路口控制系统可通过增加相应区域控制板及专用通信机等设备升级为区域控制系统，一个区域控制系统可控制1～16个交叉口，中央管理系统则可根据实际需求配置多个区域控制系统。图1交通信号智能系统组成框图中央管理系统区域控制系统区域控制系统路口控制系统路口控制系统路口控制系统路口控制系统路口控制系统路口控制系统基于CAN总线的智能交通控制系统第页5第二章硬件设计2.1硬件整体控制设计如图1，中央控制系统由一台或几台性能优异的计算机控制区域控制系统，而区域控制系统也由一台或几台性能优异的计算机控制路口控制系统，路口控制系统则由单片机为中央系统的执行单元，其中包括交通系统控制和监控系统以及以太网通讯系统。图2中央控制计算机基于CAN总线的智能交通控制系统第页6图3监控系统图4红绿灯交通显示及控制基于CAN总线的智能交通控制系统第页7第三章硬件组成计算机若干如图2摄像头若干以太网通讯系统红绿灯显示和倒计时显示以单片机组成的计算控制系统图580C51芯片引脚排列图基于CAN总线的智能交通控制系统第页8第四章单片机小系统下的交通控制电路图以51单片机为小系统的交通控制系统包含，红绿灯显示系统和倒计时系统，都通过LED灯显示，从而实现交通管理及控制。图651单片机交通控制系统基于CAN总线的智能交通控制系统第页9第五章计算机网络智能化下的交通控制原理5.1控制智能化体现和传统的交通控制不同，我的控制理论加入了计算机网络和远程监控系统取代传统的交通的现场控制从而实现交通有序控制的同时又可以实现远程控制及整区域的交通观测。5.2系统智能化体现传统的系统就是单一的以单片机为中心的交通红绿灯显示和倒计时的控制系统。而智能化下的系统则不然。确切的说，本系统有三个独立而又可以实现单一中央系统控制的系统。其中，计算机网络远程控制是中央控制系统，可以控制所有系统，再者是监控系统以及以单片机为首的红绿灯显示系统和倒计时系统。再计算机不控制的情况下，三系统独立有序的运行，一旦中央系统启动则其他两大系统将射到控制。5.3中央系统的等级化中央控制系统如图1分为中央管理系统，区域管理系统和路口控制系统，他们执行命令的顺序是中央区域路口，总之中央管理是老大，等级绝对严格执行。基于CAN总线的智能交通控制系统第页105.4智能化下的效率和安全性在平常，三系统独立工作，而在交通拥挤的条件下中央管理系统可以在监控系统监控画面下通过以太网发布命令，从而单片机的交通指挥系统将调整指挥方式，。使得交通更加流畅并且不用交警到达现场就能实现交通的排查，又能使交通在第一时刻得到缓解，从而提高效率节省资源。而三系统的独立也可以使交通安全有效以致单一控制系统不影响别的系统。基于CAN总线的智能交通控制系统第页11第六章参考文献[1].张迎新．单片微型计算机原理、应用及接口技术.北京：国防工业出版社,2004[2].王福瑞等．单片微机测控系统设计大全．北京：北京航空航天大学出版社,2002[3].夏红等．PID参数自整定方法综述[J]．浙江科技学院学报,2003,12(4)：236～240[4].赵艳．DCS中PID参数整定技巧[J]．氯缄工业，2005，6(6)：43-45[5].姚磊等．一种改进的PID参数整定方法[J]．空军雷达学院学报，2001，6(2基于CAN总线的智能交通控制系统第页12第七章心得体会通过对现场总线的概念认识，现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。让我知道了在我们身边有很多现场总线的应用，比如小区的呼叫系统，现场的监控系统，交通控制系统。。。。。。。同时也有很多地方迫切需要现场总线的应用。在如今的现场总线的发展中，课堂上老师提出了现场总线通过普通以太网实现远程控制的设想，因为网络不能实时性而未能实现，但我认为，虽然基于以太网的现场总线不能大规模的普及，而在有些对时间不那么敏感的工业生产还是可以应用的，比如补水系统，供电系统。。。。。。只要像我设计的智能交通系统一样，使远程控制下兼容小系统独立运行，设置双重或多重执行标准，就能使整个系统安全有效的进行。