基于单片机智能交通灯的研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

当今，城市道路红绿灯的应用已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段，这一技术已经有相当长的发展历史了。

随着城市机动车量的不断增加，许多大城市出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和十字交通路口信号灯时间变化缺乏灵活性等，高速道路没有充分发挥出预期的作用，在一些紧急情况下，特殊车辆不能优先通行。而智能交通灯的出现及应用，可以使得主次干道，高峰等红绿灯的时间分配更加合理，可以允许紧急车辆优先通行，有效缓解交通压力，提高通行效率。与传统交通信号灯相比，智能交通信号灯有更强的控制能力，具有有效、准确、及时分配红绿灯时间的优点。

2. 课题关键问题和重难点

智能交通灯系统的关键点在于能否依据道路车流量变化情况以及特殊紧急情况灵活配置通行时间，从而可以有效地缓解十字交通路口拥挤现象。车流量的变化是不规律的，当遇到特殊紧急情况时，如若特殊车辆不能优先通行，造成的影响可能是巨大的，而且依靠人工去改变交通灯通行时间其通行效率也远不及单片机控制。所以本课题采用外部晶振时钟电路来改变和设定通行时间，51单片机虽然有内部振荡电路，但要形成时钟还必需要外接元件，外接晶振以及电容c1和c2构成了并联谐振电路接在放大器的反馈回路中，这样就能通过改变振荡频率的高低来实现车流量的变化，从而改变通行时间，及时有效地改变交通拥堵现象。

难点：

1.电路系统的稳定性，智能交通灯系统是否稳定与电路选取的元器件及设计方案有关，在选取前应该对元器件的规格进行筛选，选择最佳的规格，设计的方案也要验证其稳定性。

3. 国内外研究现状（文献综述）

一、国内外研究发展现状

目前交通路口的红绿灯基本都是固定时长控制,遇到复杂的路况时会引起交通拥堵^[1],人车冲突也日渐增多，这给人们生活和工作带来很大的不便。如果仅仅只靠单一模式的红绿灯指示已经无法应对道路交通拥堵问题,因此我们需要根据道路不同时间段的交通情况实现不同方案,以此来实现智能交通灯的有效疏通^[2]，智能交通灯的出现使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显的效果。

智能交通灯是智能交通领域的一个分支。智能交通系统简称its ( intelligent transport systems)，作为一个概念性名词出现于20世纪90年代，但其思想早在20世纪30年代已有萌芽,当时美国通用汽车公司和福特汽车公司倡导和推广过现代公路网的构想^[3]，而20世纪60年代出现的路径诱导、计算机交通控制系统等都可谓是its的雏形，不过其重要性并不是很明显，没有收到人们的足够重视。因此，近几年来世界各国竞相投资its研发和应用,智能交通灯的应用是解决智能交通控制的路径之一。

4. 研究方案

智能交通灯系统的设计工作主要有两大部分组成，分为硬件设计部分和软件设计部分。硬件设计是系统运行的基本载体，软件部分则是实现系统运行的关键所在，其中软件的设计决定了系统的功能逻辑，硬件等元器件的合理配置直接决定了系统功能的好坏，即硬件的设计是系统开发的基础也是最为关键的环节。

一、硬件设计

1.1硬件总体设计

5. 工作计划

2022-2022-1学期：第15-16周：完成选题，查阅相关中英文资料。第17周：与导师沟通进行课题总体规划。第18-19周：导师下发的毕业设计（论文）任务书，学生根据导师的要求进行外文翻译，列出开题报告大纲，进行开题报告的撰写。2022-2022-2学期：第1-2周：提交开题报告，并进行课题的需求分析。第3周：在导师的指导下进行课题详细设计。第4周：在导师指导下进行课题模块化设计并进行模块代码编写与调试。第5周：中期检查。第6周：根据中期检查的结果进行整改，并向导师汇报毕业设计进度。第7周：提交论文提纲给指导老师审阅，在指导老师审阅通过之后，按照提纲撰写毕业论文初稿。第8周：继续撰写毕业论文初稿。第9周：对撰写的毕业设计报告（论文）进行严格检查，在导师指导下，修改、完善毕业论文并打印装订成册。第10周：提交报告论文终稿及合格的论文检测报告、毕业设计（论文）资料装袋。第11周：审查论文检测报告、指导教师和评阅教师完成论文的评阅，根据评阅意见进一步优化论文。第12周：筹备毕业答辩相关事宜，制作参加毕业答辩的演示课件。第13-14周：参加毕业答辩，并提交全部文档和成果材料。