1. 研究目的与意义
1.1研究背景
近年来，随着社会经济的持续发展，我国人民生活水平的不断提高，越来越多的个人及家庭都拥有了自己的私家车，再加上其他各类运输车辆，目前我国的机动车数已达到 2 亿余量。交通密度的持续提高，城市的交通问题越来越严重，不仅给城市带来了无尽的拥堵以及严重的环境污染，而且将导致全社会的运转效率降低。城市交通车流量大幅度增长，给交通带来巨大压力。长此下去，将会严重制约我国经济的发展。交通运输对经济迅速发展的制约作用不同程度地存在于各个国家和地区，怎样解决交通拥挤和堵塞现象就成了各国政府较为棘手的难题之一。城市交通系统是用于城市交通数据监测、交通信号控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中很重要的组成部分。
当汽车刚一出现的时候，道路上的交通流量不大，这时候的交通信号灯使用“固定配时”的方式来实行自动控制。很显然，这时运用固定配时是能够起到指挥车辆的作用的。但是随着汽车工业的不断发展，急剧增加的交通流量致使汽车在行驶过程中的随机性增强，这时候，原来那种固定配时的方式已不能满足当前的需要。在考虑到分时段车辆的通过数量是不同的这样一种情况，先前的那种单一控制方案就不能很好地满足现在的需要。因此，各国的研发部门都在开发一种新的基于多时段方案的信号控制器。此系统一经研发成功很快取代了先前的模式。随着系统研发的进 一步加深，为了避免多个路口之间因缺乏协调而对来往车流造成的频繁停车，就在多时段多方案的基础上，充分考虑到几个相邻交叉路口的统一情况，把五个相邻的交叉路口作为一个统一的整体来研究。
2. 研究内容和预期目标
| 2.1主要研究内容： 1.设计并实现FPGA数字电路最小系统； 2.采用verilog语言实现交通灯控制时序逻辑功能综合与仿真； 3.基于ALERA开发平台，提供交通灯控制功能测试。 2.2预期目标： 根据对某一路口不同时间段的车流量统计，制定得出不同模式，来控制交通灯应分配的红绿灯时间。交叉路口的红绿灯依次按照东西南北四个方向轮流通行，同一时间只有一个方向通行，同一方向上前行、左转 、右转可以同时通行。 1.正常模式：交通情况正常，南北方向车流量相当，处于同时繁忙或不繁忙状态，此时交通灯按照正常预设时序工作。 2.南北方向优先模式：南北方向道路交通处于繁忙时刻，而东西方向处于不繁忙状态，此时南北方向交通灯将进入优先模式，通过适当延长通行时间来保证车流量大的方向通行，适当减少东西方向的通行时间。 3.东西方向优先模式：与南北方向优先模式相反，适当延长东西方向车流量通行时间，减少南北方向同行时间。 4.紧急模式：如有消防车、救护车、工程救险车执行紧急任务时，南北方向车辆都应避让，限制车辆通行。
|
3. 研究的方法与步骤
3.1拟采用的方法：
采用verilog 硬件描述语言对交通信号各种控制模式进行分模块设计，并在quartusⅡ集成开发平台上进行编译、仿真。基于fpga 的交通信号控制系统的逻辑控制模块由分频模块、状态控制模块、倒计时显示模块组成，并在fpga芯片内部通过verilog语言来实现每个模块的功能。分频模块将系统的高频基准信号转换成合适的激励信号，来驱动计时模块和控制模块工作。主控模块控制各个红绿灯按照一定的顺序进行亮灭及灯亮的时间，译码显示电路用来实现地址译码和结果译码，并将倒计时间显示在七段数码管上。对不同模式设置合理的信号周期和绿信比，从而根据车流量情况合理进行控制交通灯，以免发生拥堵。
4. 参考文献
[1]高瑜.基于fpga的交通信号灯的智能控制系统[d].河北工业大学,2012
[2] 王世隆.基于fpga的嵌入式交通信号控制机设计[d].哈尔滨工业大学,2013
[3]唐敏.基于fpga的智能交通控制器的建模与仿真[j].大连职业技术学院，2017
5. 计划与进度安排
（1）2月25日~3月10日：收集资料，熟悉基本知识，掌握毕设基本设计原理。
（2）3月11日~3月20日：把握整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。
（3）3月21日~4月30日：巩固设计方法，开展各个功能模块具体设计，完成毕设
