1. 研究目的与意义
随着经济的发展，汽车数量急速增加，城市道路日渐拥挤，交通拥堵已成为一个急需解决的社会问题。传统的交通信号灯控制系统的设计通行时间机械固定，缺乏灵活性。这种设计的局限性决定了传统的交通信号灯控制系统无法适应当前城市交通道路的发展要求。针对道路拥堵，交叉路口经常拥堵的实际情况，要求设计出一种智能交通灯控制系统，能根据当前的车流量实时调控通行时间，减少拥堵情况。
本设计采用MCS-51系列单片机为主控制器，通过超声波传感器实时检测待通行的车流量以调控控制时间，减少道路堵塞。系统设计简单，操作方便，可实现自动控制，具有一定的智能性，有利于优化城市交通。此外，通过设计，有利于对单片机、超声波传感器等内容的实际应用有进一步的理解与掌握。
2. 国内外研究现状分析
国内：智能交通系统的研究和推进在我国还处于起步阶段，但ITS作为跨世纪经济增长点和交通系统建设必然选择的重要性已得到国家相关部门的高度重视。1998年1月交通部正式批复成立交通智能运输系统工程研究中心(ITSC)。为加强该中心在交通智能交通系统的开发及试验能力，投资1400万元建设交通智能运输系统中心试验室，将为今后国家制定道路交通运输的发展和政策提供科学依据，现已完成了交通智能运输系统发展战略研究。1998年2月，在国家科委的领导下，交通智能交通系统工程研究中心还与欧盟合作成立了中欧ITS信息服务中心(STICNISC/ITS)，并于同年7月正式向国际社会提供基于Internet的信息咨询和技术服务。
国外：韩国的智能交通系统示范工程选在光州市，该工程预计耗资100亿韩元(1250万美元)，选取了交通感应信号系统、公交车乘客信息系统、动态线路引导系统、自动化管理系统、即时播报系统、电子收费系统、停车预报系统、运行中测重系统、智能交通系统中心建立9项内容进行开发和检测智能交通系统技术和效益，并以此验证智能交通在韩国的适用性。香港早在1977年就在九龙设置了一套电脑化区域交通控制系统，现在全港约有320组交通灯由电脑控制，有利于车辆尽快通过交叉口的时间。公路上所有车辆都配有无线对讲机，随时向公司报告行车情况并接受公司的行车指示。
3. 研究的基本内容与计划
本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。以单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。模拟交通信号灯的交替变换；最大限度的提高交通的顺畅交替运行；系统硬件设计与实现；节省能源消耗。
设计方案：
（1）多时段（10个时段提供给用户修改，检查）。
4. 研究创新点
智能控制交通系统实现是目前研究的方向，也已经取得不少成果，但传统的定时交通灯控制仍然在一些地方广泛应用，那是车流量不大，而且交通道路相对好的地方，传统的定时交通灯控制还是起到了一定的作用。但随着社会的高速发展，城市化日益完善，车的数量必然增多，给交通的压力也增大，这时候，智能交通灯控制将会起到疏导交通，改善城市交通环境，推动城市化日益完善。智能交通灯控制系统软件设计上有三个个主要特点，第一方面是本设计采用模糊控制方法实现交通的控制，由于模糊控制不需要建立被控对象精确的数学模型，特别适用于随机的、复杂的城市交通控制，因此以多变少为例子，在通行时间方面设置多时段模式，根据车流量,合理分配了通行时间。第二方面，设计遥控功能，考虑交通高峰时段，警察可以根据实时路况进行合理的红绿灯时间调节，有效合理的解决高峰时段堵车严重的情况。第三方面，记忆时钟可以在短时间的停电内正常运行，不影响交通阻塞。实验测试结果证明用本系统PIC单片机能完成交通灯控制过程,有效地疏导交通,提高了交通路口的通行能力。
