基于MSP430交通灯控制系统的设计与实现开题报告

 2022-10-08 10:20:33

1. 研究目的与意义

随着现代城市的快速发展,交通出行的重要性已经日见凸显,机动车、非机动车,以及行人如何有序、快速的各行其道,已成为人们的迫切愿望。而交通灯则在人们的交通出行中,起着非常重要和不可或缺的作用。传统的交通灯控制,由于交通流量的不饱和性而显得较为简单,交通控制中需要考虑的因素也相对较少,实现起来比较容易。现代交通由于其高饱和性,和相对复杂的交通情况,在交通灯的控制方面也就变得比较复杂。基于此,本课题在控制方面拟选用相对功能较强,功耗较低的MSP430单片机作为核心部件。在完成单十字路口交通灯控制的基础上,为多十字路口交通灯控制,以及适当增加相应的辅助功能留下一定的扩展空间。通过本课题,可以了解交通灯的基本工作原理,同时加深自己对单片机的理解与应用。

2. 课题关键问题和重难点

1、系统构思难点

本课题为模拟真实交通灯而设计,且要考虑功耗因素,因此在硬件上的选择将会十分有限。如何利用极其有限的硬件条件,来最大化的模拟交通灯的运作,将是本课题的一个难点。

2、模块众多调试难度大

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3. 国内外研究现状(文献综述)

1、交通灯简介

城市交通矛盾的日益突出,已开始影响城市的发展,解决这个问题最行之有效的良方或许就是大力发展智能化交通。智能化交通管理体系在国外已经有了40多年的发展历史,是目前发达国家普遍采用的交通管理方式,这种方式是在发达的交通网络基础上,应用卫星定位系统,对所辖区域的交通流量实施有效控制,使有限的交通网络功能得到充分合理的利用,极大发挥城市的载体功能。智能交通系统将大大提高交通效率而节省大量的燃料和时间。除此之外,智能交通系统能够减少交通事故,减少因事故造成部分经济损失。在与世界发达国家机动车人均拥有量差距还很大的情况下,我国一些特大城市的交通拥堵已排在世界前列。城市交通系统是一种非线性的、时变的、滞后的大系统,以往的交通控制研究多是基于启发式的考虑,而不是基于控制理论的方法。近多年来,随着众多研究控制理论出身的学者的加盟,使得城市交通自动控制领域的研究出现了新的思路、新的方法。

静态多段配时控制 静态多段配时控制是利用历史数据实现的一种开环控制,其基本设计思想源于线性规划。它没有考虑交通需求的随机波动,没有考虑城市道路交通流的实时进化过程,其控制能力和抗干扰能力非常有限。但就城市某一区域而言,每日的交通状况毕竟表现出相当程度的重复性,车流的运动变化仍有一定的规律可循。因此研究静态多段配时控制,将其作为其他控制策略的参照系,或为它们提供初值系统还是很有意义的。这种方法简便易行,尤其适用于稳态交通环境,颇受交通工程人员欢迎。

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4. 研究方案

本课题针对城市十字路口的交通灯,设计了一套基于单片机的自动化交通灯控制系统,通过单片机编程实现对8段数码管,点阵屏,红绿灯变换的自动控制。 8段数码管负责倒计时,点阵屏负责指示通行方向,各模块之间分工明确,独立运行,但整体上又合成了一个完整的交通灯系统系统,具有可靠性强,功耗低的特点。我们需要多方案进行评价和选择,在这里以8位的51单片机和16位的msp430来进行考虑。

首先是51单片机,以下为系统框图

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5. 工作计划

第1周:接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;

第2周:阅读相关资料,理解有关内容,为课题做好前期准备;

第3周:翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;

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