基于PLC和ZigBee的交通灯无线监控系统设计.pdf

《基于PLC和ZigBee的交通灯无线监控系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第4卷第6期2012年11月南阳理工学院学报JOURNALOFNANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGYV01．4NO．6NOV．2012基于PLC和ZigBee的交通灯无线监控系统设计曹龙，陈跃东，郑娇(安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室安徽芜湖241000)摘要：针对目前城市中普遍存在的交通拥挤、车辆通行缓慢等问题，提出了PLC、ZigBee模块和GPRS模块相结合的交通灯无线监控系统。利用ZigBee从节点检测路口车辆的通行状况，利用ZigBee主节点将交通数据信息通过GPRS网络发送至监控中心，上位机采用MC

2、GS组态软件作为系统的监控平台，通过上位机界面可以实时反映十字路口的交通状况，实现路口的可视化，最大限度地减少十字路口的交通阻塞，具有较广阔的应用前景。关键词：交通灯；PLC；MCGS；zigBee；GPRs；无线监控0引言随着城市化进程的不断加快，城市车辆的不断增加，交通拥挤、道路阻塞、车辆通行缓慢等问题逐渐被人们所关注，利用先进的设备和技术提高交通控制系统的时效性具有重要的现实意义。本文设计了一种PLC、ZigBee模块和GPRS模块相结合的交通灯无线监控系统，上位机采用MCGS组态软件作为系统的监控平台，通过上位机界面可以实时反映十字路El

3、的车流量状况，实现路口的可视化，最大限度地减少交通堵塞。1系统的总体构架交通灯监控系统由PLC、ZigBee模块、GPRS模块、交通灯和上位机监控软件组成。每个交通十字路口有4个ZigBee节点控制器，分别分布于东南西北4个方向，其中东面路口为ZigBee主节点控制器，南面路口为ZigBee从节点控I监控中心制器1，西面路口为ZigBee从节点控制器2，北面路口为ZigBee从节点控制器3。4个ZigBee节点共同组成了该十字路口的ZigBee无线网络，实现了4个路口交通灯的无线通讯。分布于南面、西面和北面的3个ZigBee从节点控制器分别检测各

4、自路口车辆的通行状况，并将采集到的交通数据信息发送至位于东面路口的ZigBee主节点控制器，主节点控制器接受到数据信息再经过分析和处理后通过GPRS模块与GPRS网络连接，通过GPRS无线网络将数据信息发送至监控中心，实现上位机和十字路El的PLC控制器之间的通信。上位机监控中心使用MCGS组态软件作为系统监控平台，以此来实现对交通灯的远程无线监控⋯。系统工作原理图如图l所示。2系统硬件结构2．1主节点控制器如图2所示，主节点控制器主要由GPRS模块、PLC控制模块和ZigBee无线通讯模块组成。主节图1系统工作原理图III式琴斋羹爱写鬣‘zig

5、Bec9从节点3基金项目：安徽省自然科学基金(11040606M153)；芜湖市科技计划基金资助项目(芜科计字E2011]47号文，芜科计字[2012]95号文)；安徽高校省级自然科学研究项目(KJ2013A041)；国家级大学生刨新刨业训练计划项目(201210363010)作者简介：曹龙(1989一)，男，硕士生，主要研究方向：先进传感与检测技术。E-mail：291928025@qq．eom万方数据南阳理工学院学报第4卷点控制器通过ZigBee无线通讯模块与每个路口的从节点控制器连接，接收其余3个ZigBee从节点发送来的交通数据信息。通过

6、GPRS网络与监控中心连接，将分析处理后的数据信息经过GPRS无线网络发送至监控中心，以此来实现对交通灯的远程无线监控。图2主节点控制器PLC模块用来对交通灯进行控制，交通灯的控制包括交通灯的启动和暂停，以及红、黄、绿灯点亮时间的设定。通过一个启动按钮SBO来控制整个交通灯系统的启动和暂停。红、黄、绿灯点亮时间的设定可以通过改变定时器的定时时间来实现，通过各个定时器的交替触发来控制各个路口的红绿灯按照预先设定的时间顺序轮流点亮和熄灭。十字路口东西方向设有两个车道，分别为直行道和左转弯道，南北方向也设有直行道和左转弯两个车道，每个车道有3个交通信号

7、灯，分别为红灯、黄灯和绿灯，各个交通信号灯按照时间先后顺序点亮和熄灭，以规范十字路口的车辆行驶状态。系统工作时，首先南北方向的直行道和左转弯红灯点亮，东西方向的左转弯红灯点亮，同时东西方向的直行道绿灯点亮。该过程分为4路同时进行：第一路，东西方向直行道的绿灯先点亮30s，然后东西方向直行道的黄灯再点亮4s，最后东西方向直行道的红灯点亮102S。第二路，东西方向左转弯红灯先点亮34s，然后东西方向左转弯绿灯点亮30s，然后东西方向左转弯黄灯点亮4S，最后东西方向左转弯红灯点亮68s。第三路，南北方向左转弯红灯点亮68s，南北方向左转弯绿灯点亮30s

8、，南北方向左转弯黄灯点亮4s，最后南北方向左转弯红灯点亮34s。第四路，南北方向直行道红灯点亮102s，然后南北方向直行道绿灯点亮30s