电气毕业设计

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1、引言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在英国伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师师德.哈特设计，制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红绿两色的提灯—煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯，也是世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被

2、取消。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮，表示“停止”，绿灯亮，表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆接近后红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交

3、通事故。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电气公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一声冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到了在红绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红黄绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海英租界。从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯

4、在科学化，自动化上不断地更新，发展和完善。对于现代社会来说，随着社会的不断发展，人口数量不断增加，随之而来的便是汽车数量的增加。因此若要保证交通安全，交通规则必不可少，交通的重要性也与日俱增。因此研究一个智能化、人性化的交通灯是不可或缺的。1系统的总体设计描述本设计是一种基于模糊控制理论的微机控制交通路口调度系统。根据十字路口红绿灯交替变换的特点，本系统的硬件电路要分为三大部分；凌阳单片机最小系统的外围电路、车流量检测电路以及时间和红绿灯的显示电路。为了达到对红绿灯的时间的控制，需要对道路上的车流量进行检测。当前比较流行的车流量检测器件就是一种自感式的车辆传感器。它的工作原理是

5、当车辆经过传感器时，引起其自感的变化。考虑到毕业设计的资金和金钱问题，本系统采用一种手动的操作方式，即车流量的检测电路用拨断开关代替。一般情况下，设在十字路口或多干道上的岔路口上的红绿灯是为了调整路口的交通秩序。其基本作用是：红灯亮表示车辆、行人禁止通行，绿灯亮表示车辆、行人可以通过。绿灯转换成红灯前几秒，可用黄灯来暗示行人或驾驶员即将禁止通行。该系统的时间显示倒计时的方式，另外还加上了人行横道的通行灯显示如图1-1所示。东西灯：绿黄红绿黄红南北灯：红绿黄红绿黄东西行人：红绿红绿南北行人：绿红绿红图1-1灯的状态变化此外，十字路口东西、南北任意通道上加上光敏二极管检测是否有车辆

6、闯红灯。当有车闯红灯时，光敏二极管将被遮住。将这一信号传到单片机。根据以上介绍，得系统硬件框图如图1-2所示图1-2系统的硬件框图2十字路口模糊控制器的设计2.1模糊控制系统的结构模糊控制能避开对象的数学模型。可以说模糊控制器是一种语言变量的控制器。模糊控制系统的示意图如图2-1所示，图中，虚线框中为模糊控制器。其中，x为系统设定值，y为系统输出值，他们都是清晰量。和也是清晰量，E和U是模糊量。模糊控制器的输入是系统的偏差量e，在计算机控制系统中它具有确定值数字量。经过模糊化处理，用模糊语言E来描述偏差，若以T(E)记做E的语言集合，则有T(E)=（NB,NM,NS,ZE,PS

7、,PM,PB）上式表示将E分为7段，其中：NB负大（negativebig）NM负中（negativemiddle）NS负小（negativesmall）ZE零（zero）PS正小（positivesmall）PM正中（positivemiddle）PB正大（positivebig）图2-1模糊控制系统结构（1）模糊化模糊化是将模糊控制器输入量的确定值转换为相应模糊语言变量值的过程，此相应的语言变量值均由对应的隶属度来定义。（2）模糊推理模糊推理包括三部分：大前提、小前提和结论。大前提是多个