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隨著城市化進程和經濟發展,城市交通迅速增長,交通問題逐漸成為困擾大城市發展的通病,甚至成為國際性的問題,而十字路口是主要瓶頸。本文旨在探索最大限度地發揮道路通行能力,盡量減少交通堵塞,實現十字路口信號燈智能控制。基于Labview的智能交通燈模擬仿真系統,能夠實現紅、綠、黃三種顏色燈的交替點亮、車輛通行模擬以及實時監測交通燈狀態等功能。
1智能交通的總體結構
1.1實現功能Labview的交通燈智能控制系統,能夠實現紅、綠、黃三種顏色燈的交替點亮、車輛通行模擬以及實時監測交通燈狀態等功能。實現交通燈的倒計時功能,并且倒計時選用數碼管顯示。模擬小車在綠燈方向時能移動,過了路口停止,然后相反方向的小車開始動,過了路口停止。用十二盞燈指示路口的紅綠燈狀況,東紅,東黃,東綠;西紅,西黃,西綠;南紅,南黃,南綠;北紅,北黃,北綠,信號燈按一定規律循環點亮。東西方向紅燈時間、南北方向的紅燈時間和黃燈時間可以自行設定。東西綠燈的時候東西方向的車輛模擬通過,南北方向同樣,黃燈時間東西南北方向車輛均停止。
1.2控制要求按下運行按鈕后,南北綠燈與東西紅燈同時點亮。(時間可以自行設定)。南北綠燈亮n秒,接著黃燈閃爍,閃爍頻率為1s,閃爍3次后熄滅(黃燈閃爍時東西紅燈一直點亮);此后,變為東西綠燈亮,南北紅燈亮。東西綠燈亮n秒,接著黃燈閃爍,閃爍頻率為1s,閃爍3次后熄滅(黃燈閃爍時南北紅燈一直點亮);南北方向和東西方向均按照綠-黃-紅的順序循環,系統整體軟件流程圖如圖1所示;按下停止按鈕后,程序停止運行。
2智能交通燈在LabView軟件前面板中運行
東西方向紅燈時間、南北方向的紅燈時間和黃燈時間可以自行設定。東西綠燈的時東西方向的車輛模擬通過,南北綠燈時南北方向的車輛模擬通過,黃燈時間東西南北方向車輛均停止[2]。交通燈使用12個布爾顯示控件模擬,12個布爾顯示控件分為4組,每組3個捆綁為一個簇。道路車輛使用LabVIEW圖片顯示控件模擬,倒計時顯示部分同樣使用布爾顯示控件每7個顯示控件捆綁為一個簇方便程序中進行操作。
3智能交通燈在LabView軟件程序框圖中的控制
3.1主控制部分主控制部分的最外層使用While循環結構來實現系統的連續運行要求,內部使用一個四幀的平鋪式順序結構來實現交通燈四種狀態的循環轉換,包括交通燈的點亮熄滅,倒計時時間的設置,小車運行狀態標志的設置。
3.2行車控制部分行車控制部分使用“讀取PNG文件”控件讀取一個文件,然后使用“繪制平化像素圖”繪制圖片,最后使用LabVIEW控件顯示圖片到前面板,使用屬性節點改變小車的位置屬性。在行車控制主循環中檢測東西或者南北方向是否為綠燈,并且倒計時大于5秒,也就是大于小車通過路口所用的時間。如果以上條件滿足,小車啟動,開始通過路口;否則停止等待下一個綠燈。
3.3倒計時顯示部分倒計時使用多分支選擇結構來實現,通過引用倒計時變量的屬性節點值,可以得到當前倒計時的值,通過“格式化字符串寫入”控件轉化為字符串,分別截取字符串的個位,十位送給分支結構選擇、判斷、顯示。
3.4系統控制部分系統控制部分通過“停止”控件實現對vi的實時控制。如果通過改變While循環結束條件實現系統的停止運行的話,由于while的循環周期比較長,不能得到良好的實時性。系統紅燈黃燈時間的設定也是在系統控制部分設定的,其他部分可以通過屬性值節點訪問它。
3.5程序框圖設計總結整個程序框圖采用分模塊設計,而沒有采用子VI調用的方式,原因在于子VI調用適合于一個模塊需要以另一個模塊為基礎才能運行的情況。本文對于智能交通燈LabView的仿真與實現,各個功能具有明顯的獨立性,選擇了多個While循環并行執行的方式可以很好的保證各個模塊的獨立性。
4結論
本系統能夠實現綠、黃、紅三種顏色燈的交替點亮,車輛通行模擬以及實時監測交通燈狀態等功能。無需硬件電路的支持,整個后面板程序框圖采用分模塊設計,編程相對簡單,為實現交通智能控制提供了又一條新的途徑。
作者:張新英 王焱春 劉秀敏 劉豪飛 陶雪華 單位:中原工學院信息商務學院電氣工程系 鄭州市自來水投資控股有限公司