斑马线安全岛警示系统的设计毕业论文_自动化毕业设计

斑马线安全岛警示系统的设计毕业论文

2021-04-15更新

摘 要

在我国行人交通在城市交通系统的组成中扮演了一个重要角色,占据了我国城市交通的很大一部分,步行外出也逐渐成为了我国居民出行方式比例中很大的一部分,但是随着我国居民家里车辆的增加,城市中人车冲突的事件也越来越多同时也更加严重。在这种时候,我们就会需要一个合理有效的行人过街系统设施,这个系统能够帮助我们缓解当前的一些交通问题,比如车辆与行人在同一车道造成的交通堵塞等情况。为了达成我们所需要的现象,本次设计主要采用的是单片机组成的系统,外接一些能够帮助行人和过往车辆的电路,本次系统能够帮助车辆提前了解到安全岛的信息,减少车辆没有减速造成的车祸的情况。通过仿真我认为本次设计应该是达到了我所需要的现象,能够进行行人检测,显示时间,预警,照明等现象。

关键词:斑马线安全岛;行人安全;交通灯;二次过街

The design of the warning system of zebra crossing security island

ABSTRACT

Pedestrian traffic plays an important role in the composition of urban transportation system in China. It occupies a large part of urban traffic in China. Walking out has gradually become a large part of the proportion of residents in China. However, with the increase of vehicles in the homes of Chinese residents, the things of conflict between people and vehicles in the city has become more and more serious. At this point, we will need a reasonable and efficient pedestrian crossing system that can help us alleviate some of the current traffic problems, such as traffic jams caused by vehicles and pedestrians in the same lane. In order to achieve the phenomenon we need, this design mainly uses a single-chip system composed of circuits that can help pedestrians and passing vehicles. This system can help vehicles understand the information of the safety island in advance. Reduction in the number of vehicle accidents caused by non-deceleration. Through the simulation I think this design should achieve the phenomenon I need to be able to carry out pedestrian detection, display time, early warning, lighting and other phenomena.

Key words:Zebra crossing security island;Pedestrian safety;Traffic lights;Second crossing.

目 录

1 概论 1

1.1概述 1

1.2 研究背景 1

1.3 国内外研究概况 2

1.4 主要研究内容 3

2 设计方案 4

2.1 总体设计方案 4

2.2 行人检测模块 5

2.3 感光模块 5

2.4 显示模块和警示模块 6

2.5 时间调整模块 6

3 系统的组成 7

3.1 单片机 7

3.1.1单片机80C51 7

3.2 A/D转换器ADC0832 8

3.2.1 ADC0832介绍及特点 8

3.2.2 ADC0832引脚功能 8

3.3 时钟模块DS1302 9

3.3.1 DS1302介绍 9

3.3.2 DS1302引脚功能 10

3.4 显示屏lcd1602 10

3.4.1 lcd1602介绍 10

3.4.2 lcd1602引脚功能 11

3.5 行人检测模块传感器选择 12

3.5.1 热释电红外传感器 12

3.5.2超声波传感器 13

3.5.3 红外线对射管 14

3.5.4 压力传感器 14

3.5.5总结 15

3.6 感光模块器件比较 15

3.6.1 光敏二极管 15

3.6.2 光敏电阻 16

3.6.3 小结 17

4 系统的硬件电路设计 18

4.1 仿真电路总图 18

4.2 单片机最小系统 18

4.2.1 电源电路 19

4.2.2 时钟电路 19

4.2.3 复位电路 20

4.2.4 小结 21

4.3 行人检测电路 21

4.3.1 红外发射接收电路 21

4.3.2 仿真电路 22

4.3.3 警示电路 23

4.4 显示电路 24

4.4.1 lcd1602显示电路 24

4.4.2 时间调整模块 25

4.5 感光电路 25

5 软件流程 27

5.1 ADC0832流程图 27

5.2 DS1302流程图 28

5.3 lcd1602流程图 29

5.4 设计总体程序流程图 29

6 调试与问题 31

6.1 调试过程 31

6.2 设计电路遇到的问题 31

6.3 总结 32

结 论 33

致 谢 34

附录A 36

1 概论

1.1概述

在我国行人交通在城市交通系统的组成中扮演了一个重要角色,占据了我国城市交通的很大一部分,步行外出也逐渐成为了我国居民外出的一种潮流方式,尽管现在步行外出的人数在不断增加,但是我国的车辆并没有减少,随着人们目前的生活水平的提高,几乎每家每户都会拥有1-2辆车。车辆总数以及步行外出人数的增加导致了近几年两者的冲突没有减少反而在不断增加。因此我们需要设立一个合理的行人过街系统,能够减缓两者的矛盾,规范行人的行为,并在很大一部分程度上能够保证行人的人身安全。本文在结合了国内外研究后对行人过街设施进行了一定的优化,能够给行人提供照明,了解时间等方面的帮助,还能够对过往车辆起到一个预警功能。

1.2 研究背景

在我国行人交通是城市交通系统中一个非常重要的组成部分,占据了我国城市交通的很大一部分,并逐步成为我国居民出现的一种潮流。根据中国公路学会的《交通工程手册》统计,在居民人口大于两百万的城市中,居民采用步行外出所占的比列在城市总出行量的比例中大约占据了35%,居民人口在一百万到两百万的城市中大约占了40%,低于一百万人口的城市中大约占了45%。,尽管现在步行外出的人数在不断增加,但是我国的车辆并没有减少,随着人们目前的生活水平的提高,几乎每家每户都会拥有1-2辆车。步行外出以及骑非机动车人数的总数增加导致现在很多人会觉得非机动车道变得很拥挤,这也就使得部分骑电瓶车的行人走到机动车道致使机动车道变成了两者混合行驶的车道,有时还会出现电瓶车突然出现而机动车避让不及时出现的车祸,有些地方夜间的时候没有照明当行人从斑马线上走过时,过往车辆不能及时察觉到行人的存在也有可能出现车祸。这些情况都是由于目前的行人过街系统设施的不合理性导致的。因此我们需要设立一个在夜间能够给路人提供照明功能以及能够给过的车辆提供预警功能的行人过街设施。

1.3 国内外研究概况

国外的Lalani选择观察行人安全岛建造前后一年的事故发生率,并通过这种方法来进行分析设施的作用,最终分析得出这个设施的确有利于降低事故的发生率。

Knoblanch研究表明中央安全岛能够保护行人在过街时间内不能过街而在路中停留的安全,指出许多交通事故是由于行人发现不能在过街时间内安全过街而急于跑步过街造成的,结论说明中央安全岛保证了行人过街的机会,增加了行人过街的安全,使行人每次过街时只需要观察一个方向的车辆。

焦蕾稚对行人各种立体和平面过街设施进行了全面的总结,并且对在人行道这种最普遍的过街设施上,增设行人安全岛和安装行人信号灯这种措施进行了深入的研究,说明了行人安全岛的作用、相应的特点、适用的条件以及对行人和机动车安全性的影响。

国内的马万经等人通过研究机动车与行人的相对位置来分析行人二次过街系统,确定了安全岛有利于行人在过街时间上的减少以及对行人过街延误降低。

国内外目前安全岛的配套设施主要有以下四种:

一、警示牌。设立在路段的适当位置,能够被来往的车主所注意到,以此来提醒车主减速。

二、减速带。布置在道路中,由于布置了减速带导致此处凹凸不平使得车辆在通过时会出现颠簸,通过这种方法对车辆速度进行缓冲来达到减速的作用。

三、柱或者防撞墩。常见于道路的两侧以及中间分界线处,当夜间时车灯照射会反射以此来提醒车主。

四、黄闪灯。与防撞墩的原理类似,只不过黄闪灯能够主动的发出闪烁的灯光来提醒过往的车辆。

综上所述,国内外的学者们在行人二次过街方面可能每个人的研究方法和角度不尽相同,但是无论是理论还是实践方面,他们对于二次过街的研究都是我们值得去学习的。随着最近以人为本的规划设计思想取得规划设计工作者的共识,对以前以机动车为主的交通规划设计渐转移到以人为主大的慢行交通规划设计上,作为慢行交通一部分的人行过街也渐渐受到重视,我国对于二次过街系统已经开始着手去研究和实践,但是由于时间太短无论是想法还是实践上都有所不足,还缺乏定量分析,慢行交通的系统性也有待进一步加强。

1.4 主要研究内容

(1)按照系统功能实现要求,进行系统方案设计,完成硬件选型,搭建实物仿真系统,包括单片机主控制器模块、夜间行人检测模块、光感模块、LED显示模块等;

(2)斑马线安全岛警示系统软件开发,基于C语言进行智能行人检测、光照检测、夜间照明模块控制、警示牌控制等子程序编程开发;

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