交通信號燈控制系統的設計畢業設計說明書-資料下載頁

【導讀】本人所呈交的畢業論文（設計）是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示。電子版和紙質版。有權將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允。許論文（設計）進入學校圖書館被查閱。全部或部分內容。保密的論文（設計）在解密后適用本規定。家技術標準規范。燈、綠燈、黃燈、紅燈的持續時間分別是15S、30S、3S、48S。束后,控制器恢復原來狀態,繼續正常運行。傳統控制檢測日新月異更新。硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，加以完善。梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。本設計以單片機為核心部件的模擬交通燈，利用74LS244作為斷碼驅動器，

　　

【正文】 ,有幾個原因。 第一， LED 燈 ,能實現自我改善，少光降解。這個因素很重要，因為資本的安裝成本等信號模塊是相當高。這種改善 的想法來自 AlInGaP （鋁銦鎵磷酸鹽）燈。 在 LED 制造商長期提供更多數據為降解奠定了基礎，通過 LED 交通信號燈制造商給用戶機構提供擔保。第二，這種單元的設計的改善很重要，因為可以改善單元的能源利用效率，柱失效性和防潮性能。它們也有更高的功率因素，有時甚至有文檔補償電路。第三個方面是，雖然 AlInGaP LEDs 的價格高于舊的 AlGaS LEDs 燈， 但因為有效的設計，使得 LED 模塊價格的回落。這使得投資回收期短，這樣的投資更及具有吸引力。第四，非常重要的方面是，此設備或技術以它的實用性和有用性得以在州，縣和市的各公共機構的接受。 目 前說明書上統一的交通控制裝置 LED 信號沒有什么特別的要求。 在交通運輸工程師（資訊科技教育 研究所） 1995 年 12 月發表的臨時規范，一直沒有 被委員正 式 贊同 。 在幾個文件和地方的經驗 的 基礎上機構已 寫出 自己的規格，并開始安裝 LED 信號模塊其管轄范圍內，而許多已進行小規模試驗計劃。 雖然沒有機構已安裝了 7 年多來遇到的基地長期或問題結束生命的問題，甚至可以預料，人們已經注意到，其他各機構和制造商在外地。有兩個很重要的問題，遇到的信號不兼容負荷開關和 LED 模塊與現有的（沖突）顯示器。 這些器件的重要組成部分，所有的交通信號控制器所使用的所有機構。 其中許多設備都是 7到 10 年 ，并且不通常有替代，除非領域中遇到問題。 這提供了一個獨特的問題首腦會同 LED 交通信號。 不相容的信號監視器或負載開關可導致包括從信號故障元首閃爍完成黑出局。 雖然不是很常見的發生，這樣一個潛在問題并不少見， 使 部門和交通工程的后果可能嚴重。本文探討這些設備，分析了問題，并 提出 一些解決辦法。 它的目的還在于提出這個交通問題的意識中工程師考慮 LED 交通信號，或在那些已經安裝了誰在他們的管轄范圍。負荷開關和信號顯示 器及其功能： 負荷開關 設備，開關負載電流合適的指示或相紅色， 25 綠色或黃色。 每個負載開關由進入該領域的三個輸出負載灣的終端連接到一個領域。 這些負載開關允許低電壓信號由控制單元來控制大電流和電壓交貨的交通信號的負載。 該信號的負載產生的輸出電壓是通過測量信號 監視器。傳統的負載開關電路包含兩個可控硅 。 一個可控硅器件的觸發功能，而第二個可控硅是電力設備。 觸發 電流 和 保持電流 ，以確保兩個關鍵參數，必須滿足正確負荷開關運作。 第一個參數必須滿足觸發可控硅進入權力 導電狀態。 保持電流的參數必須滿足有足夠的電流流 通過電源可控硅保留一個完整的模式，它 在導電。 為了確保電力可控硅開關器件在整個溫度范圍內對導電模式中找到了交通信號應用，增加觸發 mA 電流約 100 需要。 此值越大在較高溫度下比目前在指定的最低 25 攝氏度 可控硅裝置通常溫度依賴性的特點 ： 在實踐中，目前只有部分的總負荷有助于觸發的權力可控硅。 為了可靠地觸發一個更高的負載的功率可控硅在實際負荷開關電路， 150 毫安的電流要求，以彌補內部寄生電流 。 這將確保至少 100 mA 的可控硅流經可控硅觸發到門的權力。一旦功率可控硅被觸發時，它攜帶的滿載電流 。 電源可控硅負載電流將保持導電只要是大于 100 毫安的電流。此值稱為 保持電流 。 未觸發可控硅電源設備 可能造成永久性損壞的觸發電路，而未能維持最低保持電流可以限制可用電源模塊的信號傳遞。 會議或 要 求沒有得到一個，問題與現有的白熾燈交通信號燈的地方要單位制定 3 至 10 倍的信號范圍更大的經營負載電流超過系統。信號監視器 設備，檢測和應對沖突或不當的信號在十字路口的跡象。 例如，它可以確保一個以綠色行字樣的綠色標志的東行通過不活躍，同時在一 個 十字路口。其他不正 確 包括重疊信號顯示綠色，黃色或紅色跡象。 信號監測是在有線領域并聯在負載端的信號塊。它測量的電壓信號加載跨越發展，以確定是否信號在 “ 開 ” 或 “ 關閉 ” 狀態。如果信號監視的感覺有一個積極的信號時階段時，不應該有，它就會放置到一個十字路口閃光緊急模式。現行國家電氣制造商協會（符合 NEMA） 170 型的標準和要求，限制最大斷態電壓為 15 Vrms 的。 不兼容問題： 如前所述，一個信號技術的主要屬性是低功耗的 LED 量，從而節省能源。 LED 交通信號設備，消耗首長相當少的功率相比，典型的白熾燈負荷。 此外， 由于內部設 計特點，目前 LED模塊高得多關閉狀態比白熾燈高功率阻抗（電阻）加載。目前的標準要求負荷開關操作 100 正確最低負載 mArms 的電流。 由此而帶出的問題，沒有在預期場。 LED 模塊不得制定必要的負載電流，在滿足觸發目前或負荷開關電流要 求舉行的。 這個問題是特別重要極低功率的 LED 較少單位的 15 瓦或。 這可能會導致不兼容在故障或負荷開關的永久性破壞。 如果不符合負荷開關 ，可能有以下 二 種 可能的故障模式： 1）負荷開關觸發電路可能出現過熱或成為永久損壞，如果負載電流不足以引發按住主電源可控硅 。 2）信號的頭可能會閃爍或不亮。 茂名 學院 專 科畢業 (設計 )論文： 交通信號燈控制系統的設計 26 如前所述，信號監測感應到電壓的不同階段確定是否是積極的信號指示。 從這個信號狀態，然后確定如果有一個沖突或不當的信號條件。 目前的行業標準指定最大斷態電壓 15 Vrms 的，最大負荷開關漏電流 mArms。 這意味著負載阻抗信號必須小于 2120 歐姆到限制斷態電壓小于 15 Vrms 的。否則，信號監視器可能錯誤觀念的積極把國家作為一個信號被研究。 這將迫使顯示器應對緊急模式放置到閃爍的十字路口。當信號的負載斷態電壓信號主要是要求監察兼容性，控制關閉狀態電壓衰減時間也很重要這些都要求都受到不同設 備的參數取決于其他內閣特征。 國家過渡到上到離自己狀態的發光二極管發生非常快。 但是，非國有負載電壓測量信號監測通常衰變 100 至 500 毫秒其最終價值的地方，根據信號的 LED 模塊設計，負荷開關漏電流值，信號監測阻抗。過度衰減時間可能會 導致顯示器顯示的積極意義是不活躍的信號并暫時重疊關于這一階段的下一個信號的顏色。 作為一個例子綠色終端電壓測量信號監測領域的一個可感知為活躍 500 毫秒，在這一階段過渡到綠色或黃色的。 這可能會迫使監視器來回應緊急模式的十字路口放置到閃爍。 采購規范 最新版本的資訊科技教育 暫行 VTCSH 第 2 部分：發光二極管汽車交通信號模塊 不充分解決這些問題。 它的第 要求的 LED 交通信號模塊是兼容現有負荷開關和信號監測。 然而，這項規定是無效的，因為沒有方法界定 “ 負荷開關和信號監測指數 ” ，或測試等兼容性。 一些工程師提出進行測試，看看現有的負載開關信號監測和外地的是信號與 LED元首妥善運作。這將是不切實際的，因為故障可能只出現最壞的情況下幾條件 不容易在實驗室中復制。 兼容性是一個問題，應該搶先在設計階段引入一個新產品，而不是給用戶機構方面遇到問題或糾正。在這種情況下，設計和測試解決方案可以適用于同時滿足負荷開關和信號監測的兼容性。 設計和測試解決方案： 很顯然，無論負荷開 關和信號監測指數可以解決的設計和模塊測試的 LED 信號。 如前所述，該配置文件的電流開關引入負載應得到的權力既可控硅觸發然后保存當前活動的舉行。 對于低功率 LED 信號模塊，一個配置文件的例子，一個電流如圖 1 所示。 在每個交線（通道 1）半周期，負載電流（通道 2）暫時超過 150 毫安，從而引發的權力 可控硅裝置。 在達到 150 毫安，當前應繼續保持高于 100 時間為 1 毫安跨度足夠長，以確保負載時電流有效值在這個跨度至少50％的總負荷的電流有效值 。 這將確保主要部分電源通過電源可控硅交付而不是通過低功耗觸發器 。 27 另一方面，也有人認為可能是一個負載開關要求激活最小負載電流的水平，如 100 mArms，通過該設備。 其含義的這樣的設計將是增加了模塊的功耗由一個大程度。 這將有違權力的意圖推動 LED 技術，即儲蓄。 它也將不能確保負載開關觸發正確，除非這當前是 mArms 高達 150。 因此，負載電流分布在圖 1 是更好 的 解決方案，即總功率消耗仍可以舉行一個較低的水平 ， 只影響總諧波失真（ THD） 。 電力或公用事業機構的勸阻引進一個大系統的現場設備的電源由總諧波失真，并且在許多情況下指定一個最低總諧波失真水平。 此最低有 至 之間變化取決于該機構。然而，隨著一介紹當前的配置文件類似于圖，這將是很難留住總諧波失真為 ，尤其是非常低功率的單位。 較低的功耗消費，從而電流消耗，更大的變形要實現當前的配置文件圖 1，因此，較多 的 THD 值。 據經驗發現模塊消耗 15 瓦或更高可以保留最多 總諧波失真，即使有這個設計更改。 較新的 LED 模塊有溫度補償當電路電流消耗的增加與溫度補償下降在強度水平。 相反，降低溫度與電流消耗減少 1。對于單位功耗小于 15 瓦的溫 度，特別是在當前非常低的地方畫小，引進這種設計的改變會影響更多的總諧波失真。 因此，為 總諧波失真最小單元，是這樣一個建議，而不是建議的 。至于權力或公用事業公司來說，模塊是不是個別的 THD 同樣重要的是電源的總影響。允許一個較高的最低總諧波失真低電源模塊將是可取的要求相比較低的最低 THD 和有只有高功率模塊。 例如，一個 15 瓦的總諧波失真 單位將可取用一個 模塊消耗 30 瓦的總諧波失真 。 僅是由于電流波形被扭曲，低功率的單位將有以下的影響比對系統電源高功率的單位。 凈好處是，通過放寬總諧波失真低功率模塊，總功率消耗可以減少。總諧波失真限制水平為 所有模塊將有限制的效果設計和制造的低功率單位負荷開關兼容。為了測試兼容性與信號監測，以下是建議。 一個 LED 信號模塊將在 135 伏交流電通電通過 歐姆的電阻。 這 供應電阻最大允許泄漏電流信號的模塊，模擬在關閉狀態在該領域的內閣。 A 開關是在有線這個電阻。 第二高歐姆的電阻（約 220,000 歐姆）連接各模塊的信號中立。 這小流量提供了一個中立的路徑將作為一個信號監測。 為了進行測試， 開關應關閉照明的 LED 模塊。 如圖 2 所示，當開關（頻道 1）打開， 2）兩端的電壓信號模塊（通道應被 Vrms 的不到 10 毫秒內100。如果開關不開行同步與交流，測試是一個重復次，以確保有足夠數量的測量時采取的開關開幕電壓峰值的交流線路。 在斷態電壓 100 衰減時間毫秒必須確保信號監測感應信號關閉 狀態之前回應重疊信號的跡象。 在 10 Vrms 的水平，需要為最高 LED 信號斷態電壓，信號小于最大的顯示器關閉狀態 15 Vrms 的門檻。 茂名 學院 專 科畢業 (設計 )論文： 交通信號燈控制系統的設計 28 實地經驗： LED 交通信號頭制造商和公共機構都已經非常了解現場設備不兼容的問題與他們的頭后的信號已安裝。 這是因為這些機構并沒有意識到問題的，并沒有事先進行充分的測試。 有這樣的情況下不兼容幾乎所有的 LED 制造商和幾個州，縣，市。 一些這樣的機構是薩克拉門托市，明尼蘇達州，西棕櫚灘縣，佛羅里達州，紐約州和新。 如明尼蘇達州的一些機構，發現了問題在他們的 試點方案，并討論了這一問題在隨后的規格。 有些機構已經解決了更高的交流問題，要求 1 安培，具有功耗不利影響增加。所涉機構不分享任何領域的失敗記錄的記錄，因此任何此類案件的詳細資料的數目不詳。 然而，在所有的情況下，各有關部門決定，直接針對這一問題必要的。 應當指出，許多 LED 信號模塊目前正在供應 已設計（或重新設計）設備的正常工作與現有的。 結論： 這兩種負載開關和信號監測是交通信號固有的一部分，所有裝置 大部分司法管轄區的設備是 7 到 10 年， 經受嚴酷的環境條件。極少數地區有資源測試和定期更換這些設備，并因此只有當問題出現場。 新的 LED 模塊正在使用的信號越來越多的機構在場，和機構已加載不兼容的問題和面臨的 LED 模塊開關和信號監測。 這種不兼容問題導致黑色的錢包，閃爍并觸發閃光模式。為了避免這個問題的妥善的 LED 模塊可方便地重新設計，以確保觸發和負荷開關的控股以及適當的電壓信號的檢測監視器。 這將要求放寬的 LED 模塊，從最低級的 至 ，以幫助購買非常低功率的單位，沒有任何電源系統的影響。這還需要一個控制電路斷態電壓。 簡單測試就可以執行一些樣本，以測試 LED 模塊加載兼容信號監測和開關。 一旦這些建議得到落實，各機構可以可靠地使用 LED 信號模塊和儲蓄受益于電力和維修費用不涉及現場設備故障。 注釋： 這個信號的臨時負責人對 LED規格有所修正后 NCHRP贊助信號強度聚焦 515人為因素研究的高峰流量）是在結束對中 1998