CN206893095U - 一种人性化的校园交通灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人性化的校园交通灯系统，包括主控单片机、交通灯模块、倒计时显示模块、紧急按钮模块、校园铃声同步模块、晶振电路和复位电路；交通灯模块的输入端与主控单片机的输出端连接，倒计时显示模块的输入端与主控单片机的输出端连接，校园铃声同步模块的输出端与主控单片机的输入端连接，紧急按钮模块的输出端与主控单片机的输入端连接。与现有技术相比，本实用新型将学生作息时间融入常规交通灯的控制中，实现高峰期人和车的自然分流，闲时正常通行，紧急时按需通行的效果，且实施简单，功能完善，实用性强，具有较好的推广价值和应用前景。

Description

一种人性化的校园交通灯系统

技术领域

本实用新型属于电子信息领域，尤其涉及一种人性化的校园交通灯系统。

背景技术

随着社会发展，大学校园已经发展成了小社区模式，面积大，功能区域多，学校人流和车流日益增多。从而，校园交通灯的设置不可避免。但是，校园的本质是服务于学生和老师的，所以校园交通灯的设计需要更多的人性化因素。如何在校园高峰期的拥堵情况和非高峰期时的通行状况分别进行交通灯的设计是实现校园交通灯功能的基础。常规的交通灯设计对于校园交通灯设计方法不能很好地满足校园的个性化特点，因此，本实用新型将充分考虑校园的特点，给出一种新型的校园智能交通信号灯控制系统。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种人性化的校园交通灯系统，以校园的特点入手，将学生作息时间融入常规交通灯的控制中，实现高峰期人和车的自然分流，闲时正常通行，紧急时按需通行的效果。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种人性化的校园交通灯系统，包括主控单片机、交通灯模块、倒计时显示模块、紧急按钮模块、校园铃声同步模块、晶振电路和复位电路；所述交通灯模块的输入端与主控单片机的输出端连接，所述倒计时显示模块的输入端与主控单片机的输出端连接，所述校园铃声同步模块的输出端与主控单片机的输入端连接，所述紧急按钮模块的输出端与主控单片机的输入端连接。

在一个具体的实施方式中，所述主控单片机采用AT89C51单片机。

在一个具体的实施方式中，所述校园铃声同步模块采用T2555SD3万年历芯片，T2555SD3的I/O口与单片机的I/O口相连。

在一个具体的实施方式中，所述交通灯模块包括四组LED信号灯，每组信号灯包括红绿黄三个LED信号灯，每个信号灯通过一个上拉电阻上拉到电源，信号灯的下拉口接到单片机的I/O口，I/O口低电平时交通灯亮。

在一个具体的实施方式中，所述倒计时显示模块包括两组四个数码管组共八个数码管，数码管组1-4位选线接在单片机的P3.4-P3.7,数码管段选线A-DP接在单片机的P2口，I/O口高电平导通。

在一个具体的实施方式中，所述紧急按钮模块的紧急按钮通过一个上拉电阻，接到单片机的外部中断端口。

进一步地，所述系统还包括路口流量信号接收模块，所述路口流量信号接收模块的输出端与主控单片机的输入端连接。

在一个具体的实施方式中，所述路口流量信号接收模块采用MX232芯片，MX232的TXD接口接在单片机RXD端口，RXD接在单片机TXD端口。

工作原理：本实用新型设计了校园铃声同步模块，通过在校园铃声同步模块中进行与校园自动铃声系统时间同步的配置，可以将上下课的时间信号融入到交通灯的状态控制中，触发交通灯工作状态的改变，如闲时和高峰(上、下课时间段)状态的切换；通过紧急按钮触发紧急交通通行控制；并且可进一步通过路口流量信号接收模块接收外部交通流量监测系统的流量信号，以进行交通倒计时参数的调整。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型所提供的一种人性化的校园交通灯系统，以校园道路主要服务于学生为主的理念，将学生作息时间融入常规交通灯的设计中，保护学生人身安全，实现人和车的自然分流，将校园交通灯状态分为闲时、高峰和紧急三种状态，并提供流量控制接口，可通过结合路口人流量、车流量大小监测情况，根据学生的作息规律，统计学生的行走路线，不同时间区间学生人数的变化设计不同时段交通灯变化。本实用新型系统符合校园学生上下课特点，能够缓解交通压力，降低交通事故率，程序逻辑控制简单，操作方便，功能完善，实用性极强，是一个合理实用的方案。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统框架图。

图2是本实用新型实施例的电路图。

具体实施方法

下面进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本实用新型实施例公开的一种人性化的校园交通灯系统，包括主控单片机、交通灯模块、倒计时显示模块、紧急按钮模块、校园铃声同步模块、路口流量信号接收模块、晶振电路和复位电路；其中，交通灯模块的输入端与主控单片机的输出端连接，倒计时显示模块的输入端与主控单片机的输出端连接，校园铃声同步模块的输出端与主控单片机的输入端连接，路口流量信号接收模块的输出端与主控单片机的输入端连接，紧急按钮模块的输出端与主控单片机的输入端连接。

本实施例通过单片机嵌入软件程序来实现交通信号灯的多重控制方式，整个系统以AT89C51单片机为控制核心加以复位电路、晶振电路构成系统的控制枢纽，系统采用7段LED数码管倒计时显示，采用红、绿、黄三色LED灯作为信号指示灯。系统除了基本的交通灯控制、倒计时显示和交通参数存储功能外，主要增设了校园铃声同步、路口流量信号控制、紧急处理等功能，能够有效的处理校园特殊的交通状况。

如图2所示，主控单片机与晶振电路和复位电路构成最小单片机系统，交通灯模块包括四组LED信号灯，分为过街灯和车流灯两个方向灯组，相同方向灯组的控制信号相同，故接在同一引脚上，鉴于此，如图2每个方向灯组只表现了一组，每组信号灯包括红绿黄三个LED信号灯，交通灯D1-D3为一组过街红绿灯，D4-D6为一组车流红绿灯，红绿灯通过R3-R8每个为1k欧姆的上拉电阻上拉到电源，下拉口接到单片机P0.0-P0.6，P0.0-P0.6低电平时交通灯亮。

倒计时显示模块，由两组四个数码管组共八个数码管，每两个数码管显示一个方向通行的倒计时，与交通灯模块同理，相同方向的数码管倒计时相同，两组数码管组接在同一引脚上，如图2每个方向数码管只表现了一组，数码管组1-4位选线接在单片机P3.4-P3.7,数码管段选线A-DP接在单片机P2口，I/O口高电平导通。

外围电路主要为三个部分，紧急按钮模块，校园铃声同步模块，路口流量信号接收模块。紧急按钮通过一个上拉电阻，接到单片机外部中断0端口INTO(可通过软件设定选择IO口P3.2的第二功能外部中断)。校园铃声同步模块，采用T2555SD3万年历芯片，通过设定T2555SD3万年历芯片时间与校园铃声系统同步，将学生上课和下课的时间设定为报警时间，在设定的上下课时间到达时，T255SD3将报警时间信号传输给单片机，T2555SD3通过IO口接在P1.0,P1.1，单片机通过扫描接收信号，主控单片机通过程序产生内部中断1，切换闲时和高峰模式。路口流量信号接收模块用于接收外部流量监控系统的信号，以便进一步使得闲时或高峰模式下红绿灯的控制时间更好的适应不同的交通状况。通过MX232与路口监控录像系统或基于传感器的流量监测系统等的外部流量监控系统进行同步通信，传输路口行人，车辆流量大小，进而使单片机调整时间参数。MX232的TXD接口接在单片机RXD端口，RXD接在单片机TXD端口。

本实施例的交通灯系统包括三种工作模式：闲时模式、高峰模式和紧急模式，其中闲时模式有两种通行状态：

S1：当处于上课时段时，行人交通灯不显示，车辆交通灯使用绿色和黄色交通灯交替状态。利用黄色灯提醒车辆主动让行；道路无阻碍时车辆可一直通行。

S2：当处于下课时段时，根据车流量和学生人数预设行人交通灯和车辆交通灯时间，处于街道两侧的人不允许通过人行横道时允许街道车辆通行；处于街道两侧的人允许通过人行横道时不允许街道车辆通行。

高峰模式用在学生上、下午第一节课开始时间节点和最后一节课结束时间节点，交通灯设置和通行状态也分为两种：

S1：处于学生常规上、下课行走路线中的交通灯。根据学生的作息规律，统计学生第一节课上课前和最后一节课下课后的行走路线，处于行走路线中的交通灯根据不同时间区间内学生人数的变化，车辆交通灯的红灯时间设定随学生数量增加而增加，且在上课前或下课后的10分钟内一直处于红灯状态，以诱导校园车辆改变行驶路线，形成人和车的自然分流。

S2：不处于行走路线中的交通灯。根据车流量和学生人数预设车辆交通灯时间，处于街道两侧的人不允许通过人行横道时允许街道车辆通行；处于街道两侧的人允许通过人行横道时不允许街道车辆通行。

对于具体某一路口的交通灯的设定，可以结合路口人流量、车流量大小监测情况，学生的行走路线等因素进行合理设置，在接收到上课或下课的信号后触发模式切换。具体可通过单片机内部中断系统给主程序触发两种计数模式切换，具体实现步骤如下：

闲时模式：过街通行人员较少，车流量顺畅，车辆信号灯绿灯计数值较大，人行信号灯绿灯计数值较小，保障人员过街通行时间，道路无阻碍时可一直通行。当中断接收到模式切换中断信号时，进入高峰模式。

高峰模式：过街通行人员较多，车辆量拥堵，人行信号灯绿灯计数值较大，保障学生有条不紊的过街通行，车辆信号灯计数值调整数值，保障囤积的车辆通行处于行走路线中的交通灯。处于行走路线中的交通灯根据不同时间区间内学生人数的变化，使用车辆交通灯的红灯时间随学生数量增加而增加，且在上课前或下课后的10分钟内一直处于红灯状态，以诱导校园车辆改变行驶路线，形成人和车的自然分流。当中断接收到模式切换中断信号时，进入闲时模式。

紧急模式下的控制主要包括：

(1)信号灯在两种正常通行状态下，当主控单片机接收到外部中断信号发出的紧急状态信号时，将两种状态的计数器计时存储，控制路口交通灯全部切换到红灯，车辆和行人暂停通行；

(2)紧急状态解除后，主控单片机程序恢复到紧急状态前的信号灯时态，计数器继续计数。

本实用新型通过引入紧急按钮控制的外部中断，以及引入同步的上下课时间信号触发单片机内部中断，实现了不同模式的切换，实现了校园交通灯的分时段控制。通过两个不同优先级的中断实现优先级判定切换模块运行,程序逻辑控制简单，系统能够稳定高效运行，有效保护学生人身安全，实现人和车的自然分流。

Claims (8)

1.一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于，包括主控单片机、交通灯模块、倒计时显示模块、紧急按钮模块、校园铃声同步模块、晶振电路和复位电路；所述交通灯模块的输入端与主控单片机的输出端连接，所述倒计时显示模块的输入端与主控单片机的输出端连接，所述校园铃声同步模块的输出端与主控单片机的输入端连接，所述紧急按钮模块的输出端与主控单片机的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于，所述主控单片机采用AT89C51单片机。

3.根据权利要求1所述的一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于，所述校园铃声同步模块采用T2555SD3万年历芯片，T2555SD3的I/O口与单片机的I/O口相连。

4.根据权利要求1所述的一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于，所述交通灯模块包括四组LED信号灯，每组信号灯包括红绿黄三个LED信号灯，每个信号灯通过一个上拉电阻上拉到电源，信号灯的下拉口接到单片机的I/O口，I/O口低电平时交通灯亮。

5.根据权利要求1所述的一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于，所述倒计时显示模块包括两组四个数码管组共八个数码管，数码管组1-4位选线接在单片机的P3.4-P3.7,数码管段选线A-DP接在单片机的P2口，I/O口高电平导通。

6.根据权利要求1所述的一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于，所述紧急按钮模块的紧急按钮通过一个上拉电阻，接到单片机的外部中断端口。

7.根据权利要求1所述的一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于,还包括路口流量信号接收模块，所述路口流量信号接收模块的输出端与主控单片机的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的一种人性化的校园交通灯系统，其特征在于，所述路口流量信号接收模块采用MX232芯片，MX232的TXD接口接在单片机RXD端口，RXD接在单片机TXD端口。