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基于FPGA交通灯智能控制系统的设计与实现
| 论文题名： | 基于FPGA交通灯智能控制系统的设计与实现 |
| 关键词： | 城市交通;信号灯控制;实时配时;计算机技术 |
| 摘要： | 近年来，我国机动车保有量达2.7亿辆，其中汽车1.54亿辆，这些数据表明国内的生活水平不断提高，但是面对日益增长的机动车辆，国内大部分城市面临道路拥堵的问题，道路拥堵不仅造成城市环境的污染，而且会降低整个城市的运作效率。长此下去，将会严重制约我国经济的发展。由于造成交通拥堵的核心点就是路口信号灯的控制，则本文针对路口拥堵问题设计出一种能够对交通灯实时配时的控制系统，即能够根据路口的实际情况而调整绿灯通行时间，对解决城市拥堵问题有着重要的现实意义。 本文通过深入研究车流量检测技术、FPGA技术、以及模糊控制技术等相关技术并将这些技术有效的运用于控制系统，以便它能够根据路口的实时信息来确定下个周期相同相位的绿灯显示时间。本文从算法设计和模块控制两个方面出发来描述整个智能控制系统，其中，算法设计主要包含车流量检测算法与模糊控制算法。车流量检测算法采用的是背景差分法与帧间差分法相结合的新型检测法，该新型检测法能够实时监测出路口在一定时间内是否有通行的车辆，而模糊控制算法核心是推导出输入与输出一一对应关系表，即模糊控制表，最终得到下个周期的通行绿灯显示时间。模块控制部分分为一个顶层模块和五个子模块，子模块分别为：负责时钟分频的时钟模块、负责检测线上是否有通行车辆的车流量检测模块、负责帧图像信息缓存的 SDRAM乒乓缓冲模块、负责计算在一定时间内通行车辆总数的车流量统计模块以及负责控制路口信号灯显示状态的信号灯控制模块。本文设计的车流量检测算法在Matlab验证通过，主控芯片选用目前主流的FPGA控制芯片，即型号为EP2C35F484C7芯片，并且本文采用Quartus II开发平台和Modelsim10.1 SE仿真软件来分别对整个控制系统进行开发与仿真。测试结果表明，该控制系统能够稳定运行，且各项性能指标均符合预期要求。 |
| 作者： | 刘秀龙 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 巩华荣;胡修俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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