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基于嵌入式系统的六相位信号机研究与设计
| 论文题名： | 基于嵌入式系统的六相位信号机研究与设计 |
| 关键词： | 交通控制;信号控制机;嵌入式系统;LPC2478处理器;μC/OS-Ⅱ操作系统 |
| 摘要： | 目前,我国城市的道路交叉口控制大都采用基于8／16位处理器的两相位、四相位信号机,这类信号机由于处理器处理能力较低,导致控制功能简单,方案单一,而且不能移植操作系统,难以实现复杂的多任务处理。为了克服这类信号机存在的功能较少、运算速度较慢、难以满足现实交通状况对信号机提出的更高要求的缺陷,根据国内道路交叉口实际交通情况对信号机提出的六相位控制、实现复杂控制方案和能根据实时交通路况进行感应控制的新需求,选用NXP公司的ARM芯片LPC2478作为处理器,以μC／OS-Ⅱ为操作系统,研发了一款六相位交通信号控制机。 首先通过对典型混合十字道路交叉口冲突点的分析,介绍了六相位解决方法并分析了多种控制方案,为信号机确定了感应控制、多时段定时控制、手动控制和黄闪控制4种信号控制方式,并给出了系统的总体设计；其次,根据功能需求,对信号机硬件及驱动层进行了详细设计,包括微处理器和存储器选择、信号灯驱动电路和绿冲突检测电路等功能模块电路设计,并为硬件层编写了软件的板级支持包；再次,根据ARM运行方式和指令集为硬件单板移植嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ,不仅增强了多任务处理的能力,保证了实时性,还有效地提高了软件的开发效率并降低了设计难度；最后,以模块化软件设计思想对上层任务进行了分析,给出了软件任务实现的详细流程,使用有限状态自动机模型对控制任务算法进行了研究,为之搭建消息驱动软件架构并给出具体实现。 对信号机任务软件进行了单元测试,同时给出了单元测试的过程和作用。在硬件系统实验板上进行了信号机功能测试,测试结果表明,所设计的信号机功能正确,运行稳定,可以满足当前大多数道路交叉口的交通需求。本设计不仅具有较高的实用价值,也为LPC2478和μC／OS-Ⅱ这套嵌入式平台在交通控制领域的应用做了一次成功的探索,具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 李陆彪 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 张卫钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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