基于ARM的六相位交通信号机设计!

随着城市化飞速发展，路面交通拥堵问题日益严重。作为缓解交通拥堵问题的重要手法之一，其核心操控器主要包含两类：一类是单片机操控器，这类操控器根据8/16位单片机，功能简略，操控方法单一;另一类选用工控机作操控器，功能强，但结构复杂且多冗余，成本高。相位操控方面，传统的信号机主要为两相位和四相位信号操控。两相位操控时，直行方向和左转方向一起放行，左转车辆与对向直行车辆形成冲突，极易造成交通事故;四相位操控时，将右转方向作为常通状况来对待，这显然忽视了没有过街天桥或地下通道的状况下行人安全通行的要求。

针对上述传统信号机的缺点，本文提出了一种根据ARM芯片LM3S8962的六相位交通信号机的体系操控计划及其软硬件规划方法。

六相位信号机操控计划

信号机的操控计划是相位设置、相序设置、信号配时的有序调集，是信号机运行的数据源，因而对信号机操控计划的研究反常重要。

平面交叉口六相位模型

本文对左转方向、右转方向别离加以考虑，将十字路口的信号相位分为6个相位，如图1所示。其间，相位1，3，4，6用于机动车，相位2，5用于机动车、非机动车和行人。从该模型中可以看出，仅1，4相位放行时发生两个分流点，其余各相位放行时不发生任何接触点，较之传统的两相位、四相位操控模型减少了交通接触点，因而，可以更有效地下降事故隐患。

操控形式与信号配时

本文选用对交通流时刻切割的方法，依照设定的通行相序为每一相位分配必定的通行时刻，在一次通行周期中，各个相位的通行目标均会得到一次通行权。考虑到未来交通操控体系的要求，一起兼顾传统信号机的操控方法，本文为信号机规划了多时段、定周期、手动、黄闪四种操控形式。

信号配时方面，为了保证各方向的通行目标可以安全地通过交叉口，每个方向的通行时刻不能少于15?s，而为了防止各方向通行目标等待时刻过长，信号周期时长不宜超过200?s。表1给出六相位信号机的一种信号配时计划，通行相序为相位1至相位6，黄闪时长3s。

由此得到信号周期时长为192?s，各方向信号灯时长如表2所示。实际操控中，应根据各相位车流量状况对各相通行时刻作适当调整。

体系硬件规划

硬件总体规划

信号机作为一个典型的嵌入式体系，其规划应以应用为中心，做到软硬件可裁剪。本文选用LM3S8962作为主控芯片，根据信号机的功能要求，并结合LM3S8962的芯片特性，规划的信号机体系硬件框图如图2所示。