Trafik signalini boshqaruvchi: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Stsenariylar tez -tez uchrab turadi, bu erda gavjum ko'cha va yengil ko'cha kesishgan joylar bo'ylab harakatlanishni muvofiqlashtirish uchun svetoforning moslashuvchan ketma -ketligi talab qilinadi. Bunday holatlarda ketma -ketlikni har xil taymerlar va yon ko'chadagi tirbandlikni aniqlash signali yordamida boshqarish mumkin. Bu talablar an'anaviy usullar yordamida bajarilishi mumkin, masalan. alohida elektron komponentlar yoki mikrokontrollerlardan qurilish bloklari yordamida. Biroq, konfiguratsiya qilinadigan aralash signalli integral mikrosxemalar (CMIC) kontseptsiyasi dizayn moslashuvchanligi, arzonligi, ishlab chiqish vaqti va qulayligini hisobga olgan holda jozibali alternativani taqdim etadi. Ko'pgina mintaqalar va mamlakatlar svetoforlarni boshqarish uchun ko'p sonli parametrlarni o'z ichiga oladigan murakkab tarmoqlarga o'tmoqdalar. Biroq, ko'plab svetoforlar hali ham vaqtni boshqarishni ishlatishadi, masalan, elektromekanik signalni boshqarish moslamalari. Qo'llanmaning maqsadi-GreenPAK-ning asinxron holat mashinasi (ASM) yordamida vaqtni boshqaruvchi o'rnini bosuvchi yo'l signalini boshqarish moslamasini ishlab chiqish. Bu svetofor gavjum asosiy ko'cha va yengil ko'cha ko'chasi kesishmasidan o'tuvchi harakatni tartibga soladi. Nazoratchi asosiy va yon ko'chaga o'rnatilgan ikkita svetoforning ketma -ketligini nazorat qiladi. Yo'lda ko'chada harakatlanish mavjudligini aniqlaydigan sensorli signal, ikkita taymer bilan birgalikda, yo'l signallarining ketma -ketligini boshqaradigan boshqaruvchiga beriladi. Svetofor signallari ketma -ketligi talablarining bajarilishini ta'minlaydigan cheklangan davlat mashinasi (FSM) sxemasi ishlab chiqilgan. Nazoratchi mantig'i GreenPAK ™ SLG46537 konfiguratsiyali aralash signalli IC muloqot oynasi yordamida amalga oshiriladi.

Quyida GreenPAK chipining yo'l harakati signalini boshqarish moslamasini yaratish uchun qanday dasturlashtirilganligini tushunish uchun zarur bo'lgan qadamlarni tasvirlab berdik. Ammo, agar siz dasturlash natijasini olishni xohlasangiz, GreenPAK dasturini yuklab oling va tugallangan GreenPAK dizayn faylini ko'ring. GreenPAK Development Kit -ni kompyuteringizga ulang va yo'l signalini boshqarish moslamasi uchun maxsus IC yaratish uchun dasturni bosing.

1 -qadam: talablar

1 -rasmda ko'rsatilgandek, asosiy va yon ko'chadagi svetofor signallarining vaqt talablari ko'rsatilgan yo'l harakati stsenariysini ko'rib chiqing. Tizimda oltita holat bor va ular oldindan ma'lum sharoitlarga qarab bir holatdan ikkinchisiga o'tadi. Bu shartlar uchta taymerga asoslangan; uzun taymer TL = 25 s, qisqa taymer TS = 4 s va vaqtinchalik taymer Tt = 1 s. Bundan tashqari, yon trafikni aniqlash sensoridan raqamli kirish talab qilinadi. Har oltita tizim holati va holatning o'tishni boshqarish signallarining to'liq tavsifi quyida keltirilgan: Birinchi holatda asosiy signal yashil, yon signal esa qizil. Tizim uzoq vaqt (TL = 25 s) muddati tugagunga qadar yoki yon ko'chada transport vositasi bo'lmaguncha shu holatda qoladi. Vaqt tugashi bilan yon ko'chada transport vositasi bo'lsa, tizim ikkinchi holatga o'tadi. Ikkinchi holatda asosiy signal sariq rangga aylanadi, yon signal esa qisqa taymer davomida qizil bo'lib qoladi (TS = 4 s). 4 soniyadan so'ng tizim uchinchi holatga o'tadi. Uchinchi holatda asosiy signal qizil rangga o'tadi va yon signal qizil rangda vaqtinchalik taymer (Tt = 1 s) davomida qoladi. 1 soniyadan so'ng tizim to'rtinchi holatga o'tadi. To'rtinchi holatda asosiy signal qizil, yon signal esa yashil rangga aylanadi. Tizim uzoq vaqt (TL = 25 s) muddati tugagunga qadar shu holatda qoladi va yon ko'chada ba'zi transport vositalari mavjud. Vaqt tugashi bilan yoki yon ko'chada transport vositasi bo'lmasa, tizim beshinchi holatga o'tadi. Beshinchi holatda asosiy signal qizil, yon signal esa qisqa taymer davomida (TS = 4 s) sariq rangda bo'ladi. 4 soniyadan so'ng tizim oltinchi holatga o'tadi. Tizimning oltinchi va oxirgi holatida ham asosiy, ham yon signallar o'tuvchi taymer davri uchun qizil bo'ladi (Tt = 1 s). Shundan so'ng, tizim birinchi holatiga qaytadi va qaytadan boshlanadi. Uchinchi va oltinchi shtatlar bufer holatini ta'minlaydi, bu erda ham (asosiy va yon) signallar qisqa vaqt davomida qizil bo'lib qoladi. 3 va 6 -holatlar o'xshash va keraksiz bo'lib tuyulishi mumkin, ammo bu taklif qilingan sxemani amalga oshirishning soddaligiga imkon beradi.

2 -qadam: Amalga oshirish sxemasi

Tizimning to'liq blok -diagrammasi 2 -rasmda ko'rsatilgan. Bu rasmda tizimning umumiy tuzilishi, vazifasi ko'rsatilgan va barcha kerakli kirish va chiqishlar ro'yxati keltirilgan. Taklif qilinayotgan svetoforni boshqaruvchi cheklangan holat mashinasi (FSM) kontseptsiyasi asosida qurilgan. Yuqorida tavsiflangan vaqt talablari 3 -rasmda tasvirlangan oltita holatli FSMga tarjima qilingan.

Yuqorida ko'rsatilgan holat o'zgarishi o'zgaruvchilari quyidagilardir: Vs-Avtomobil yon ko'chada mavjud

TL - 25 soniya taymeri (uzoq taymer) yoqilgan

TS - 4 s taymer (qisqa taymer) yoqilgan

Tt - 1 soniya taymer (vaqtinchalik taymer) yoqilgan

FSMni amalga oshirish uchun Dialog GreenPAK CMIC SLG46537 tanlangan. Bu juda ko'p qirrali qurilma juda kichik, past quvvatli yagona integral mikrosxemada aralash signalli funktsiyalarni ishlab chiqishga imkon beradi. Bundan tashqari, ICda foydalanuvchi 8 ta holatga ega bo'lgan davlat mashinalarini yaratishga ruxsat berish uchun mo'ljallangan ASM macrocell mavjud. Foydalanuvchi bir holatdan ikkinchisiga o'tishni keltirib chiqaradigan holatlar sonini, holatlarning o'tishini va kirish signallarini aniqlash uchun moslashuvchanlikka ega.

3 -qadam: GreenPAK yordamida amalga oshirish

Trafikni boshqarish uchun ishlab chiqilgan FSM SLG46537 GreenPAK yordamida amalga oshiriladi. GreenPak Designer -da sxema 4 -rasmda ko'rsatilgandek amalga oshiriladi.

PIN3 va PIN4 raqamli kirish pinlari sifatida tuzilgan; PIN3 yon ko'chadagi avtomobil sensori kirishiga ulangan va PIN4 tizimni tiklash uchun ishlatiladi. PIN -kodlar 5, 6, 7, 14, 15 va 16 chiqish pinlari sifatida tuzilgan. PIN -kodlar 5, 6 va 7 mos ravishda yon signalning qizil, sariq va yashil chiroqlar haydovchilariga uzatiladi. PIN-kodlar 14, 15 va 16 mos ravishda asosiy signalning yashil, sariq va qizil chiroqlar haydovchilariga uzatiladi. Bu sxemaning kirish -chiqish konfiguratsiyasini yakunlaydi. Sxemaning markazida ASM bloki yotadi. Vaziyat o'zgarishini tartibga soluvchi ASM blokining kirishlari uchta hisoblagich/kechiktirish bloki (TS, TL va TT) va yon avtomobil sensori kirishi yordamida kombinatorial mantiqdan olinadi. Kombinatorlik mantig'i LUTlarga qaytariladigan davlat ma'lumotlari yordamida yanada malakali bo'ladi. Birinchi, ikkinchi, to'rtinchi va beshinchi holatlarning davlat ma'lumotlari ASM blokining B0 va B1 chiqishlari kombinatsiyasi yordamida olinadi. Birinchi, ikkinchi, to'rtinchi va beshinchi holatlarga mos keladigan B0 va B1 kombinatsiyalari (B0 = 0, B1 = 0), (B0 = 1, B1 = 0), (B0 = 1, B1 = 1) va (B0) = 0, B1 = 1). 3 -chi va 6 -chi shtatlar holati to'g'risidagi ma'lumotlar to'g'ridan -to'g'ri AND operatori yordamida asosiy qizil va yon qizil signallarga olinadi. Bu holatlar haqidagi ma'lumotlarni kombinatorial mantiqqa etkazib berish, faqat tegishli taymerlarni ishga tushirilishini ta'minlaydi. ASM blokining boshqa chiqishlari asosiy svetoforlarga (asosiy qizil, asosiy sariq va asosiy yashil) va svetoforlarga (yon qizil, yon sariq va yashil yashil) tayinlangan.

ASM blokining konfiguratsiyasi 5 -rasmda va 6 -rasmda ko'rsatilgan. 5 -rasmda ko'rsatilgan holatlar 3 -rasmda ko'rsatilgan birinchi, ikkinchi, uchinchi, to'rtinchi, beshinchi va oltinchi holatlarga mos keladi. blok 6 -rasmda ko'rsatilgan.

TL, TS va TT taymerlari mos ravishda CNT1/DLY1, CNT2/DLY2 va CNT3/DLY3 hisoblagich/kechiktirish bloklari yordamida amalga oshiriladi. Bu uch blokning hammasi kechikish rejimida konfiguratsiya qilingan, bu esa chekkaning aniqlanishini oshiradi. 3 -rasmda ko'rsatilgandek, birinchi va to'rtinchi holatlar TLni, ikkinchi va beshinchi holatlar TSni, uchinchi va oltinchi holatlar kombinatsion mantiq yordamida TT ni ishga tushiradi. Kechiktirish taymerlari ishga tushirilganda, konfiguratsiya qilingan kechikish muddati tugaguncha ularning chiqishlari 0 bo'lib qoladi. Shu tarzda TL ', TS' va TT '

signallar to'g'ridan -to'g'ri CNT1/DLY1, CNT2/DLY2 va CNT3/DLY3 bloklarining chiqishlaridan olinadi. TS to'g'ridan -to'g'ri ikkinchi va beshinchi holatlarning o'tish kiritishiga, TT esa uchinchi va oltinchi holatlarning o'tish kirishlariga uzatiladi. Boshqa tomondan, TL kombinatsion logik bloklarga (LUT) o'tkaziladi, ular TL 'Vs va TL'+ VS signallarini beradi, ular mos ravishda birinchi va 4 -chi holatlarning o'tish kirishlariga uzatiladi. Bu GreenPAK dizayneridan foydalangan holda FSMni amalga oshirishni yakunlaydi.

4 -qadam: Natijalar

Sinov maqsadida dizayn SLG46537 yordamida GreenPAK Universal Development Board -da taqlid qilinadi. Svetofor signallari (5, 6, 7, 14, 15 va 16 raqamli chiqish pinlariga tenglashtirilgan) FSM xatti -harakatini vizual kuzatish uchun GreenPAK ishlab chiqish kengashida allaqachon mavjud bo'lgan LEDlarni yoqish uchun ishlatiladi. Ishlab chiqilgan sxemaning dinamik xatti -harakatlarini to'liq o'rganish uchun biz SLG46537 bilan bog'lanish uchun Arduino UNO taxtasidan foydalandik. Arduino platasi tizimdan svetofor signallarini olganda, avtomobilni aniqlash sensori kirishini va tizimni qayta tiklash signallarini beradi. Arduino taxtasi tizimning vaqtincha ishlashini yozib olish va grafik tarzda ko'rsatish uchun ko'p kanalli mantiq analizatori sifatida ishlatiladi. Tizimning umumiy xatti -harakatlarini aks ettiruvchi ikkita stsenariy ishlab chiqilgan va sinovdan o'tgan. 7 -rasmda ba'zi transport vositalari har doim yon ko'chada bo'lganda, sxemaning birinchi stsenariysi ko'rsatilgan. Qayta tiklash signali tasdiqlanganda, tizim birinchi holatda faqat asosiy yashil va yon qizil signallari yonadi va boshqa signallarning hammasi o'chadi. Yon transport vositasi har doim mavjud bo'lganligi sababli, ikkinchi holatga o'tish 25 soniyadan so'ng asosiy sariq va yon qizil signallarni yoqish bilan sodir bo'ladi. To'rt soniyadan so'ng ASM uchinchi holatga o'tadi, bu erda asosiy qizil va yon qizil signallar 1 soniya yonib turadi. Keyin tizim asosiy qizil va yon yashil signallari yoqilgan holda to'rtinchi holatga o'tadi. Yon transport vositalari doimo mavjud bo'lganligi sababli, keyingi o'tish 25 soniyadan so'ng ASMni beshinchi holatga o'tkazadi. Beshinchi holatdan oltinchi holatga o'tish 4 soniyadan keyin sodir bo'ladi, chunki TS muddati tugaydi. ASM birinchi holatga qaytgunga qadar tizim 1 soniya davomida oltinchi holatda qoladi.

8 -rasmda, ssenariyning ikkinchi ssenariydagi harakati ko'rsatilgan, bunda bir nechta yonma -yon transport vositalari svetoforda. Tizimning xatti -harakatlari rejalashtirilganidek ishlaydi. Tizim birinchi holatda faqat asosiy yashil va yon qizil signallari yonadi va boshqa signallarning hammasi 25 soniyadan keyin o'chadi, chunki keyingi o'tish paytida yonma -yon avtomobil mavjud. Asosiy sariq va yon qizil signallar ikkinchi holatda yoqiladi. 4 soniyadan so'ng ASM asosiy qizil va yon qizil signallari yoqilgan holda uchinchi holatga o'tadi. Tizim uchinchi holatda 1 soniya qoladi, so'ngra asosiy qizil va yon tomoni yashil bo'lib turganda to'rtinchi holatga o'tadi. Avtomobil sensori kirishining pasayishi bilan (barcha yonma -yon mashinalar o'tib ketganda), tizim asosiy qizil va yon sariq yoqilgan beshinchi holatga o'tadi. Beshinchi holatda to'rt soniya turgandan so'ng, tizim oltinchi holatga o'tadi va asosiy va yon signallarni qizil rangga aylantiradi. ASM birinchi holatga qaytgunga qadar bu signallar 1 soniya qizil bo'lib qoladi. Haqiqiy stsenariylar to'g'ri tasvirlangan ikkita tasvirlangan senariylarning kombinatsiyasiga asoslangan bo'ladi.

Xulosa: Ushbu ilovada, gavjum bo'lgan asosiy ko'cha va yengil ko'cha kesishgan kesishgan joydan o'tadigan trafikni boshqaradigan yo'l boshqaruvchisi Dialog GreenPAK SLG46537 yordamida amalga oshirildi. Sxema yo'l signallari ketma -ketligi talablarining bajarilishini ta'minlaydigan ASMga asoslangan. Dizaynning xatti -harakatlari bir nechta LED va Arduino UNO mikrokontrolderi tomonidan tasdiqlangan. Natijalar dizayn maqsadlariga erishilganligini tasdiqladi. Dialog mahsulotidan foydalanishning asosiy afzalligi - aynan shu tizimni yaratish uchun alohida elektron komponentlar va mikrokontrollerga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etish. Ko'chadan o'tmoqchi bo'lgan piyodalar o'tishi uchun tugmachadan kirish signalini qo'shib, mavjud dizaynni uzaytirish mumkin. Birinchi holat o'zgarishini boshlash uchun signalni yon eshik kirish sensori signallari bilan birga OR eshigiga o'tkazish mumkin. Biroq, piyodaning xavfsizligini ta'minlash uchun endi to'rtinchi holatda bo'lish uchun qo'shimcha vaqt talab qilinadi. Buni boshqa taymer bloki yordamida osonlikcha bajarish mumkin. Yo'l ko'chasidagi svetoforning yashil va qizil signallari endi yon ko'chadagi piyodalar signallariga ham berilishi mumkin.