1. 研究目的与意义
研究背景
自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。
但是今年来我国经济发展，汽车保有量急剧上升。尤其是城市道路车流量的增加，对城市道路交通形成了巨大的压力。近年来智慧城市概念的提出与发展是的交通控制系统的智能化成为可能，智能化交通为城市道路拥挤提供可能解决思路，传统的交通灯控制系统虽然在一定程度上可以满足指挥路口交通的需要，但随着城市规模的不断扩大，原有的交通灯控制系统已经表现出明显的缺点，红绿灯时间相对固定，不能伴随车流量的改变而调整红绿灯的显示时间，同时也较少考虑特殊车辆的通行。且原有的信号灯系统在初次启动的第一个周期无法读取，交通信号灯会无法正常运作，出现这些状况，信号灯无法与交管中心进行通讯，容易导致交通瘫痪，出现交通事故。由于信号灯无法被灵活控制，在有特殊情况下无法及时变通，亦或是节假日，修路封路等情况，不能及时通过信号机来改变信号灯的时长。因此老式的交通灯存在了大量的不足之处。
2. 研究内容与预期目标
研究内容：
1.实现传统红绿灯系统包括传统工作信号机和倒计时控制机器。
2.实现遇到特殊车辆，能够使特殊车辆尽快通过路口，通过信号机使得信号灯系统更加灵活。在信号灯启动的第一个周期，避免无法正常运作的情况。
3. 研究方法与步骤
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查阅15篇以上与课题相关的文献。
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完成硬件系统分析，绘制硬件系统架构图。
主控模块：本系统选用的芯片是STM32芯片是基于ARM的32为的cortex-M3架构的微处理器，最高72hz的工作频率，信号机采用STM32作为主芯片，用以太网通信的方式实现与指挥中心的互动，具有优越的计算性能和中断响应系统。
电源模块：在设计中选用三端稳压芯片将220v电压变成7V-8V的交流低压。经过整流后稳定 5V直流电压。
红绿灯模块：在设计中使用发光二极管代替
时钟显示模块：
LED显示器有两中工作方式：静态显示方式和动态显示方式。静态显示的特点是每个数码管必须接一个8位锁存器用来锁存待显示的字型码。送入一次字型码显示自行一直保持，直到送入新字型码为止。动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。
使用数码管显示倒计时，STM32芯片有8个定时器，期中两个高级控制定时器，四个普通定时器和两个基本定时器。
时钟电路用于产生单片机工作时所必须的时钟控制信号。其内部电路在时钟信号控制下，严格地按时序执行指令进行工作。在执行指令时，CPU首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码，然后译码，并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定操作
车流量检测模板：使用热释 电红外传感器，热释电红外传感器安装于道路上方适当高度位 置 ，当有车辆通过时，传感器输出微弱信号送到检测放大电路 ，经放大整形后输 出脉冲信号 ，送人单片 机 ，由单片机进行计数，一个单片机可以处理两个车 道的传感器信号。
3.硬件选型
（1）选择信号机通讯方式
RS-485的通信速度高，抗干扰性强。接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。RS-422支持点对多的双向通信。
RS-232信号线少，传输距离远，RS-232总线规定了25条线，包含了两个信号通道，即第一通道（称为主通道）和第二通道（称为副通道）。利用RS- 232总线可以实现全双工通信。因此两者均可实现该设计。
（2）微波传感器的使用
微波传感器由发射天线发出的微波，遇到被测物体时将被吸收或反射，使功率发生变化。若利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波，并将它转换成电信号，再由测量电路处理，就实现了微波检测。微波传感器有极宽的频谱可供使用，时间常数小，反应速度快，十分有利于对交通情况的试试监控，以便于配合内置程式做出及时的反应。在设计中可以使用一个0-5V的模拟信号来代替微波传感器的输入信号。
（3）计时模块
由于面对家假日情况，可以用STM32芯片完成一个万年历的功能，从而对节假日等特殊日子的智能化处理。
4.构建硬件系统，并且根据硬件系统实现对软件系统的设计。
5.根据数据调整系统，最终完成预期目标 。
4. 参考文献
[1] Cristiano M.Silva, Andre L.L.Aquino.Smart Traffic Light for Low Traffic Conditions [J]. Mobile Networks andApplications, 2015,20:285-293.
[2] 范姝彤,李思思.智能交通灯控制系统优化[J]. 微处理机,2019,4:57-60.
[3] 史亚维，杨斌.智能交通灯自适应技术的研究与设计[J].电子世界, 2019,23,150-150. [4] 王灿，何淳.智能交通灯控制系统的设计和仿真[J].《重庆工商大学学报(自然科学版)》.2019,01:84-87 92.
5. 工作计划
（1）第01周（2022-2-24~2022-3-1），课题讲解和开题、熟悉相关规范、软硬件设计软件。
（2）第02～03周（2022-3-2~2022-3-15），文献检索、翻译相关英文文献，撰写开题报告。
（3）第04周（2022-3-16~2022-3-22），完成系统功能设计，器件选型。
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