摘要：介紹了一種基于單片機的區域交通信號控制系統設計方案，闡述了系統的工作原理及各主要模塊的軟硬件實現方法。系統能夠根據車流量信號動態地改變交通信號燈各狀態配時，并通過無線通信技術，有效地解決了特定區域內各路口信號機之間數據的傳輸，實現了區域交通信號的智能控制。該系統抗干擾能力強，可靠性高，使用非常方便。
關鍵詞：單片機；區域交通控制；nRF905；無線通信

由于目前各種公共汽車、私家車數量的與日俱增，給城市居民行車安全以及道路交通的指揮管理帶來很大壓力，城市的交通擁擠問題逐漸引起人們的注意，人、車、路三者關系協調，已成為交通管理部門所面臨重要問題。
交叉路口是城市道路網絡的基本節點，也是道路網絡交通流的瓶頸。目前，大部分無控制交叉口都存在高峰小時車流混亂、車速緩慢、延誤情況嚴重、事故多發、通行能力和服務水平低下等問題。特別是隨著城市車流量的快速增長，城市無控制道路交叉口的交通壓力越來越大。因此，做好交叉口信號控制系統設計是緩解交通阻塞、提高城市道路交叉口車輛通行效率的有效方法。
道路交通系統是一個具有隨機性、模糊性和不確定性的復雜系統，建立數學模型非常困難，有時甚至無法用現有的數學方法加以描述。對于這種高隨機性的系統，時間固定和簡單劃分時間段的方法都不能很靈活地控制交通燈，而且難以實現區域性協調控制，這使得城市車流的調節不能達到最優。目前絕大部分交通燈的時間分配都是預先設定好的，不管是車流高峰還是低谷，紅綠燈的時間都固定不變的；還有一些交通燈能根據簡單劃分的時間段來調整時間。雖然有許多前人研究出富有成效的成果，但是實際應用的畢竟是少數，交通擁堵狀況仍然形勢嚴峻。
文中設計了一個能對某特定區域內多個路口交通信號燈進行控制的系統，并采用無線通信技術連接各路口控制單元。

1 系統結構及工作原理
1．1 系統總體結構
區域交通控制是指路口不太多、各路口間距離不太遠的某個特定范圍內的幾個路口交通燈的聯合控制。在此，假定某區域內路口數量為3～5個，各個路口間距離為800 m左右。系統總體結構框圖如圖1所示，為了達到預期的設計目的，需要完成的任務主要包括車輛檢測接口、時鐘模塊、鍵盤和顯示模塊、繼電器及其接口、無線通信模塊以及與上位機通信的串行接口模塊的軟、硬件設計。

1．2 系統工作原理
區域交通信號控制系統管理模式就是集中管理和控制，充分利用現有通信和控制技術，按實際交通現狀先進行單個交叉路口控制，使系統能夠根據輸入車流量信號動態調節紅綠燈點亮時間，然后考慮主干線協調控制，通過無線通信共享區域內各個路口的車流量狀態，以實現多路口集中控制，最終實現區域性協調控制。

如圖2所示，各交叉路口均有一個控制單元，其作用有3個：1)采集道路狀態檢測系統提供的車流量信號；2)控制該路口交通燈的亮滅；3)通過無線傳輸模塊發送該路口車流量信號。另外，其中一個路口控制單元作為主機，用來接收其他各路口發送的車流量信號，并根據此信號決定各路口交通燈的控制策略，并由無線通信模塊發送給其他各路口控制單元。因此，整個系統采用多路口集中控制，通過無線通信連接主機和各路口從機，以實現所謂的區域性協調控制。