楼主详细说说要求我帮你。
我有..............
以下3篇供参考：【题名】：基于RTOS的智能交通灯设计方法【摘要】：介绍一种基于车流量变化动态调节时间的智能交通灯的设计方法；在进行流量统计的同时，对违章情况进行监测；根据模糊算法分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节。分析其中存在的多种任务，用传统的前后台编程方法实现难度较大，使用实时操作系统可简化程序设计，并使程序具有良好的可读性、可维护性和可移植性。介绍车流量检测的原理与绿灯时间分配方案。【题名】：虚拟电子技术在交通灯设计电路中的应用【摘要】：本文通过EWB进行仿真交通灯设计．把电子技术的理论和应用有机地结合了起来．为学生和有关电子技术应用者深入掌握电子基本理论及基本应用过程；为开拓他们的应用思维，增强他们对电路的感性认识作了很好尝试，为培养电子技术应用型人才开发了广阔的平台。【题名】：基于Verilog HDL语言的带左转复杂交通灯设计【摘要】：本设计选用了目前应用较为广泛的Verilog HDL硬件描述语言，实现对路口交通灯系统的控制器的硬件电路描述。这种硬件电路描述在Altera公司的EDA软件平台MAX＋PLUSⅡ环境下通过了编译，仿真，并下载到CPLD器件上进行编程制作，实现了交通灯系统的控制过程。
车流量监测 红外技术
交通信号灯模拟控制系统设计
基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文
交通灯有两种，给机动车看的叫机动车灯，通常指由红、黄、绿（绿为蓝绿）三种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯。给行人看的叫人行横道灯，通常指由红、绿（绿为蓝绿）二种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯，红灯停，绿灯行。下面是我为你带来的 基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文，欢迎阅读。
摘要：针对现实中越来越严重的城市交通拥堵现象，文章介绍了一种十字路口交通信号灯智能控制系统。该系统实现了正常时段交通信号灯的轮换，解决了十字路口车辆的正常行驶；并可通过外部中断或手动设置解决一些紧急事件或由于某方向车道车流量不均衡所造成的十字路口交通资源浪费或堵塞问题。通过在Proteus 仿真平台中运行，系统具有较强的可靠性。
关键词：Proteus；智能交通灯；仿真实验
随着现代化社会经济的快速发展，城市车辆大幅度增加，交通拥挤、道路阻塞、车辆通行缓慢等问题受到了人们极大的关注，特别是早晚交通高峰时的十字路口，因此智能交通控制就显得尤为重要。传统的交通灯控制，是根据一定时间段的各车道车流量的调查而分配出的相对合理的固定周期换灯的控制方式，不管是车流高峰还是低谷；也有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优，经常出现通行时间与车流量不相适应的'情况，特别是特定时间的十字路口，会出现某一方向车辆早已通行完，而另一方向车辆排队等绿灯的情况[1]。本文介绍的是一种采用8086 CPU和8259中断控制器配以7段数码管设计实现的十字路口智能交通灯控制系统，其能根据实时车流量对路口的绿灯时间进行动态调节，大大加强了其灵活性和实时性，并通过Proteus仿真软件平台实现了仿真。
一、总体设计方案
本文以十字路口单行车辆通行为研究对象，东南西北四个方向对应路口都设绿、红、黄三色圆灯信号（东西为一向，南北为一向），正常工作状态见表1，具体控制思想如下：（1）车辆流量的采集；（2）分析计算停止车辆排队长度，计算车流量比值，以1为基值判断双方车流量大小；（3）车辆输出量确认，根据各个方向车辆排队长度给定每个路口的红、绿灯时间值；（4）根据比值，增减另一方向车辆红、绿灯时长；（5）以3秒钟为单位，最大变化不超过18秒；（6）检测采用每周期循环一次，从而实现对整个信号灯的智能控制。
按照此思想，系统主要包括6个模块，如图1所示。以8086 CPU为主控制器，控制其他模块协调工作。其中信号灯模块显示各车道的通行情况；数码管倒计时模块显示信号灯燃亮时间；闯红灯报警模块实时监测车辆违规行为；紧急通行模块用于处理非正常通行，以外部中断方式控制[2]；时间手动设置模块以通过键盘进行手动设置，增加人为的可控性，用于在紧急状态下，通过设置所有灯变为红灯以避免自动故障和意外发生。
二、Proteus仿真设计
仿真平台简介。Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的多功能EDA软件，其由ISIS原理图编辑与仿真软件包和ARES布线编辑软件包组成，是目前世界上唯一将电路仿真、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。Proteus SP3以上的版本中增加了对8086 CPU及相关接口芯片的仿真功能。另外，Proteus还提供有示波器、逻辑分析仪、信号发生器、交直流电压/电流表、数字图案发生器、定时器/计数器、逻辑探头、虚拟终端等很多虚拟仪器，是一个全开放性的仿真实验平台，相当于一个设备齐全的综合性实验室。本文介绍所使用的为Proteus 软件。Proteus本身未提供8086编译器，而是通过添加外部代码编译器，将编写好的源程序加入工程，编译并生成可执行程序。本文介绍的采用EMU8086提供的编译环境进行程序的编写和汇编。EMU8086是一可在Windows环境下运行的8086 CPU汇编真软件，其集成了文本编辑器、编译器、反编译器、真调试、虚拟设备和驱动器为一体。Proteus仅支持8086最小模式，8086模型可直接加载BIN、COM和EXE格式的文件到内部RAM中，不需要DOS，而且允许对Microsoft（Codeview）和Borland格式中包含了调试通过的程序可以进行源程序或反汇编后的调试，因此源码汇编和链接过程的参数相当重要[3]。
2.信号灯电路设计。信号灯组由红、黄、绿三色灯组成，4组共12盏灯，其亮灭及闪烁方式与十字路口的红、黄、绿灯同步，由8255A芯片的A口通过方式0控制6个开关量（12盏灯）；七段数码管采用共阴极接法，由8255A芯片的B口通过方式0输出控制，其中低四位控制个位显示，高四位控制十位显示。8259中断控制器的IR0接8253的OUT2，实现对于紧急情况的外部中断处理。譬如控制红绿信号灯，实现相应车道通行、另一车道禁行，同时熄灭所有的数码管；或者遇有某方向路段忙时，信号灯的燃亮时间可根据车流量情况设置时间。
3.软件设计。程序主要包括“jjsj”和“zcsj”两个子程序。系统正常运行都在执行“zcsj”子程序，初始化十字路口的交通信号灯状态及燃亮时间，启动8253定时器数码管开始倒计时。在倒计时期间，当遇有某方向车辆特别多或遇忙等其他紧急情况时，通过外部中断请求执行“jjsj”子程序模块。绿灯倒计时完毕后，转换黄色信号灯，持续到规定时间后，东西和南北方向路口信号灯互换，如此一直循环运行[4]。程序设计流程如图2所示。
三、Proteus仿真实现
初始化。从图3所示的硬件原理图得知，8255A芯片的片选端连接在74HC154译码器的输出端，74HC154的4个引脚D、C、B、A分别与锁存器74LS273输出的A12、A11、A10、A9相连，当A12、A11、A10、A9=0001时8255A有效，所以8255A的4个端口地址分别为0200H、0202H、0204H、0206H；初始化方式选择控制字为89H（A、B口方式0输出，C口方式0输入）。
2.实际问题处理。①定时时间的动态调整。定时时间设计为倒计时，用两位七段数码管显示，倒计时小于等于5秒时黄灯每秒亮和灭切换一次，倒计时显示0秒时两个方向的红色灯和绿色灯切换。定时时间可以通过软件设计实现动态调整。方法为：将8253A计数器0工作在方式2，CLK0接2MHZ的时钟频率，设一计数初值（假设为2000），OUT0接CLK1，8253计数器1工作在方式0，设一计数初值（假设为500），则OUT1的输出频率为：2MHZ/2000/500=2HZ脉冲，相应周期为秒。根据实际路况，通过改变计数初值可调整倒计时间。②时间差异。Proteus中利用8253A表示的时间和真实时间有差异，设定的时间比实际时间要长很多。所以，在仿真实验中为了看到与实际相符的交通灯变化，本应是秒的时间需在源程序中将延时时间设置为秒，这样运行起来更贴近实际[5，6]。
3.仿真效果。如图4所示为东西路口绿灯燃亮，南北路口红灯燃亮倒计时运行在18秒时的仿真结果图。
本系统以8086 CPU为核心，程序调试阶段采用EMU86进行在线编程及修改，设计的交通灯可控制十字路口的车辆及行人的交通管理，采用3个7段数码管，可以直观地显示红绿灯的开放和关闭时间。实际交通中的每个路口不完全一样，所以交通灯显示也没有固定规则，通常会根据具体情况设置相应的程序。由于Proteus没有提供箭头标志，本系统按单行道设计，指示灯不是专门的箭头指向灯，只是红、黄、绿三色圆灯信号灯，所以系统只考虑并实现了简单的十字路口交通行驶，即红灯亮时不能直行也不能左转，但可以右转；绿灯亮时，直行、左转、右转都可以，当遇有某方向车辆多或其他紧急情况时，通过中断可加以灵活性控制[7]。另外，系统在实现了十字路口基本的交通灯控制基础上，还引用了外部中断技术和时间手动设置，这可避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪情况发生。Proteus从V8版本开始支持ARM/Cortex-M3，这样，将会给交通灯系统增添更多现代化功能。
参考文献：
[1]李萍.基于AT89S51的智能交通灯控制系统设计与仿真[J].电子设计工程，2014，22（01）：190-193.
[2]王维松，等.十字路口智能交通灯控制系统的FPGA实现[J].电子科技，2012，25（9）：37-39，44.
[3]顾晖，陈越，梁惺彦，等.微机原理与接口技术-基于8086和Proteus仿真[M].北京：电子工业出版社，2011：110-135
[4]周灵彬，任开杰.基于Proteus的电路与PCB设计[M].北京：电子工业出版社，2013：1-38.
[5]温志达，梁桂荣.基于车流量的智能交通灯控制系统[J].自动化技术与应用，2009，28（6）：115-118.
[6]张晓荣，李永红.智能交通灯的设计及其FPGA的实现[D].传感器世界，2013，（12）：27-30.
[7]赵金亮.自适应交通路口控制系统设计与实现[J].太原理工大学学报，2013，44（4）：531-535.
交通灯方面的研究论文
交通灯方面的研究对于交通管理的发展有着重要的影响。下面就随我一起去阅读交通灯方面的研究论文，相信能带给大家启发。
摘要：
该文引入了交通灯的系统设计和系统控制计划，此计划设计的交通灯控制系统是基于单片机的。本系统采用MSC-51系列单片机AT89S51为中心器件来设计交通灯控制器。本系统具有适用性强、操作简单、扩展功用强等优点。
关键词：
单片机；交通灯
1 控制器软件设计
交通管理计划概述
设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时辰只要一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。
经过详细的路口交通灯状态的演示剖析我们能够把这四个状态归结如下：
1）东西方向红灯亮，同时绿灯灭，南北方向黄灯灭，同时绿灯亮，倒计时10秒。此状态下，东西向制止通行，南北向允许通行。
2）东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪亮，倒计时5秒。此状态下，除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
3）南北方向红灯亮，同时绿灯灭，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时10秒。此状态下，东西向允许通行，南北向制止通行。
4）南北方向绿灯灭，同时黄灯闪亮，东西方向红灯亮，倒计时5秒。此状态下，除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
为了满足车流的变化该设计能够人为的增加或者减少红绿交通灯通行时间，由此设置了两个按钮。口用来增加通行时间（在10秒的根底上），口用来减少通行时间（在10秒的根底上）。这个功用极大地增加了此交通系统在应用中的适用性同时也在很大水平上俭省了在交通灯系统更新中的破费。
而为了应对紧急状况，如救护车，消防车，警车以及严重交通事故，该交通灯系统设置了三个人为强迫转换按钮。三个按钮开通时，分别会输出高电平到，，口；口信号设定为东西口为红灯，南北向为绿灯，制止东西向交通流，准许南北向交通流经过；信号会设定东西口为绿灯，南北口为红灯，制止南北向交通流，准许东西向交通流经过；口信号设定为东西向及南北向均为红灯，制止一切交通流，以应对十字路口严重交通事故。当启动人为强迫功用时，倒计时数码管不再显现倒计时，而是全部熄灭以警示众人。
系统工作原理
普通形式工作原理
在没有强迫按钮按下，系统处于普通形式。普通形式总共有四个状态，以东西口为例，四个状态分别为红灯、黄灯、绿灯及左转、黄灯。普通形式工作原理就是以这四个状态为周期，循环工作。以东西向为例，经过P0口输出先给东西口亮红灯，再给P1及P3口输出，动态显现红灯倒计时，之后不时调用显现子程序，直到红灯倒计时为零；接着经过P0口输出，使东西向黄灯亮起，同样动态显现黄灯倒计时，直到零；然后经过P0口输出，使东西向绿灯以及左转灯亮起，显现倒计时到零；最后经过P0输出，使东西向黄灯亮起，再倒计时到零；这样，就完成了一个周期的显现控制，程序将跳转回到给东西向亮红灯处，循环执行。同时，由于交通流一日千里的发作着改动，能够依据需求来改动通行时间，经过P2口输出经过P0口，从而改动显现的时间。
紧急形式工作原理
可供选择的紧急形式有三种。当十字路口发作严重交通事故时，需求把两边交通都关断，这时，可开启开关5，就会输出高电平到，单片机处置后，会输出信号到P0口，使东西向与南北向均亮起红灯，同时调用显现程序，使显现数码管全部熄灭。当事故解除，开启返回开关7时，程序会回到主程序，重新进入普通形式。开关4会使输入为高电平，单片机处置后，会使东西向亮起红灯，南北向亮绿灯，只准许南北向通行，同样数码管会全部熄灭，危殆状况解除后，同样回到主程序，继续执行普通形式。开关3会使输入为高电平，单片机处置后，会使南北向亮起红灯，东西向亮绿灯，只准许东西向通行，同样数码管会全部熄灭，危殆状况解除后，同样回到主程序，继续执行普通形式。
在单片机不时执行主程序，以普通形式控制交通流的时分，它会不时的扫描，以及口，以检查能否有紧急状况发作，当三个端口有紧急信号呈现，单片机就会跳出主程序，执行相应的紧急信号程序。
2 系统硬件衔接电路
系统硬件电路局部将分为以下几局部来引见，分别是主面板电路，供电电源电路，单片机系统的时钟电路，单片机系统的复位电路，数码管显现电路，信号灯控制电路，车辆检测电路等。
主面板电路
系统采用5V直流稳压电源供电，供电电压为+5V。
系统复位电路采用的是开关复位的方式，能够人工对单片机停止复位操作。同时，单片机上电时，电容的存在会使得复位引脚的电压维持在高电位超越两个周期，系统会自动复位；而按下复位开关，系统就可人工复位。
振荡电路运用的是12MHz的石英晶振，即单片机的主频为12MHz，一个机器周期为12个时钟周期，所以它的机器周期为1?s，这位定时器初值的计算带来了便当。
两个路口的12个发光二极管每六个为一组，作为东西向，南北向的两组交通灯，每个发光二极管串联一个1kΩ电阻，以灌电流方式，衔接到单片机P3口和P1口，当单片机P3和P1口的某个口输出为低电平常，相应的发光二极管亮起，表示相应的信号灯亮起。
5V直流稳压电源电路
该单片机由5V直流稳压电源停止供电。
5V直流稳压电压工作原理：220V交流电经变压器，从副边输出为9V交流电。9V交流经整流桥整流，电容滤波，被加到三端集成稳压器7805上，经7805后输出5V直流，直流输出后经电容滤波，滤去其中高频重量以及低频重量，最后输出5V直流电用于单片机系统供电。
单片机系统时钟复位电路
ATMEL公司消费的AT89S51单片机它是硬件电路的中心局部，时钟电路晶振运用12MHz，复位电路采取按键复位方式。
单片机数码管显现电路
显现电路采用8个共阳数码管，P1口作为数码管的输入，、、 分别控制东西南北四路数码管的位选端C1，C2，C3，C4。
3 结论
本设计的重点在于处理交通灯时间固定、缺乏灵敏性不能依据一日千里的车流变化适时改动以及缺乏紧急情况应对才能这两项缺陷。
传统交通灯时间固定，不能依据车流量的变化来调理时间，只能经过不时的改换系统来完成，这样做不但耗时耗力、还会糜费大量的财力物力。
另一方面，传统交通灯缺乏紧急情况应对才能。当交通路口发作交通事故时，交通灯不能第一时间做出反响来处置交通流；此外，关于紧急车辆，交通灯也无法停止反响来应对紧急状况。这样是很致命的，由于缺乏紧急状况应对才能，极有可能使得紧急状况变得复杂以至可能危及生命。
本设计主要处理的是交通灯上述两项缺陷。
针对交通灯时间固定的问题，本系统能够经过手动调理来增加或者是减少红绿灯时间以满足车流量不时变化的需求，从而不但延长了此系统的运用寿命对工作人员的运用请求很低，而且还俭省大量的财力物力。
针对交通灯缺乏紧急状况应对才能的问题，该系统增设了紧急形式。当交通路口发作严重交通事故或者路口有消防、救护等紧急车辆时，交通灯能够做出相应的响应，让紧急车辆优先经过，从而尽可能将可预见的损失减小到最小的水平。于此同时，在停止一系列的紧急操作时，相应的系统的数码管显现局部会全部熄灭，来通知路口的司机，路口有紧急状况发作。
本系统以一块AT89S51单片机为中心，充沛应用单片机I/O口，来完成对交通灯路口的交通流控制。
系统有两种工作形式：普通形式与紧急形式。
普通形式每个路口一个周期的显现状态依次为为：红灯10s，绿灯5s，黄灯5s，红灯10s，绿灯5s如此重复。红绿灯所设置的初始时间并不是不能够改动的，它能够依据实践需求来改动以满足实践的需求。在每个状态，数码管都会显现信号灯倒计时，以提示司机信号灯转换剩余时间。
紧急形式下，能够做出三种以为强迫措施：东西向，南北向都亮红灯，该交通路口制止通行；东西向亮红灯，南北向亮绿灯，东西向制止通行，南北向车辆通行；东西向亮绿灯，南北向亮红灯，东西向车辆通行，南北向车辆制止通行。紧急形式下，数码管会恒定全部熄灭，以提示司机紧急状况的发作。直到紧急状况解除，数码管才会回到普通形式。
该系统充沛思索到传统交通灯信号灯时间固定，应对紧急状况性能不佳等问题，并对这些问题停止了处置。因而，在交通控制效率以及紧急状况处置等方面，该交通灯控制系统要优于当前的传统交通灯控制系统。
摘 要：
本文分析了现代交通控制与管理问题的现状,根据城市交通的实际情况,阐述了交通灯数字控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯数字控制系统的电路设计方案.
关键词：
交通灯论文
路口的交通灯是城市用于缓解交通秩序的重要手段之一，同时它还可以监测城市交通状况，实现实时监控。当前的交通灯控制和交通管理的综合管理系统是现代交通指挥控制的重要组成部分，对于提高交通的流通度发挥着重要的作用。要想加强交通灯的自动化控制，实现数字化监控和管理，就必须具有一个科学的交通灯控制电路设计。无论是哪个地区或城市，红灯亮表示该道路禁止通行，黄灯亮表示停车，绿灯亮表示允许通行。交通控制灯的主要作用就是实现十字路口红、黄、绿三色交通信号灯的自动化控制，从而指挥十字路口各个车量个行人的正常通行。
一、交通灯的工作原理
本次电路设计的核心采用AT89C51，采用CD4511译码器控制数码管显示数字，再加上一块74LS14反相器防止按键过抖影响监测的准确程度。而该设计采用AT89C51芯片，使得线路更加趋向于智能化、自动化、准确化，同时还可以降低设计成本，提高线路的可靠性。为了形象的模拟出交通灯的`实际效果，我们采用三基色发光管代替交通灯，更加简单，容易实现，而且不需要采用另外的扩展I/O口。当核心AT89C51上电复位之后，首先要给它进行重置，使得该核心的四周指示灯全亮，同时LED上应该显示为0.当准备工作完毕之后，准备开始。当按下开始键之后，系统将会开始运行，并运行相关程序。当南北方向时红灯亮，东西绿灯亮持续5S，紧接着南北绿灯亮，东西绿灯闪亮2S，在紧接着南北红灯亮，东西黄灯持续亮2S，延时1S后东西红灯亮，这时候东西向交通灯同先前的南北交通灯，然后系统将会重复此过程。当按下停止按钮之后，交通灯将会全部熄灭，等待其他的命令或是再次开始。
(1)如果按一下开始按键，那么信号灯就会开始循环工作;
(2)如果按一下停止按键，那么信号灯就会停止工作，信号灯也会全部熄灭;
(3)三基色发光管的连接如上图所示，图中的奇数口代表的是红色交通灯，相反偶数则代表绿色交通灯，而二者同用的时候则指示灯显示为黄色。如果只有奇数的接口显示为1的时候，交通灯显红色;如果只有偶数的接口显示1的时候，交通灯显示为绿色;当两个接口都显示1的时候，则交通灯显示为黄色。
(4)本次设计的交通灯，红灯亮的时间是9S，绿灯持续5S，闪亮2S，黄灯持续2S。
二、系统电路主要模块分析
1.消抖电路
在单片机系统运行的过程中，按键是主要操作工具，通过按键操作还可以实现单片机的数据收集处理以及命令的下达。当松开或是按下按钮之后，只需要向单片机的CPU输入0或是1电平，则单片机会受到相应的信号进行以下的操作。二无论怎样操作都会使得按钮发生稍微抖动，尽管抖动的时间很短，但是如果对于抖动不进行有效处理的话，那么就会影响系统运行的准确程度。因此，需对按钮进行去抖动处理。为了有效消除抖动我们经常是利用反相器集成电路来进行按扭的抖动消除的。
2.振荡、时钟电路
振荡、时钟电路时单片机运行的核心，也是交通灯电路系统的具有重要作用的模块之一。为了保证时钟模块频率的稳定准确，保证其有条不紊的工作，提高单片机的运行效率，一定要保证时钟电路的质量。本次交通灯将通过利用AT89C51，确保放大器输入、输出端的正常运转。另外要严格控制对外接电容的电容大小，否则将会影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度和温度稳定性。
3.复位电路
根据电路的应用要求和设计的方案，对于交通灯的电路设计必须配有复位电路，方便复位操作的进行。通常状况下，复位操作主要有两种基本形式，一种是上电复位，一种是上电或开关复位。而本设计则将采用上电或开关复位。当上电或开关复位的电源接通之后，单片机以及交通灯电路设计系统就会复位，而在系统运行期间也会让单片机进行复位。
驱动显示电路
为了更好的使得交通灯的灯光显示更加明显，本次交通灯电路设计将采用LED数码管进行显示，一般状况下，我们采用的是8字型的数码管，数码管上的数字与LED管的发光程度有着密切的关系，为了使交通灯和数码进行准确的结合，我们将实行亮暗组合。本次设计我们将采用七段码译码器CD4511BCD码来驱动LED显示器，这种译码器既可以实现BCD转换，消除一些锁存的控制，还可以实现显示器的正常运行，直接对于显示器进行驱动。
三、结语
加强交通控制的主要目的无非是努力使道路的交通运行处于最佳的状态，为了实现这个目的，就应该制定出科学高效的交通控制系统，最大限度的保证交通流运动的连续性。加强交通控制，实行交通灯控制可以有效的改善原有的交通秩序，提高交通的安全性，还可以减少交通的延误，降低污染程度，从而降低能耗，保护环境。
以下3篇供参考：【题名】：基于RTOS的智能交通灯设计方法【摘要】：介绍一种基于车流量变化动态调节时间的智能交通灯的设计方法；在进行流量统计的同时，对违章情况进行监测；根据模糊算法分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节。分析其中存在的多种任务，用传统的前后台编程方法实现难度较大，使用实时操作系统可简化程序设计，并使程序具有良好的可读性、可维护性和可移植性。介绍车流量检测的原理与绿灯时间分配方案。【题名】：虚拟电子技术在交通灯设计电路中的应用【摘要】：本文通过EWB进行仿真交通灯设计．把电子技术的理论和应用有机地结合了起来．为学生和有关电子技术应用者深入掌握电子基本理论及基本应用过程；为开拓他们的应用思维，增强他们对电路的感性认识作了很好尝试，为培养电子技术应用型人才开发了广阔的平台。【题名】：基于Verilog HDL语言的带左转复杂交通灯设计【摘要】：本设计选用了目前应用较为广泛的Verilog HDL硬件描述语言，实现对路口交通灯系统的控制器的硬件电路描述。这种硬件电路描述在Altera公司的EDA软件平台MAX＋PLUSⅡ环境下通过了编译，仿真，并下载到CPLD器件上进行编程制作，实现了交通灯系统的控制过程。
我有..............
交通信号灯模拟控制系统设计
摘要:近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 要吗？加237513901
我会开发plc程序
交通灯智能控制系统设计1.概述 当前，在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。2.过程分析 图1是一个十字路口示意图。分别用1、2、3、4表明四个流向的主车道，用A、B、C、P分别表示各主车道的左行车道、直行车道、右行车道以及人行道。用a、b、c、p分别表示左转、直行、右转和人行道的交通信号灯，如图2所示。交通灯闪亮的过程：路口1的车直行时的所有指示灯情况为：3a3b2p绿3c红+4a4b4c 3p全红+1c 绿1a1b4p红+2c绿2a2b1p红路口2的车直行时的所有指示灯情况为：4a4b3p绿4c红+ 1a1b1c 4p全红+ 2c绿2a2b1p红+3c绿3a3b2p红故路口3的车直行时的所有指示灯情况为：1a1b4p绿1c红+ 2a2b2c 1p全红+3c绿 3a3b2p红+4c 绿4a4b3p红故路口4的车直行时的所有指示灯情况为：2a2b1p绿2c红+3c3a3b2p全红+4c绿4a4b3p红+1c绿1a1b4p红 图1：十字路口交通示意图 图2：十字路口通行顺序示意图 图3：十字路口交通指示灯示意图 图4：交通灯控制系统硬件框图 3、硬件设计 本系统硬件上采用AT89C52单片机和可编程并行接口芯片8155，分别控制图2所示的四个组合。AT89C52单片机具有MCS-51内核，片内有8KB Flash、256字节RAM、6个中断源、1个串行口、最高工作频率可达24MHz，完全可以满足本系统的需要 ；与其他控制方法相比，所用器件可以说是比较简单经济的。硬件框图如下： 电路原理图 [PDF]4、软件流程图 图5：交通灯控制系统流程图 5、交通灯控制系统软件 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H; LCALL DIR ;调用日期、时间显示子程序LOOP: MOV P1,#0FFH LJMP TEST LCALL ROAD1 ;路口1的车直行时各路口灯亮情况 LCALL DLY30s ;延时30秒 MOV P1,#0FFH ;恢复P1口高电平 LCALL RESET ;恢复8155各口为高电平 LCALL YELLOW1 ;路口1的车直行-->路口2的车直行黄灯亮情况 LCALL DLY5s ;延时5秒 LCALL RESET ;恢复8155各口为高电平 MOV P1,#0FFH ;恢复P1口 LCALL ROAD2 ;路口2的车直行时各路口灯亮情况 LCALL DLY30s ;延时30秒 LCALL RESET ;恢复8155A 、B口为高电? MOV P1,#0FFH ;恢复P1口高电平 LCALL YELLOW2 ;路口2的车直行-->路口3的车直行黄灯亮情况 LCALL DLY5s ;延时5秒 LCALL RESET ;恢复8155A 、B口为高电? MOV P1,#0FFH ;恢复P1口高电平 LCALL ROAD3 ;路口3的车直行时各路口灯亮情况 LCALL DLY30s ;延时30秒 LCALL RESET ;恢复8155A 、B口为高电? MOV P1,#0FFH ;恢复P1口高电平 LCALL YELLOW3 ;路口3的车直行-->路口4的车直行黄灯亮情况 LCALL DLY5s ;延时5秒 LCALL RESET ;恢复8155各口为高电平 MOV P1,#0FFH ;恢复P1口高电平 LJMP TEST LCALL ROAD4 ;路口4的车直行时各路口灯亮情况 LCALL DLY30s ;延时30秒 SETB ;恢复高电平 SETB ;恢复高电平 MOV DPTR,#0FFFFH ;恢复8155各口为高电平 LCALL YELLOW4 ;路口4的车直行-->路口1的车直行黄灯亮情况 LCALL DLY5s ;延时5秒 SETB ;恢复高电平 SETB ;恢复高电平 MOV DPTR,#0FFFFH ;恢复8155各口为高电平 LJMP LOOP;路口1的车直行时各路口灯亮情况3a3b2p绿3c红+4a4b4c3p全红+1c绿1a1b4p红+2c绿2a2b1p红ROAD1: MOV DPTR,#7F00H ;置8155命令口地址；无关位为1） MOV A,#03H ;A口、B口输出，A口、B口为基本输入输出方式 MOVX @DPTR,A ;写入工作方式控制字 INC DPTR ;指向A口 MOV A,#79H ;1a1b4p红1c绿2a2b1p红 MOVX @DPTR,A INC DPTR ;指向B口 MOV A,#0E6H ;3a3b2p绿3c红4a4b3p红 MOVX @DPTR,A MOV P1,#0DEH ;4c红2c绿 RET 6、结语 本系统结构简单，操作方便；可现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。6、参考资料 [1]韩太林，李红，于林韬；单片机原理及应用（第3版）。电子工业出版社，2005 [2]刘乐善，欧阳星明，刘学清；微型计算机接口技术及应用。华中理工大学出版社，2003 [3]胡汉才；单片机原理及其接口技术。清华大学出版社，2000 返回首页关闭本窗口
一．设计目的：1、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭；2、用8255作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理.3、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力；4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。二．设计要求：交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间。用8051做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。在一个交通十字路口有一条主干道（东西方向），一条从干道（南北方向），主干道的通行时间比从干道通行时间长，四个路口安装红，黄，蓝，灯各一盏；1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，时间可设置修改。2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮，才能变换运行车道3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。5、同步设置人行横道红、绿灯指示。三．设计任务和内容：任务：设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。并且要求交通信号灯按照交通规则的模试来运行。内容：因为本课程设计是交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1东西红灯，南北绿灯通车，。过一段时间转状态2南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，东西仍然红灯。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯灭，闪几次黄灯，南北仍然红灯。最后循环至状态1。四．控制系统的总体要求：1.执行程序时，初始态为四个路口的红灯全亮之后；2．东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车；3.延时一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始延时并且开始闪烁，闪烁5次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车；4.延时一段时间之后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始延时并且开始闪烁，闪烁3次之后，再切换到东西路口方向；之后重复2到4过程。。。。。。。本文来自Tony嵌入式论坛,原文地址:
交通灯方面的研究论文
交通灯方面的研究对于交通管理的发展有着重要的影响。下面就随我一起去阅读交通灯方面的研究论文，相信能带给大家启发。
摘要：
该文引入了交通灯的系统设计和系统控制计划，此计划设计的交通灯控制系统是基于单片机的。本系统采用MSC-51系列单片机AT89S51为中心器件来设计交通灯控制器。本系统具有适用性强、操作简单、扩展功用强等优点。
关键词：
单片机；交通灯
1 控制器软件设计
交通管理计划概述
设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时辰只要一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。
经过详细的路口交通灯状态的演示剖析我们能够把这四个状态归结如下：
1）东西方向红灯亮，同时绿灯灭，南北方向黄灯灭，同时绿灯亮，倒计时10秒。此状态下，东西向制止通行，南北向允许通行。
2）东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪亮，倒计时5秒。此状态下，除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
3）南北方向红灯亮，同时绿灯灭，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时10秒。此状态下，东西向允许通行，南北向制止通行。
4）南北方向绿灯灭，同时黄灯闪亮，东西方向红灯亮，倒计时5秒。此状态下，除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
为了满足车流的变化该设计能够人为的增加或者减少红绿交通灯通行时间，由此设置了两个按钮。口用来增加通行时间（在10秒的根底上），口用来减少通行时间（在10秒的根底上）。这个功用极大地增加了此交通系统在应用中的适用性同时也在很大水平上俭省了在交通灯系统更新中的破费。
而为了应对紧急状况，如救护车，消防车，警车以及严重交通事故，该交通灯系统设置了三个人为强迫转换按钮。三个按钮开通时，分别会输出高电平到，，口；口信号设定为东西口为红灯，南北向为绿灯，制止东西向交通流，准许南北向交通流经过；信号会设定东西口为绿灯，南北口为红灯，制止南北向交通流，准许东西向交通流经过；口信号设定为东西向及南北向均为红灯，制止一切交通流，以应对十字路口严重交通事故。当启动人为强迫功用时，倒计时数码管不再显现倒计时，而是全部熄灭以警示众人。
系统工作原理
普通形式工作原理
在没有强迫按钮按下，系统处于普通形式。普通形式总共有四个状态，以东西口为例，四个状态分别为红灯、黄灯、绿灯及左转、黄灯。普通形式工作原理就是以这四个状态为周期，循环工作。以东西向为例，经过P0口输出先给东西口亮红灯，再给P1及P3口输出，动态显现红灯倒计时，之后不时调用显现子程序，直到红灯倒计时为零；接着经过P0口输出，使东西向黄灯亮起，同样动态显现黄灯倒计时，直到零；然后经过P0口输出，使东西向绿灯以及左转灯亮起，显现倒计时到零；最后经过P0输出，使东西向黄灯亮起，再倒计时到零；这样，就完成了一个周期的显现控制，程序将跳转回到给东西向亮红灯处，循环执行。同时，由于交通流一日千里的发作着改动，能够依据需求来改动通行时间，经过P2口输出经过P0口，从而改动显现的时间。
紧急形式工作原理
可供选择的紧急形式有三种。当十字路口发作严重交通事故时，需求把两边交通都关断，这时，可开启开关5，就会输出高电平到，单片机处置后，会输出信号到P0口，使东西向与南北向均亮起红灯，同时调用显现程序，使显现数码管全部熄灭。当事故解除，开启返回开关7时，程序会回到主程序，重新进入普通形式。开关4会使输入为高电平，单片机处置后，会使东西向亮起红灯，南北向亮绿灯，只准许南北向通行，同样数码管会全部熄灭，危殆状况解除后，同样回到主程序，继续执行普通形式。开关3会使输入为高电平，单片机处置后，会使南北向亮起红灯，东西向亮绿灯，只准许东西向通行，同样数码管会全部熄灭，危殆状况解除后，同样回到主程序，继续执行普通形式。
在单片机不时执行主程序，以普通形式控制交通流的时分，它会不时的扫描，以及口，以检查能否有紧急状况发作，当三个端口有紧急信号呈现，单片机就会跳出主程序，执行相应的紧急信号程序。
2 系统硬件衔接电路
系统硬件电路局部将分为以下几局部来引见，分别是主面板电路，供电电源电路，单片机系统的时钟电路，单片机系统的复位电路，数码管显现电路，信号灯控制电路，车辆检测电路等。
主面板电路
系统采用5V直流稳压电源供电，供电电压为+5V。
系统复位电路采用的是开关复位的方式，能够人工对单片机停止复位操作。同时，单片机上电时，电容的存在会使得复位引脚的电压维持在高电位超越两个周期，系统会自动复位；而按下复位开关，系统就可人工复位。
振荡电路运用的是12MHz的石英晶振，即单片机的主频为12MHz，一个机器周期为12个时钟周期，所以它的机器周期为1?s，这位定时器初值的计算带来了便当。
两个路口的12个发光二极管每六个为一组，作为东西向，南北向的两组交通灯，每个发光二极管串联一个1kΩ电阻，以灌电流方式，衔接到单片机P3口和P1口，当单片机P3和P1口的某个口输出为低电平常，相应的发光二极管亮起，表示相应的信号灯亮起。
5V直流稳压电源电路
该单片机由5V直流稳压电源停止供电。
5V直流稳压电压工作原理：220V交流电经变压器，从副边输出为9V交流电。9V交流经整流桥整流，电容滤波，被加到三端集成稳压器7805上，经7805后输出5V直流，直流输出后经电容滤波，滤去其中高频重量以及低频重量，最后输出5V直流电用于单片机系统供电。
单片机系统时钟复位电路
ATMEL公司消费的AT89S51单片机它是硬件电路的中心局部，时钟电路晶振运用12MHz，复位电路采取按键复位方式。
单片机数码管显现电路
显现电路采用8个共阳数码管，P1口作为数码管的输入，、、 分别控制东西南北四路数码管的位选端C1，C2，C3，C4。
3 结论
本设计的重点在于处理交通灯时间固定、缺乏灵敏性不能依据一日千里的车流变化适时改动以及缺乏紧急情况应对才能这两项缺陷。
传统交通灯时间固定，不能依据车流量的变化来调理时间，只能经过不时的改换系统来完成，这样做不但耗时耗力、还会糜费大量的财力物力。
另一方面，传统交通灯缺乏紧急情况应对才能。当交通路口发作交通事故时，交通灯不能第一时间做出反响来处置交通流；此外，关于紧急车辆，交通灯也无法停止反响来应对紧急状况。这样是很致命的，由于缺乏紧急状况应对才能，极有可能使得紧急状况变得复杂以至可能危及生命。
本设计主要处理的是交通灯上述两项缺陷。
针对交通灯时间固定的问题，本系统能够经过手动调理来增加或者是减少红绿灯时间以满足车流量不时变化的需求，从而不但延长了此系统的运用寿命对工作人员的运用请求很低，而且还俭省大量的财力物力。
针对交通灯缺乏紧急状况应对才能的问题，该系统增设了紧急形式。当交通路口发作严重交通事故或者路口有消防、救护等紧急车辆时，交通灯能够做出相应的响应，让紧急车辆优先经过，从而尽可能将可预见的损失减小到最小的水平。于此同时，在停止一系列的紧急操作时，相应的系统的数码管显现局部会全部熄灭，来通知路口的司机，路口有紧急状况发作。
本系统以一块AT89S51单片机为中心，充沛应用单片机I/O口，来完成对交通灯路口的交通流控制。
系统有两种工作形式：普通形式与紧急形式。
普通形式每个路口一个周期的显现状态依次为为：红灯10s，绿灯5s，黄灯5s，红灯10s，绿灯5s如此重复。红绿灯所设置的初始时间并不是不能够改动的，它能够依据实践需求来改动以满足实践的需求。在每个状态，数码管都会显现信号灯倒计时，以提示司机信号灯转换剩余时间。
紧急形式下，能够做出三种以为强迫措施：东西向，南北向都亮红灯，该交通路口制止通行；东西向亮红灯，南北向亮绿灯，东西向制止通行，南北向车辆通行；东西向亮绿灯，南北向亮红灯，东西向车辆通行，南北向车辆制止通行。紧急形式下，数码管会恒定全部熄灭，以提示司机紧急状况的发作。直到紧急状况解除，数码管才会回到普通形式。
该系统充沛思索到传统交通灯信号灯时间固定，应对紧急状况性能不佳等问题，并对这些问题停止了处置。因而，在交通控制效率以及紧急状况处置等方面，该交通灯控制系统要优于当前的传统交通灯控制系统。
摘 要：
本文分析了现代交通控制与管理问题的现状,根据城市交通的实际情况,阐述了交通灯数字控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯数字控制系统的电路设计方案.
关键词：
交通灯论文
路口的交通灯是城市用于缓解交通秩序的重要手段之一，同时它还可以监测城市交通状况，实现实时监控。当前的交通灯控制和交通管理的综合管理系统是现代交通指挥控制的重要组成部分，对于提高交通的流通度发挥着重要的作用。要想加强交通灯的自动化控制，实现数字化监控和管理，就必须具有一个科学的交通灯控制电路设计。无论是哪个地区或城市，红灯亮表示该道路禁止通行，黄灯亮表示停车，绿灯亮表示允许通行。交通控制灯的主要作用就是实现十字路口红、黄、绿三色交通信号灯的自动化控制，从而指挥十字路口各个车量个行人的正常通行。
一、交通灯的工作原理
本次电路设计的核心采用AT89C51，采用CD4511译码器控制数码管显示数字，再加上一块74LS14反相器防止按键过抖影响监测的准确程度。而该设计采用AT89C51芯片，使得线路更加趋向于智能化、自动化、准确化，同时还可以降低设计成本，提高线路的可靠性。为了形象的模拟出交通灯的`实际效果，我们采用三基色发光管代替交通灯，更加简单，容易实现，而且不需要采用另外的扩展I/O口。当核心AT89C51上电复位之后，首先要给它进行重置，使得该核心的四周指示灯全亮，同时LED上应该显示为0.当准备工作完毕之后，准备开始。当按下开始键之后，系统将会开始运行，并运行相关程序。当南北方向时红灯亮，东西绿灯亮持续5S，紧接着南北绿灯亮，东西绿灯闪亮2S，在紧接着南北红灯亮，东西黄灯持续亮2S，延时1S后东西红灯亮，这时候东西向交通灯同先前的南北交通灯，然后系统将会重复此过程。当按下停止按钮之后，交通灯将会全部熄灭，等待其他的命令或是再次开始。
(1)如果按一下开始按键，那么信号灯就会开始循环工作;
(2)如果按一下停止按键，那么信号灯就会停止工作，信号灯也会全部熄灭;
(3)三基色发光管的连接如上图所示，图中的奇数口代表的是红色交通灯，相反偶数则代表绿色交通灯，而二者同用的时候则指示灯显示为黄色。如果只有奇数的接口显示为1的时候，交通灯显红色;如果只有偶数的接口显示1的时候，交通灯显示为绿色;当两个接口都显示1的时候，则交通灯显示为黄色。
(4)本次设计的交通灯，红灯亮的时间是9S，绿灯持续5S，闪亮2S，黄灯持续2S。
二、系统电路主要模块分析
1.消抖电路
在单片机系统运行的过程中，按键是主要操作工具，通过按键操作还可以实现单片机的数据收集处理以及命令的下达。当松开或是按下按钮之后，只需要向单片机的CPU输入0或是1电平，则单片机会受到相应的信号进行以下的操作。二无论怎样操作都会使得按钮发生稍微抖动，尽管抖动的时间很短，但是如果对于抖动不进行有效处理的话，那么就会影响系统运行的准确程度。因此，需对按钮进行去抖动处理。为了有效消除抖动我们经常是利用反相器集成电路来进行按扭的抖动消除的。
2.振荡、时钟电路
振荡、时钟电路时单片机运行的核心，也是交通灯电路系统的具有重要作用的模块之一。为了保证时钟模块频率的稳定准确，保证其有条不紊的工作，提高单片机的运行效率，一定要保证时钟电路的质量。本次交通灯将通过利用AT89C51，确保放大器输入、输出端的正常运转。另外要严格控制对外接电容的电容大小，否则将会影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度和温度稳定性。
3.复位电路
根据电路的应用要求和设计的方案，对于交通灯的电路设计必须配有复位电路，方便复位操作的进行。通常状况下，复位操作主要有两种基本形式，一种是上电复位，一种是上电或开关复位。而本设计则将采用上电或开关复位。当上电或开关复位的电源接通之后，单片机以及交通灯电路设计系统就会复位，而在系统运行期间也会让单片机进行复位。
驱动显示电路
为了更好的使得交通灯的灯光显示更加明显，本次交通灯电路设计将采用LED数码管进行显示，一般状况下，我们采用的是8字型的数码管，数码管上的数字与LED管的发光程度有着密切的关系，为了使交通灯和数码进行准确的结合，我们将实行亮暗组合。本次设计我们将采用七段码译码器CD4511BCD码来驱动LED显示器，这种译码器既可以实现BCD转换，消除一些锁存的控制，还可以实现显示器的正常运行，直接对于显示器进行驱动。
三、结语
加强交通控制的主要目的无非是努力使道路的交通运行处于最佳的状态，为了实现这个目的，就应该制定出科学高效的交通控制系统，最大限度的保证交通流运动的连续性。加强交通控制，实行交通灯控制可以有效的改善原有的交通秩序，提高交通的安全性，还可以减少交通的延误，降低污染程度，从而降低能耗，保护环境。
参考下： 进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。值得一提的是，随着农业向产业化发展，许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式，采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战，并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植反季节蔬菜，花卉；养殖业对环境的测控也日感迫切；调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座，自动化程度较高，成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术，一般先搞调温、调光照，控通风；第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外，国家粮食储备工程的大量兴建，对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前，在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”！例如在上面提到纺织印染行业，食品行业，耐高温材料行业等，都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下，印染行业在纱锭烘干中，温度能达到120摄氏度或更高温度；在食品行业中，食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右；耐高温材料，如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下，普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化，此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性，除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外，还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点，液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T＝5℃时为，在T＝20℃时为。有机物ε与温度的关系因材料而异，且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势，某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为：高分子聚合物具有较小的介电常数，如聚酰亚胺在低湿时介电常数为一。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后，由于水分子偶极距的存在，大大提高了吸水异质层的介电常数，这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化，使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器，高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升，介质膜厚d增加，对C呈负贡献值；但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加，即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配，在不同的湿度范围温漂不同；在不同的温区呈不同的温度系数；不同的感湿材料温度特性不同。总之，高分子湿度传感器的温度系数并非常数，而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极，再喷镀感湿介质材料（如前所述）形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系，线性度约±2%。虽然，测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想，在工业领域使用，寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温，湿度滞后，响应速度快，体积小，便于批量生产，但由于多孔型材质，对尘埃影响很大，日常维护频繁，时常需要电加热加以清洗易影响产品质量，易受湿度影响，在低湿高温环境下线性度差，特别是使用寿命短，长期可靠性差，是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点，氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史，有着多种多样的产品型式和制作方法，都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，在众多的感湿材料之中，首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆，以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高，产品性能不断得到改善，氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中，经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向，生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器，自动化仪表等产品，在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时，努力克服传统产品存在的各项弱点，取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底，基片面积大大缩小，采用特殊的工艺处理，耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺，在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极，氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后，湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高，特别是耐温性达到了-40℃-120℃，以多片湿敏元件组合的独特工艺，是传感器感湿范围为1%RH-98%RH，具备了15%RH范围以下的测量性能，漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平，使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统，先对对被测气体采样，然后降温检测并确保绝对湿度的恒定，使探头耐温范围提高到600℃左右，大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在，不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干，高低温试验箱等系统中。同时，JCJ200Y产品能耐温高达600度，也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面，并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白，为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文： 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要：水位测量施测简单直观，易于为广大用水户所接受而且便于自动观测，因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下，通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示： 这个电压和磁场及控制电流成正比： VH＝K╳｜H╳IC｜ 式中VH为霍尔电压，H为磁场，IC为控制电流，K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著，故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件，可以进行非接触式电流测量，众所周知，当电流通过一根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系，因此可利用霍尔器件测得的讯号大小，直接反应出电流的大小，即： I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流，B为导线通电流后产生的磁场，VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时，可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体，并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内，做成一个探头，将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来，构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器，(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数，黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置，完成所需的位置控制，加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品，它的外形如图20所示，其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器，广泛用于新一代的汽车智能发动机，作为点火定时用的速度传感器，用于ABS（汽车防抱死制动系统）作为车速传感器等。 在ABS中，速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中，1是车速齿轮传感器；2是压力调节器；3是控制器。在制动过程中，控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理，得到车辆的滑移率和减速信号，按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令，调节器及时准确地作出响应，使制动气室执行充气、保持或放气指令，调节制动器的制动压力，以防止车轮抱死，达到抗侧滑、甩尾，提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中，霍尔传感器作为车轮转速传感器，是制动过程中的实时速度采集器，是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中，用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度，以提供更准确的点火时间，其作用是别的速度传感器难以代替的，它具有如下许多新的优点。 （1）相位精度高，可满足°曲轴角的要求，不需采用相位补偿。 （2）可满足度曲轴角的熄火检测要求。 （3）输出为矩形波，幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时，会降低成本。 用齿轮传感器，除可检测转速外，还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体，将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后，磁体每经过霍尔电路一次，便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此，可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体，用流体（气体、液体）去推动叶轮转动，便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体，在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路，可制成车速表，里程表等等，这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮，磁体旁装有霍尔开关电路，被测流体从管道一端通入，推动叶轮带动与之相连的磁体转动，经过霍尔器件时，电路输出脉冲电压，由脉冲的数目，可以得到流体的流速。若知管道的内径，可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见，经过简单的信号转换，便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路，不仅可检测转速，还可辨别旋转方向，如图27所示。 曲线1对应结构图（a）,曲线2对应结构图(b)，曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理（例如可控核聚变）试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制，既可满足测量准确的要求，又不引入插入损耗，还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ－D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器，可检测高达到300kA的电流。 图9（a）为G－10安装结构，中心为电流汇流排，(b)为电缆型多霍尔探头，(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变，而使其在一个均匀梯度磁场中移动，它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线，将它们固定在被测系统上，可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见，结构（b）在Z<2mm时，VH与Z有良好的线性关系，且分辨力可达1μm，结构（C）的灵敏度高，但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多：惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础，可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件，磁系统和霍尔元件等部分组成，如图16所示。在图16中，（a）的弹性元件为膜盒，(b)为弹簧片，(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统，如图29中的(a)、(b)，也可采用单一磁体，如（c）。加上压力后，使磁系统和霍尔元件间产生相对位移，改变作用到霍尔元件上的磁场，从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p～f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M，片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H，H的上下方装上一对永磁体，它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上，当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时，惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移，产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段，正越来越受到人们的重视，应用日益广泛。
一: 汽车故障诊断的四项基本原则: （一）先简后繁、先易后难的原则 （二）、先思后行、先熟后生的原则 （三）、先上后下、先外后里的原则 （四）、先备后用、代码优先的原则 二:汽车故障诊断的基本方法: 1、询问用户：故障产生的时间、现象、当时的情况，发生故障时的原因以及是否经过检修、拆卸等。 2、初步确定出故障范围及部位。 3、调出故障码，并查出故障的内容。 4、按故障码显示的故障范围，进行检修，尤其注意接头是否松动、脱落，导线联接是否正确。 5、检修完毕，应验证故障是否确已排除。 6、如调不出故障码，或者调出后查不出故障内容，则根据故障现象，大致判断出故障范围，采用逐个检查元件工作性能的方法加以排除。 二、常见故障的诊断 1、发动机不能启动或启动困难 （1）起动机不转动或转动缓慢 a）检查蓄电池电压。 b）检查蓄电池极柱、导线联接等是否松动。 c）检查启动系，包括点火开关、启动开关、空档启动开关及起动机情况，各部线路是否连接松动。 （2）起动机转动正常，但发动机不能启动 a）调出故障码。 b）检查燃油泵工作情况。 c）检查怠速系统是否工作正常（若怠速系统工作不正常，踏下加速踏板时发动机能启动）。 d）检查点火系统，包括高压火花、点火正时情况、火花塞等。 e）检查进气系统有无漏气。 f）检查空气流量计或空气压力传感器是否工作不良。 g）检查喷油器、低温启动喷油器是否工作正常。 h）检查EFI系统电路，包括ECU连接器有关端子。 i）检查机械部分有无故障。 2、发动机怠速不良 1）调出故障码，分析故障原因。 2）检查进气系统有无漏气情况。 3）检查曲轴箱通风管的PCV阀的工作情况（怠速时，PCV阀应该关闭）。 4）检查节气门上的怠速调整螺钉是否调整正确，若调整螺钉调整不正确，会导致怠速时混合气过稀，导致发动机怠速不稳。 5）检查点火正时情况。 6）检查喷油器喷射情况。 7）检查EFI系统电路及元件工作情况。 8）检查机械系统的状况。 3、怠速过高 1）检查节气门是否发卡而不能关闭。 2）检查冷启动喷油器是否在继续喷油。 3）检查节气门位置传感器是否输出电压不正确。 4）检查燃油喷射压力是否过高。 5）检查调压器真空传感器软管是否脱落或断裂。 6）检查怠速控制系统和VSV阀是否工作正常。 7）检查喷油器喷油情况及是否滴漏。 8）调出故障码，判断故障原因。 9）对EFI系统电路及元件工作情况。 10）检查点火正时是否不正确。 4、发动机转速不稳 1）调出故障码，分析故障原因。 2）检查进气系统有无漏气情况。 3）检查燃油泵供油情况，燃油管路的压力是否正常。 4）检查燃油压力调节器是否工作不正常。 5）检查喷油器喷射情况，是否个别喷油器不工作或喷油量不准确。 6）检查点火系统，如点火正时情况、高压火花情况、火花塞积炭等。 7）检查空气滤清器滤芯是否堵塞。 8）检查汽油滤清器滤芯是否堵塞。 9）对EFI系统电路及元件工作情况。 10）检查机械部分，如汽缸压力、气门间隙等。 5、发动机回火 发动机回火现象大多由于混合气过稀或点火时间过晚所致。 1）调出故障码，分析故障原因。 2）检查进气管有无漏气情况。 3）检查节气门位置传感器输出信号是否正确。 4）检查点火正时情况。 5）检查燃油压力是否过低。 6）检查喷油器喷油时间是否过短。 7）检查喷油器是否发卡堵塞。 8）检查EFI系统电路及元件工作情况，主要有各有关传感器，如氧传感器、水温传感器、进气温度传感器、进气管压力传感器等。 6、排气管放炮 排气管放炮现象主要由于混合气过浓、个别缸不工作和燃烧时间不正确等燃烧不完全因素造成。 1）调出故障码，分析故障原因。 2） 检查点火正时，是否点火时间过晚。 3）检查冷启动喷油器是否仍然喷油或者发生滴漏，并进一步找出原因。 4）低温启动喷油器定时开关失效。 5）个别缸火花塞不点火或火花过弱。 6）检查喷油器，是否存在喷油过量，或者个别缸喷油过多的现象，是否有滴漏。 7）检查燃油压力是否过高，压力调节器是否失效导致回油管路不能打开回油，压力调节器真空传感器软管是否脱落或者断裂。 8）检查空气流量计传感器和节气门位置传感器输出信号是否正确。 9）检查EFI电路及有关传感器的工作情况。 7、发动机加速不良 1）检查进气管是否漏气。 2）检查点火时间是否过晚。 3）调出故障码，分析故障原因。 4）检查燃油喷射系统，如燃油压力、喷油器工作情况。 5）检查点火系统，尤其是爆震传感器和点火器的工作是否正常。 6）检查节气门位置传感器是否正常。 7）检查EFI电路及与燃油喷射有关的元件的工作情况。 8）检查汽缸压力、气门间隙、火花塞工作情况及配气相位等项目。 三、典型元件故障及其原因 1、ECU 一般来说，ECU比较可靠，不易出现故障，正常使用情况下，10万千米的故障率不高于千分之一，但当发动机工作时间过长（行驶里程超过15万千米）时，ECU的故障率就明显增加，故障的原因主要是： 1）焊点松脱； 2）电容元件失效； 3）集成块损坏； 4）电控单元固定脚螺栓松动； 5）电子元件损坏。 ECU一旦出现故障，会造成发动机不能启动或难以启动、无高速、耗油量大等现象。 2、传感器 车用传感器一般分为热敏电阻式、真空压力式、机械传动式和压电式等几种，相对而言，传感器在电控汽油喷射系统中易出现故障，故障原因主要是： 1）弹性元器件失效； 2）真空膜片破损； 3）接触部位磨损或烧蚀； 4）外围线路故障等。 传感器负责向ECU提供发动机工况，因此，一般出现故障时，将直接影响ECU准确信息的来源，对发动机的控制也将失控或控制不正常。 3、接插连接件 电控汽油喷射系统具有众多的接插连接件，由于其工作在一个振动、多灰尘、高温、易潮的环境中，时间一长，就易产生故障。故障的主要原因是环境恶劣造成的： 1）接插件老化失效； 2）接头松动； 3）接头接触不良。 接插连接件出现故障时，发动机工作不稳定，时好时坏，一般可用故障征兆模拟试验法来诊断。 4、喷油器和冷启动喷油器 喷油器和冷启动喷油器是易损件之一，特别是由于国内汽油油质相对较差，更易出现堵塞和卡死等现象。正常情况下，喷油器一年应至少清洗一次。喷油器的故障主要表现在： 1）电磁线圈工作不良； 2）喷油嘴卡死； 3）堵塞； 4）滴漏； 5）雾化状况不好； 6）外围电路。 喷油器故障主要会造成发动机某缸不工作或工作不良。另外，各缸喷油器喷油量相差太大（15秒钟超过8~10ml），也会造成整个发动机工作不稳等故障。 5、真空软管及其他管道 电控汽油喷射系统有大量的真空管及其他管道，由于其大多是橡胶制品，受热、沾油和时间一长，就会产生老化。其故障主要表现在： 1）胶管老化； 2）管口破裂； 3）卡子未卡紧； 4）接口松动。 其最终表现为漏气，使混合气过稀、发动机启动困难或怠速不良、加速无力等。 6、燃油压力调节器 燃油压力调节器用于调节喷油压力，出现故障时会明显影响发动机的供油量，使发动机供油不稳、启动困难、加速无力等。通道堵塞和压力调节器内的膜片损坏，都会造成燃油压力调节器故障。 7、滤清器 空气滤清器、汽油滤清器及机油滤清器的堵塞都会造成发动机故障，因此应定期维护。
生物传感器的研究现状及应用摘要：简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用，对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料，与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器，在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词：生物传感器；发酵工业；环境监测。中图分类号： 文献标识码：a 文章编号：1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年，clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里，生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前，光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术（pcr）的发展，应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中，微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质，并且发酵液往往不是清澈透明的，不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰，并且不受发酵液混浊程度的限制。同时，由于发酵工业是大规模的生产，微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定，代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成，利用微生物的同化作用耗氧，通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量，从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要，用荧光假单胞菌（psoudomonas fluorescens）代谢消耗葡萄糖的作用，通过氧电极进行检测，可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比，测定结果是类似的，而微生物电极灵敏度高，重复实用性好，而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时，乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长，因此需要在线测定。用固定化酵母（trichosporon brassicae），透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外，还有用大肠杆菌（）组合二氧化碳气敏电极，可以构成测定谷氨酸的微生物传感器，将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内，由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面，一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面，细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定，其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此，可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量（biochemical oxygen demand ?bod）的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期，操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大，不宜现场监测，所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前，有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2，并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod，其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定，其测量最小值可达2 mg/l，所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器，用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料，在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存，浸泡后即恢复活性，为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器，还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min，最适工作条件为30°c，ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响（在1000mg/l范围内），并且不被重金属（fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+）所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定，并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理（即以tio2作为半导体，用6 w灯照射约4min）后，灵敏度大大提高，很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时，一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管，假单胞细菌（pseudomonas fluorescens）用光致交联的树脂固定在反应器的底层，该测量方法既迅速又简便，在4℃下可使用六周，已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器，多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-)，它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量，其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次，活性保持不变，两周后活性降低20%。传感器寿命为7天，其设备简单，成本低，操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量，所用细菌是，与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌，此种细菌含有荧光基因，在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白，从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内，制成微生物传感器，用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌（）中，用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前，有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来，以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为：ph=、35℃，连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属（pseudomonas rathonis）制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器，将微生物细胞固定在凝胶（琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐）和聚乙醇膜上，可以用层析试纸gf/a，或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联，长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器，用于测定有机磷杀虫剂，使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶，对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol，在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器，使用丙酮酸氧化酶g，与自动系统cl-fia台式电脑结合，可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐，在25°c下可以使用两周以上，重复性高[12]。最近，有一种新型的微生物传感器，用细菌细胞作为生物组成部分，测定地表水中壬基酚（nonyl-phenol etoxylate --np-80e）的含量。用一个电流型氧电极作传感器，微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上，其测量原理是测量毛孢子菌属（trichosporum grablata）细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min，寿命为7~10天（用于连续测定时）。在浓度范围内，电信号与np-80e浓度呈线性关系，很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外，污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的，基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌（vibrio fischeri）体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌（alcaligenes eutrophus (ae1239)）中，细菌在铜离子的诱导下发光，发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中，可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前，这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母（saccharomyces cerevisiae）重组菌株作为生物元件，这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理，首先是cup1启动子被cu2+诱导，随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中，这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源，这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中，使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度，其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔，所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功，使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus，并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量，其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌（ cyanobacterium spirlina subsalsa）和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质，对三种主要污染物（重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂）的不同浓度进行了测定，均可监测到它们的有毒反应，重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术（pcr）的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用，不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器，可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上，用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大，产物为气单胞菌属（aeromonas hydrophila）的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因，这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质，目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用，目前有一种小型化dna生物传感器，能将dna识别信号转换为电信号，用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性，并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法，目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素，一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得，用于测量水中微藻素的含量，它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中，应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极，以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试，效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测，生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域，主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸，以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出，生物传感器商品化要具备以下几个条件：足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中，价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中，微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单，因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来，酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点，主要的缺点就是选择性不够好，这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外，微生物固定化方法也需要进一步完善，首先要尽可能保证细胞的活性，其次细胞与基础膜结合要牢固，以避免细胞的流失。另外，微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进，否则难于实现大规模的商品化。 总之，常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶，则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的，若生物催化需经过复杂途径，需要辅酶，或所需酶不宜分离或不稳定时，微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中，其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善，随着人们对生物体认识的不断深入，生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波，郭光美，李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学，2000，63（2）：49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学，2000，13（3）：252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology，2001， 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙，李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学，2001，20(1)：50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology，2001，5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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汽车电子技术论文范文篇二 浅谈汽车电子技术的未来发展 【摘要】汽车电子是现代汽车发展的标志。当前，汽车电子技术进入了优化人-汽车-环境的整体关系的阶段，它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展，并为汽车上的集中控制提供了基础(例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制)。汽车电子技术成就汽车工业的未来，未来汽车电子技术应在传感器技术，连通通讯，微处理机技术，多通道传输技术几方面进行突破。 【关键词】汽车;电子技术;突破 中图分类号： 文献标识码：A 0 前言 据统计，从2009年～2010年，平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。一些豪华轿车上，使用单片微型计算机的数量已经达到48个，电子产品占到整车成本的50%以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车电子是一个在全球范围都在增长的市场，一方面归功于汽车产量的增长，另一方面则是车用电子应用增多。有许多领域增长迅速：例如，一些用于提高燃料效率的动力总成技术正在研发中的。混合动力汽车是其中一种可能的方案。预计柴油引擎也将继续扩大市场份额。这些汽车中由EPCOS的压电制动器组成的压电式喷射系统可以提高15%的燃料效率。这两个例子中，辅助电子装置都将从动力总成技术发展中获益。 20世纪90年代以来，汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段。我认为未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破： 1 现代汽车电子技术的概念 汽车电子技术是建立在电子技术飞速发展基础之上的，从晶体管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路的技术进步，出现了计算机等各种各样的电子装置，汽车电子技术也随着深化与发展。信息技术的加盟使原有的汽车电子技术的内涵更加丰富。所以我们可以对现代汽车电子技术作如下基本定义：汽车本身功能性电子控制技术+应用在汽车上的电子信息类技术。 所谓电子信息类技术在汽车上的应用主要是指在汽车环境下能够独立使用的车载电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。是利用电子信息技术开发的车载计算机系统，具有信息处理、语言识别、通讯、导航、防盗、图像显示和娱乐等功能。 所谓汽车本身功能性电子控制技术主要是指由传感器、电控单元和执行器组成的，完成汽车自身需要的一定功能的自动化闭环控制系统，它与汽车本身性能密切相关。例如：电子燃油喷射系统、电子控制悬架、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制自动变速器、电子动力转向等。目前，在一些汽车上，电子装置已占整车造价的 50%以上，有的高级轿车已装有上百个微控器(MCU)。汽车电子技术已成为创造汽车价值和差异性的主动力。 2 传感器技术 汽车电子发展的第一大趋势是汽车的传感技术。由于汽车电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此，研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器，不仅要能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大和处理。同时，它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。根据传感器的作用，它检测有关汽车的温度、压力、位置、角度、转动、加速度、振动、角速度、流量、光、距离等物理量。水温、油温、排气温度，汽缸压、轮胎压、制动压等都需检测。因此，传感器在汽车上的作用是很重要的，传感技术的发展，也会带动汽车技术的发展。 3 微处理技术 汽车电子发展的第二大趋势是汽车的微处理技术。在三年前，平均每辆汽车使用大约20个微控制器，而现在平均使用40到60个。此外，汽车设计工程师仍然在想方设法提升所用芯片的性能。一个成功的汽车电子控制单元，取决于设计时对所用微处理器的选择。现代发动机和变速箱的电子控制单元一般要采用32位的CPU来处理实时算法。而在汽车的底盘，安全和车身系统等领域，就可以根据控制的复杂程度采用16位或者32位两种处理器。但是，底盘控制器在其工作的大部分时间内，要对传感器进行扫描，而CPU又必须时时刻刻能够提供相应的处理能力，能在仅仅几个毫秒的时间内完成整个判定程序判定启动。三星公司的S3C44BOX就是一种高性能处理器，我们坚信在不久的未来，高性能未处理器会在汽车控制单元中有广泛的应用，汽车的性能会有大幅度的提高。 4 连通通讯 汽车电子发展的第三大趋势是汽车的通讯连通性。如今，全世界的消费者都可以在家中和办公室享受数字电子技术和无线基础设施所带来的方便，比如手机、硬盘驱动器上的数字压缩音乐和视频、数字电视播放、Wi-Fi、音频和电视卫星广播(XM/Sirius、DirecTV)以及GPS等。现在，消费者开始希望在其汽车和卡车里享有同样的技术和通讯便利，以使驾驶过程更加高效、方便、充满情趣。GPS导航、车载信息服务(嵌入式手机和 其它 双向无线链接所带来的自动电信)、卫星广播以及后座电视等产品和技术就是顺应这一趋势的最好例证。我们已经清楚地看到，现在汽车中通讯连通性使用的比较广泛。相信随着通讯技术的不断发展，其在汽车领域中的应用也更加普遍，汽车驾驶也会越来越方便，高效。 5 多通道传输技术 汽车电子发展的第四大趋势是汽车的多通道传输技术。多通道传输技术，多通道传输技术的采用，对电子控制集成化的实现是十分必要和有效的。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分享汽车中心计算机的信息。随着信号处理技术的不断发展，DSP的处理能力越来越强大，可以对多个通道数据进行信号采样和数据传输成为数字信号处理的瓶颈。而伴随着电子技术和信号处理技术的快速发展，多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分离汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其他单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口，以便与多通道传输系统相联系。一旦多通道传输技术应用于汽车领域中，它可使汽车中各部件联系的更加紧密和顺畅，汽车的控制和检测系统的性能会有大幅度的提高。 6 结束语 随着社会进入信息网络时代，汽车设计主要解决的问题仍将是安全和环保。电子技术的快速发展，为汽车向电子化、智能化、网络化、多媒体的方向发展创造了条件。汽车不仅仅是一种代步工具，它已同时具有交通、娱乐、办公和通讯的多种功能。汽车的电子化使汽车工业步入了数字化时代。随着数字技术的进步，汽车也将步入多媒体时代。利用windows 操作系统 开发的车载计算机多媒体系统，具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能。不久的将来，汽车装置自动导航和辅助驾驶系统，驾驶员可以把行车的目的地输入到汽车电脑中，汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的地。人们还可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施。 参考文献 [1]姚建琦.多信道信号采样和数据传输的一种实现 方法 [J].现代电子技术,2007(03). [2]李林,郑望. 汽车电子新技术[J].汽车运用,2008(05). [3]袁人宏.汽车电子技术与产业并举[J].计算机世界,2005(21). 看了“汽车电子技术论文范文”的人还看： 1. 汽车电子技术专业自荐信范文3篇 2. 电子技术论文范文大全 3. 电子技术论文范文 4. 电子科技论文范文 5. 机电液一体化在汽车上的应用论文