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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着工业化带来的全球各国经济发展水平的快速提高，各国城市化发展进程的加快，人们对车辆的拥有量也越来越大，由此而来的是造成城市道路交通问题日益严峻。由于基础设施建设的落后不足，城乡发展水平差距较大，当今社会城市道路交通拥堵情况较为严重，在很多国内外大中小城市中，早晚高峰时，机动车辆的平均行驶速度甚至出现了比人群步行还慢的情况，因而工作人士在上班道路遇到的拥堵问题而造成的时间浪费就相当的大，如遇到应急车辆（救护车、消防车）需要紧急行动时，遇到交通堵塞，造成的损失将难以估计。当遇到突发的交通堵塞情况时，我们应当采取合理规划交通的措施，降低交通堵塞所带来的损失。由于交通恶劣的情况使得人们对能源的浪费情况变得越来越严重，资源的有效利用率也随之逐渐降低。据一项调查统计显示，全球各国和地区在每年大约会有将近120万人在道路交通事故的发生中丧失了自己的生命，而交通安全事故的发生给人们带来的对生命财产的损失，使若干家庭遭受经济上和心理生理上的沉重打击，有时甚至严重影响到了社会治安；由此带来的噪声问题和环境污染情况等问题也变得越来越难以处理和解决，已经深深地影响到了人们日常生活的质量。

近年来，交通道路问题越来越引起了人们的重视，在十字交叉路口，主要通过了红绿灯来进行交通指挥和管理。对道路交通的控制相当必要，也给智能交通领域的发展和普及带来了突破性和创新性的发展，其重要组成部分是关于控制，所研究的核心问题就是通过计算机、通信等技术来进一步处理人、车辆、道路三者之间的关系，最终能够实现高效利用道路资源、节约能源、节省时间提高效率、降低道路的使用负荷、保护和爱护环境的目标

国内外研究现状

智能交通系统(intelligent transportation system，简称its)是进入新的世纪以来相关研发的先进交通系统所发展而成的产物。工程师有效地去把已经发展成熟的信息科学处理技术、精准的数据通讯与传输技术、发达可靠的相关电子传感器技术、先进的控制技术及处于不断发展中的计算机技术等科学技术结合起来，用以管制交通。

2. 研究的基本内容

本设计主要通过使用相关的可编程逻辑器件（FPGA）、运用硬件描述语言(Verilog HDL)来设计，开发环境具体采用的是Quartus II软件，转变了以往传统所采用的较为繁琐的设计思路，采用了自顶而下的设计思路和方法，来实现并完成一个完整的智能交通灯控制系统的软件与硬件设计的方案。该交通等系统的功能在于能明确合理地向车辆和行人展示交通的状态、能否通行以及所剩时间等信息。该系统通过增加设置了压力传感模块来检测到当前是否遇到了交通堵塞，可根据实际来修改或延长红绿灯设定值来调理和疏导交通运行。

本论文主要从这几个具体的方面来具体详细地叙述基于FPGA来设计的交通灯系统设计的总体流程与方案：介绍选择做这个课题的原因及其意义，国内外ITS的发展情况与前景的分析，介绍与该设计研究的课题所相关的软硬件技术；提出本次设计所要实现的具体的功能和要求，对所选用的研究方法进行比较与分析，确定操作所使用的方案；硬件设计模块，涵盖了整个系统主控制芯片与各个外接模块的具体内容和相关原理进行介绍；软件模块，介绍了开发环境相关知识，硬件描述语言的选择，具体各个模块的软件功能设计；对系统设计的软硬件功能进行调试与分析，检验其是否满足设计的要求；对本次设计进行总结与归纳。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

通过基于fpga来设计这个电路系统，对系统功能进行结构化的分析与划分，采用自顶向下的设计思维，基于verilog hdl这一编程语言来实现对该交通信号灯系统的设计。通过模块化地使用verilog hdl来编写程序，并且利用quartus Ⅱ开发环境来对所编写的程序进行仿真与调试，最终得到相应的仿真结果并且在实物上得以完整的演示。

4. 参考文献

[1]沈晟.基于fpga的交通灯控制系统的设计与实现[d].昆明:昆明理工大学,2010.

[2]罗勇,韩晓军.基于fpga的交通灯控制与实现[j].电子器件,2008,31(3):976-978.

[3]武玉华,周玉坤,秦源,王红红.交通信号灯控制电路的fpga设计[j].微计算机信息,2008,24(1-2):199-200.