章杰

摘要：LabVIEW作為最流行的虛擬儀器開發(fā)平臺，數(shù)據(jù)采集、圖像處理與分析是其特點，本文以交通燈的分析與處理為例，構建一個基于LabVIEW的交通燈模擬系統(tǒng)。

關鍵詞：LabVIEW 交通燈 人行道

1 概述

實現(xiàn)十字路口信號燈控制系統(tǒng)有許多途徑，譬如說，編程控制器、單片機、標準邏輯器件等均可達到這種目的。隨著計算機技術的日新月異，在數(shù)據(jù)的收集、自動測試和儀器控制等方面，虛擬儀器技術起了十分重要的作用，成功推動了測試系統(tǒng)和測量控制的設計方法與實現(xiàn)技術的發(fā)展，使得理論與實際得到了完美的結合。于是LabVIEW的智能交通燈控制系統(tǒng)誕生了，這個系統(tǒng)使得紅、黃、綠3種顏色的燈能夠交替點亮，用來提示指揮車輛和行人通行，使交通燈工作狀態(tài)得到了監(jiān)控。虛擬儀器是在計算機的基礎上發(fā)明的儀器。計算機和儀器的密切結合是目前儀器發(fā)展的一個里程碑。其中一種結合方式是儀器內植入計算機，舉一個例子就是所謂的智能化儀器。如今計算機功能越來越強大，不過其體積卻變得越來越小，智能儀器的功能也日益強大，目前已經出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是計算機內植入儀器。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為基礎，使得各種儀器功能得以實現(xiàn)。

2 設計方案的實現(xiàn)

2.1 前面板設計 前面板是VI的用戶界面。創(chuàng)建VI時，通常應先設計前面板，然后在前面板上創(chuàng)建輸入/輸出任務。本設計中前面板比較簡單，只需要用兩盞燈、1個LED邏輯和等待時間、一個停止按鍵即可。其中的兩盞燈紅、綠各一盞，在控件選板中選擇指示燈，將它放在前面板合適的位置，單擊鼠標右鍵，更改指示燈的屬性，改變指示燈的大小，改變其顏色，分別設置為紅綠，將兩個指示燈拖到前面板上，做出一個合適的指示燈。依同樣的步驟可以做好另外一個，再用框將這組燈框起來，做成一個交通燈。在交通燈合適的位置放置一個數(shù)值顯示控件作為交通燈的計時器。在前面板合適的位置放置一個開關按鈕控制循環(huán)的停止。這樣交通燈系統(tǒng)的前面板就做好了。（見圖1）

2.2 程序框圖 首先，交通燈每工作一個周期的時間為90秒。在這個設計中計時是用一個“編程-定時”中的“時間計數(shù)器”的控件。毫秒計數(shù)器對時間信號計數(shù)，要產生一個一秒為單位的時間信號，所以還得用毫秒計數(shù)值除以1000，取商得到以秒為單位的時間信號，再把取得的商除以90，取得的余數(shù)作為一個循環(huán)周期?？丶D標如圖2。

2.3 程序結果

對同一路口燈亮順序的控制，紅綠燈的亮燈順序是固定的，即假設初始狀態(tài)為紅燈接下來是綠燈。在LabVIEW平臺下，由于順序框架比較靈活，在編輯狀態(tài)時，改變條件順序結構各框架的順序顯得十分簡便。綜上所述，該模塊是依靠順序結構使得信號燈交替點亮。這次設計的十字路口交通燈有以下幾種運行狀態(tài)：

運行狀態(tài)一：北右燈和東左燈為綠燈。所有人行橫道為紅燈（30）秒（如圖3）；

運行狀態(tài)二：北直燈和東右為綠燈，南北的人行橫道為綠燈（30秒）（如圖4）；

運行狀態(tài)三：北左燈和東直為綠燈，東西的人行橫道為綠燈（30秒）（如圖5）。

3 結束語

通過這次設計，可以歸納出使用LabVIEW的一些要點。第一點比較基礎，就是要了解每個控件的作用、怎么使用以及它們在軟件中具體的位置。LabVIEW的控件這么多，單元這么多，在不知道每個單元的用途的前提下，根本無法正確地使用它們，只有掌握了各個控件的正確用途，我們才能充分發(fā)揮它的作用并準確使用它。第二，LabVIEW可以將各種實體儀器全部在電腦上虛擬化，只要我們清楚本次設計的目的是做什么，就可以快速找出需要的控件和單元。這樣一來，既能正確地添加所需要的單元，又不會顯得復雜累贅。

參考文獻：

[1]黃松嶺.虛擬儀器設計基礎教程[M].清華大學出版社，2008.

[2]馬小青，侯亞玲.基于LabVIEW的頻移鍵控調制解調系統(tǒng)仿真設計[J].價值工程，2012（31）.

[3]莫嬌，陳如清，鄭倩云，張偉.基于LabVIEW的雙通道虛擬示波器設計[J].價值工程，2013（01）.