FPGA驱动的抗干扰太阳能交通信号灯控制器设计

本文主要探讨了在现代交通信号控制领域中，如何利用Field-Programmable Gate Array (FPGA) 技术来设计一款创新的太阳能驱动的交通信号灯控制器。传统的太阳能交通信号灯控制系统通常依赖于单片机作为主控单元，并通过无线通信技术，如无线传输线路，连接主控制器和从控制器，以协调红绿灯的切换。然而，这种无线连接方式在面对车辆通过交叉路口时产生的电子干扰时，可能会导致通信不稳定甚至故障。 作者聂明旺和刘杰，来自福州大学物理与信息工程学院，提出了一种解决方案，即完全采用FPGA进行从控制器的设计。FPGA作为一种可编程逻辑器件，能够提供高度灵活性和定制化能力，使得从控制器在硬件层面更加纯净，减少了对复杂软件的依赖。他们选择CAN (Controller Area Network) 传输线作为数据通信接口，因为CAN协议以其高抗干扰性、低误码率和实时性强的特点，特别适合在这种环境条件下确保信号传输的稳定性和可靠性。 CAN传输线的使用确保了在电子干扰环境下信号的可靠传递，避免了无线连接可能遇到的问题。通过FPGA的精确控制，无论是信号的定时、序列还是逻辑处理，都能在硬件层面得到优化，提高了系统的整体性能和鲁棒性。本文还涵盖了设计过程中的详细步骤，包括理论分析、模型仿真、硬件设计以及实际的系统测试，最终实现了主控制器与从控制器之间稳定的有线连接和数据交换。 本文的研究成果对于提高太阳能交通信号灯系统的稳定性和效率具有重要意义，也为其他类似应用场景中FPGA技术的应用提供了有价值的参考案例。同时，它也反映了随着技术的发展，FPGA在智能交通系统中的潜在应用价值正在被越来越多地发掘和利用。