I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.  14 ,   No .   1 Ma r ch   20 25 ,   p p .   48 ~ 59   I SS N:  2089 - 4864 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 1 4 . i 1 . pp 48 - 59          48       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   Desig n and  i m ple m en tatio n of  s m a rt  t ra ff ic  light con troller w ith  e m e rg ency  vehicl e det e ction o FP G A       No Sh a ha ni m   M o ha m a d H a dis ,   Sa m iha h A bd ul la h,  M u ha mm a d A m ee r ul Sy a f iqi Abdu Su k o r,   I rn H a m iza   H a m za h,  Sa m s u l Se t u m in,  M o ha m a Niza m   I br a hi m ,   Azw a t i A z m in   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   S t u d i e s,  C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t i   T e k n o l o g i   M A R A   C a w a n g a n   P u l a u   P i n a n g ,   P u l a u   P i n a n g ,   M a l a y s ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   5 ,   2 0 2 4   R ev i s ed   A u g   1 4 ,   2 0 2 4   A cc ep ted   A u g   3 0 ,   2024       In c re a se d   traff ic  v o lu m e re su lt in g   f ro m   u rb a n iza ti o n ,   in d u striali z a ti o n ,   a n d   p o p u lati o n   g ro w th   h a v e   g iv e n   rise   to   c o m p lex   issu e s,  in c lu d i n g   c o n g e stio n ,   a c c id e n ts,  a n d   traf f i c   v io latio n a in ters e c ti o n s.  In   th e   a b se n c e   o f   a   f u n c ti o n a sm a rt  traff ic   li g h s y ste m ,   traff i c   c o n g e stio n   o c c u r d u e   to   im b a lan c e d   tra ff ic  f lo w   a in ters e c ti o n s.  Cu rre n traf f i c   m a n a g e m e n lac k s   p ro v isio n f o e n su ri n g   th e   u n o b stru c ted   m o v e m e n o f   e m e rg e n c y   v e h icle s,  e v e n   a   s m a ll   d e la y   f o w h ich   c a n   h a v e   sig n if ic a n c o n se q u e n c e s.  T h is  p a p e p re se n ts  a   s m a rt  tra ff ic  li g h c o n tro ll e d e v e lo p e d   u si n g   V e ril o g   h a rd w a re   d e sc rip ti o n   lan g u a g e   (HD L )   in   Qu a rtu P rim e   2 1 . 1   a n d   Qu e sta   In tel  f ield   p ro g ra m m a b le  g a te  a rra y   (F P GA )   S tarte E d it i o n   2 0 2 1 . 2 ,   a n d   im p lem e n ted   o n   a n   A lt e ra   DE2 - 1 1 5   F P G A .   T h e   c o n tro ll e is  d e sig n e d   sp e c if ica ll y   to   d e tec e m e r g e n c y   v e h icle   a f o u r - w a y   in ters e c ti o n f o in p u ts  ra d io   f re q u e n c y   id e n ti f ica ti o n   (RF ID)   re a d e rs  a n d   in f ra re d   (IR)  se n so rs .   T h e   RF ID   re a d e rs  a n d   IR  se n so rs  a re   m a n a g e d   th ro u g h   sli d e   sw it c h e o n   th e   F P G b o a rd .   T h e   sm a rt  traff ic  li g h c o n tro ll e r   c o n tain th re e   s u b - m o d u les c lo c k   d iv isio n ,   c o u n ter ,   a n d   f in it e   sta t e   m a c h in e   (F S M )   o p e ra ti o n ,   e n a b li n g   it   to   m a n a g e   tra ff ic  in   sc e n a rio w it h   e m e r g e n c y   v e h icle s,  h ig h   traf f i c   d e n sity ,   a n d   lo w   traff ic  d e n sit y .   T h is  p ro p o se d   sy st e m   c a n   a ll e v iate   in ters e c ti o n   c o n g e stio n   b y   c o n tro ll in g   a c c e ss   a n d   a ll o c a ti n g   ti m e   e ffe c ti v e l y .   In   c o n c lu si o n ,   t h e   p r o jec e n su re s th e   s m o o th   p a ss a g e   o f   e m e rg e n c y   v e h icle s b y   c o n ti n u o u sly   m o n it o ri n g   th e ir  p r e se n c e   a n d   g iv in g   th e m   p rio rit y   in   traf f i c   f lo w .   K ey w o r d s :   A lter DE 2 - 115   E m er g e n c y   v e h icle  d etec tio n   Field   p r o g r am m ab le  g ate  ar r ay   Har d w ar d escr ip tio n   lan g u ag e   T r af f ic  lig h t c o n tr o ller   Ver ilo g     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sa m i h a h   A b d u lla h   E lectr ical  E n g i n ee r i n g   Stu d ie s ,   C o lleg o f   E n g i n ee r i n g   Un i v er s iti T ek n o lo g i M A R A   C a w an g a n   P u lau   P in a n g   P er m ata n g   P au h   C a m p u s 1 3 5 0 0   P u lau   P in an g ,   Ma la y s ia   E m ail: sa m i h a h . ab d u lla h @ u it m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   T r af f ic   h as  in cr ea s ed   d r a m atica ll y   b ec au s o f   u r b an is atio n ,   in d u s tr ialis a tio n   an d   p o p u latio n   d ev elo p m en t.  A cc o r d in g   to   Ma la y s ia  T r an s p o r tatio n   Stati s tics   2 0 2 2 ,   to tal   n u m b er   o f   la n d   tr an s p o r tatio n   in   Ma la y s ia  f o r   y ea r   2 0 2 2   is   r ec o r d ed   as  3 5 , 0 9 2 , 7 3 7   [ 1 ] .   I n   M ala y s ia,   la n d   tr an s p o r tatio n   in clu d es  m o to r c y cle s ,   ca r s ,   b u s es,  ta x is ,   lo r r ies  a n d   o th er   v e h icles  i n cl u d in g   e m er g e n c y   v eh ic les  [ 1 ] .   T r af f ic  li g h t s   p la y   cr u cial  r o le  in   tr af f ic  co n tr o l.  T r af f ic  lig h ts   ar s i g n ali n g   d ev ices  th at  ar p o s itio n ed   at  in ter s e ctio n s   an d   u s ed   to   m an a g t h f lo w   o f   tr af f ic  o n   th r o ad   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   T h v ast   m aj o r it y   o f   tr af f ic  li g h t s   wo r ld w id r u n   o n   p r ed ef in ed   ti m e d   cir cu i [ 2 ] .   Veh icle s   o n   th e   r ed   lig h t   s id e   m u s t   o cc asio n al l y   w ait  f o r   t h g r ee n   lig h t   ev e n   th er is   lit tle  o r   n o   tr af f ic.   I lead s   in   w as te  o f   v a lu ab le  t i m e.   Am b u la n ce s ,   f ir tr u c k s   an d   p o lice  p atr o ls   a m o n g   o th er s   ca n n o a f f o r d   to   lo s ti m e   w aiti n g   at   tr a f f i lig h ts .   W it h   t h i n cr ea s i n   tr af f ic  co m es   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   s ma r t tra ffic lig h t c o n tr o ller   w ith   …  ( N o r   S h a h a n im  Mo h a ma d   Ha d is )   49   e m er g e n ce   o f   s le w   d i f f icu lti es  s u c h   as  tr a f f ic  co n g e s tio n s ,   ac cid en ts   an d   v io latio n s   o f   tr af f ic  r u les  at  b u s y   in ter s ec tio n s .   C o n g e s tio n   is   m aj o r   is s u in   m a n y   p lace s   th r o u g h o u th w o r ld   to d ay .   T r a f f ic  co n g e s tio n   is   a   m aj o r   elem e n in   t h d ela y   in   th u tili s atio n   o f   e m er g e n c y   v eh ic les  [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h is   t y p o f   tr af f ic  co n g est io n   w a s   m o s co m m o n   n ea r   tr a f f i lig h i n ter s ec tio n s   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   C o n g esti o n   d ev elo p s   w h en   th er is   n o   f u n ctio n in g   sm ar t tr a f f ic  li g h t c o n tr o ller   s y s te m .   T h p r o b lem   ar i s es a s   r esu lt o f   an   i m b ala n ce   i n   tr af f ic  cir cu latio n   at  th e   cr o s s in g s   r es u lti n g   in   s u b s ta n tial  co n g e s tio n   i n   th a f f ec ted   d ir ec tio n s   [ 6 ] .   T h ex is tin g   t r af f ic  m a n ag e m e n t   m et h o d   d o es n o t in clu d p r o v is io n   f o r   g u ar an tee in g   t h s m o o th   p ass ag o f   e m er g e n c y   v e h icles  [ 7 ]   T h ese   e m er g e n c y   v e h icle s   r eq u ir s y s te m   t h at  w il allo w   t h e m   to   cr o s s   th t r a f f ic  li g h ts   s af el y   a n d   w it h o u d ela y   [ 8 ] B ad ir u za m an   e a l.  [ 8 ]   p u b lis h ed   r esear ch   ar ticle  t h at  r ev ie w s   th p er f o r m a n ce   o f   e m er g e n c y   r esp o n s e   tea m s   ( E R T )   in   Ma la y s ia.   E x is tin g   e m er g e n c y   v e h icle  p r io r ities   s y s te m   in   Ma la y s ia   u n ab le  to   allev iate  tr af f ic  co n g esti o n   is s u es  [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h ar ticle  p u f o r w ar d   r ec o m m en d at io n   to   en h a n ce   th e   e m er g e n c y   r esp o n s s y s te m ,   w it h   t h g o al  o f   aid in g   e m er g en c y   p r o v id er s   in   m ee t in g   in t er n atio n al  s ta n d ar d s   f o r   e m er g e n c y   r esp o n s ti m e s   [ 8 ] T h is s u o f   e m er g e n c y   v e h icles  b ein g   o b s tr u cted   m a y   b av o id ed   b y   estab lis h in g   tr af f ic  li g h s y s t e m   th a h as  t h ca p ab ilit y   o f   d etec tin g   e m er g e n c y   v e h icle s   an d   co n tr o llin g   th e   tr af f ic  lig h co n d it io n s .   T h er ar lo ts   o f   r esear ch   o n   th e   tr af f ic  l ig h c o n tr o ller   i n v e s t ig ated   f o r   m u lt ip le   j u n ctio n s   tr af f ic  li g h t s u ch   as t h r ee - j u n ctio n s   ( T - j u n ctio n )   [ 1 0 ] [ 1 2 ]   an d   f o u r - j u n ctio n s   [ 1 3 ] [ 1 9 ]   I n   2 0 2 1 ,   Sh a m s u d d in   et  a l.  [ 2 0 ]   p u b lis h ed   r esear ch   p ap er   ab o u tr af f ic  li g h co n tr o ller   ( T L C )   u s i n g   DE - 1 0   Nan o   in te g r ated   w it h   E SP   8 2 6 6   W i - Fi  m o d u le  f o r   in ter n et  o f   th i n g s   ( I o T )   im p le m en ta tio n .   T h co n tr o ller   d etec ts   e m er g e n c y   v eh ic le  u s i n g   a u d io   an d   v id eo ,   w h ile  e m er g en c y   v e h icle  d r iv er   ca n   v ie w   t h e   in ter s ec tio n   s tat u s   u s in g   B l y n k   A p p s   to   g u id d r iv er   eit h er   s av to   p ass   th r o u g h   t h i n ter s ec tio n   o r   n o t.   Ho w e v er ,   th d etails  o n   h o w   th au d io   an d   v id eo   d etec tio n   f o r   em er g en c y   v eh icle  i s   n o t   clea r ly   p r ese n ted .   Han   an d   L in   [ 2 1 ]   h as  d ev e lo p ed   an   in tellig e n tr a f f ic  l ig h co n tr o ller   ( I T L C )   u s in g   Ver ilo g   h ar d w ar e   d escr ip tio n   lan g u a g ( Ver ilo g   HDL )   t h at  s av e s   ti m b y   d is p er s in g   s i g n al  ti m in g   b ased   o n   r o ad   w id t h .   Ho w e v er ,   th er is   n o   p r o v is io n   to   d etec t   th p r ese n ce   o f   an   a m b u la n ce   to   e n s u r s m o o th   a m b u lan ce   tr an s p o r tatio n .   Dilip   et  a l.   [ 2 2 ]   d ev elo p ed   an   in n o v at iv tr af f ic  lig h co n tr o ller   b ased   o n   f ield   p r o g r a m m ab l e   g ate  ar r a y   ( FP G A )   t h at  co n tr o ls   tr af f i c   li g h t s   b ased   o n   tr af f i d en s it y .   T h is   p ap er ,   h o w e v e r ,   d o es  n o p r o v id an   ac ce p tab le  d u r atio n   f o r   th g r ee n   s i g n al   d ep en d in g   o n   t h e   d en s it y .   co n d itio n   f o r   t w o   o r   m o r r o ad s   h av e   th s a m v o lu m o f   tr af f ic  w a s   n o f u ll y   co n s id er ed .   Sab r et  a l.   [ 6 ]   h as  cr ea ted   tr af f ic  lig h co n tr o ller   s y s te m   t h at  u tili s es  FP G A   tech n o lo g y   to   co n tr o an d   allo ca t ef f ec ti v p er io d s   o f   tim to   v ar io u s   u s er s   w it h   th g o al  o f   r ed u cin g   o r   eli m in atin g   d if f ic u ltie s   at  j u n ctio n s .   T h s y s te m   r ep r esen t s   s li g h ad v an ce   o v er   t h e   cu r r en b asic  f i x ed - ti m ap p r o ac h   tr af f ic  li g h co n tr o ller ,   it  o n l y   co n v er ts   to   f le x ib le - ti m e   b ased   tr af f ic  lig h t.   Sin g h   an d   Dan ie [ 2 3 ]   cr ea ted   an   FP GA  i m p le m e n tatio n   o f   2 4 - h o u r   ad v an ce d   tr a f f ic  li g h co n tr o ller   s y s te m   b ased   o n   r o ad   in ter s ec tio n   co n g e s tio n .   Ho w ev er ,   th tec h n o lo g y   to   d etec tr af f ic  an d   allo ca te  tim f o r   ea ch   s ig n al  at  tr a f f ic  l ig h t s   w as n o p r esen ted .   T h ti m zo n is   al s o   b ased   o n   ass u m p tio n s .   Hu m a y u n   et  a l.  [ 2 4 ]   in tr o d u ce d   an   e m er g en c y   v eh ic le  m a n ag e m e n s o l u tio n   ( E VM S)  t h at  u tili ze s   I o T   s en s o r s ,   GP S,   5 G,   an d   cl o u d   co m p u t in g   to   d eter m i n an   ef f icie n v eh icle - p a s s i n g   s e q u en ce ,   p r io r itizin g   e m er g e n c y   v e h icle s   at  j u n ct io n s   to   m in i m ize  d ela y s   wh ile  m i n i m izi n g   t h i m p ac t   o n   r eg u lar   tr a f f ic.   Ho s s ei n za d eh   et  a l.   [ 2 5 ]   p r esen t s   tr af f ic  co n tr o s ch e m e,   w it h   b o th   ce n tr alize d   an d   d ec en tr alize d   ap p r o ac h es.  T h r esear ch   aim ed   at  m iti g ati n g   co n g esti o n   in   n e t w o r k   o f   i n ter co n n ec ted   lan es /r o ad s ,   p r io r itizin g   ef f icie n r o u ti n g   f o r   em er g en c y   v e h icle s ,   an d   th r o u g h   s i m u lat io n s ,   d e m o n s tr ate s   s ig n i f ica n t   r ed u ctio n s   i n   e m er g en c y   v e h i cle  tr av el  ti m e s   o f   u p   to   5 0 f o r   th ce n tr alize d   s c h e m a n d   u p   to   3 0 f o r   th d ec en tr alize d   s ch e m w ith o u ca u s i n g   co n g es tio n   i n   o th er   lan es.  T h is   p ap er   in tr o d u ce s   E MV   lig h t ,   d ec en tr alize d   r ein f o r ce m e n l ea r n in g   f r a m e w o r k   t h at   s i m u l tan eo u s l y   o p ti m izes  d y n a m ic  r o u tin g   an d   tr af f ic   s ig n al  co n tr o f o r   e m er g e n c y   v eh icle s   in   r ea ti m e,   s ig n i f i ca n tl y   r ed u c in g   tr av el  ti m es  f o r   b o th   e m er g e n c y   v eh ic les  an d   n o n - e m er g e n c y   v eh ic les  w h i le  o u tp er f o r m i n g   tr ad itio n al  tr an s p o r tatio n   en g in ee r in g   tech n iq u e s   an d   ex is tin g   r ein f o r ce m e n t le a r n in g - b ased   s i g n al  co n tr o m et h o d s   in   e x p er i m e n ts   [ 2 6 ] .   I n   th i s   p ap er ,   a   s m ar tr af f ic   lig h co n tr o ller   w it h   e m er g e n c y   v eh ic le  d etec tio n   is   d esi g n ed   u s i n g   Ver ilo g   HD L   a n d   i m p le m e n te d   o n   A l ter DE 2 - 1 1 5   FP GA .   FP GA   i s   s u p er io r   to   m icr o co n tr o ller   in   t er m s   o f   in p u an d   o u tp u p o r c o u n t,  im p r o v ed   p er f o r m a n ce ,   h i g h   s p ee d ,   an d   d esig n   f le x ib ilit y   [ 2 2 ] .   T h is   d esig n ed   s y s te m   d etec t s   s in g le  e m er g en c y   v eh ic le  at  f o u r - w a y   tr a f f ic  lig h i n ter s ec tio n   an d   co n t r o ls   th tr af f ic  lig h co n d itio n s   f o r   s m o o th   tr a f f i f lo w .   T h d esig n s   f u n cti o n alit y   w a s   v er i f ied   u s in g   Qu esta Si m s   ti m i n g   s i m u lat io n   d iag r a m   an d   an   A lt er DE 2 - 1 1 5 .   T h s m ar tr af f i lig h co n tr o ller   f o r   em er g en c y   v eh icle  d etec tio n   w il p r io r ities   th em er g en c y   v eh icle  g o i n g   t h r o u g h   th t r af f ic  li g h t.  I f   th e m er g e n c y   v eh icle  is   g i v en   p r ec ed en ce ,   th o u tco m w il l   b d r asti ca ll y   d if f er en t.  Mo r liv es  ca n   b s av ed ,   an d   p eo p le' s   s a f et y   ca n   b g u ar a n teed .   Nex t,  th o r ig in a l   r o le   o f   tr af f ic  lig h t s   is   to   en s u r e   th s m o o t h   f u n c tio n i n g   o f   th r o ad   f lo w   an d   th s a f et y   o f   t h r o ad   u s er .   T h is   p r o j ec i m p r o v es  p r ese n o p er atio n s   w h i le  also   e n s u r i n g   t h s a f et y   o f   r o ad   u s er s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  14 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 48 - 59   50   2.   M E T H O   T h p r o p o s ed   s m ar tr a f f ic  l ig h co n tr o ller   f o r   e m er g en c y   v e h icle  d etec tio n   ca n   id en ti f y   t h p r esen ce   o f   s i n g le  e m er g e n c y   v e h ic le  as  w ell  a s   t h tr a f f ic   co n g esti o n   o n   f o u r - w a y   tr a f f ic   lig h i n ter s ec tio n .     Fig u r 1   d ep icts   th la y o u o f   th f o u r - w a y   tr af f ic  li g h i n ter s ec tio n   i n s tal led   w i th   i n f r ar ed   ( I R )   an d   in p u t s   r ad io   f r eq u en c y   id en ti f icatio n   ( R FID )   r ea d er s .   T h l o ca tio n   o f   tr af f ic  li g h ts ,   I R   s en s o r s ,   R FID   r ea d er s   as  w ell   as  th d is tan ce   b et w ee n   th e m   s h o w n   in   th la y o u t.  R o ad   in ter s ec tio n   w it h   f o u r   lan es  is   lab el led   as  No r th ,   E ast,  So u t h ,   an d   W est.  T h is   p r o j ec em p lo y s   f o u r   tr af f ic  l ig h ts ,   f o u r   R FID   r ea d er s   an d   ei g h I R   s e n s o r s .   T h r ed   s q u ar b o x   r ep r esen ts   t h e   tr af f ic  li g h t,  t h y ello w   s q u ar b o x   r ep r esen ts   th I R   s e n s o r ,   an d   t h g r ee n   s q u ar b o x   r ep r esen ts   t h R F I r ea d er .   R FID   r ea d er s   ca n   id en tify   t h p r esen ce   o f   a n   e m er g e n c y   v e h icle  w it h i n   1 0 0   m eter   r ad iu s ,   w h ile  th n u m b er   o f   ac ti v I R   s e n s o r s   d etec ts   th tr a f f ic  d en s it y .   On ce   th R FID   r ea d er   d etec ts   th e m er g e n c y   v eh ic le’ s   u n iq u R FID   ta g ,   th g r ee n   li g h f o r   th d etec ted   lan w ill  b tu r n ed   o n   f o r   at  least  5 0   s ec o n d s   to   allo w   e m er g en c y   v e h icle  to   p ass   b y .   W h ile  f o r   th I R   s en s o r ,   th n u m b er   o f   ac tiv ated   s e n s o r s   o n   ea ch   la n e   w ill  d eter m in t h ti m in g   d u r atio n   f o r   th g r ee n   lig h f o r   th at  lan as  tab u lated   i n   T ab le  1 .           Fig u r e   1 .   Fo u r - w a y   tr af f ic  li g h t in ter s ec tio n   w it h   s e n s o r s       T ab le  1 .   Gr ee n   lig h t ti m i n g   d u r atio n   b ased   o n   th n u m b er   o f   ac tiv ated   I R   s e n s o r s   N o .   o f   a c t i v a t e d   I R   se n so r s   T i mi n g   d u r a t i o n   f o r   g r e e n   l i g h t   ( se c o n d )   T r a f f i c   d e n s i t y   0   0   Z e r o   d e n si t y   1   15   L o w   d e n si t y   2   30   H i g h   d e n si t y       T h to p   lev el  w ith   i n ter n al  ar ch itect u r o f   s m ar tr a f f ic  lig h co n tr o ller   f o r   e m er g e n c y   v e h icl e   d etec tio n   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   2 .   T h to p   lev el  r ep r esen ts   th b lo ck   d iag r a m   o f   th tr a f f ic  li g h co n tr o ller   s y s te m   w it h   R FID   r ea d er s   a n d   I R   s e n s o r s   u s ed   as  in p u ts   w h ile  li g h t - e m i tti n g   d io d es  ( L E Ds)  ar u s ed   as  o u tp u ts .   E ac h   la n is   eq u ip p ed   w ith   o n R FID   r ea d er ,   t w o   I R   s en s o r s   a n d   th r ee   L E D s g r ee n ,   y e llo w ,   an d   r ed .   An o th er   i m p o r ta n in p u ts   in clu d ed   in   th s m ar tr af f ic  lig h co n tr o ller   is   clo ck   in p u w h ic h   u s ed   to   s y n ch r o n is ed   t h co n tr o ller   o p er atio n s   an d   r eset  i n p u w h i ch   u s ed   to   r eset  th o p er atio n   to   in i tial  s tate.   clo ck   f r eq u en c y   o f   5 0   MH f r o m   t h A lter DE 2 - 1 1 5   FP G A   is   u s ed   in   th i s   d esig n   as  m aster   clo ck   in p u t.   T h 5 0   MH m a s ter   clo ck   is   r ed u ce d   to   1   Hz  b y   t h clo ck   d iv is io n   s u b - m o d u le.   T h g en e r ated   1   Hz  clo ck   is   u s ed   b y   o t h er   s u b - m o d u le s   s u ch   as  co u n ter   an d   f i n ite  s tate  m a ch in ( FS M)   o p er atio n .   T h 7 - b it  co u n ter   s u b - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   s ma r t tra ffic lig h t c o n tr o ller   w ith   …  ( N o r   S h a h a n im  Mo h a ma d   Ha d is )   51   m o d u le  co u n t s   u p   at  e v er y   r i s in g   ed g o f   clo ck   an d   p r o v id e s   th e   co u n ted   o u tp u v alu e   to   th F SM  o p er atio n   s u b - m o d u le.   T h FS o p er a tio n   s u b - m o d u le  also   w ill  i n co r p o r ate  th R FID   an d   I R   i n p u t s .   T h is   p r o j ec t   ex clu s i v el y   u t ilizes  R FID   a n d   I R   tech n o lo g y   co n ce p ts .   I n   co n tr ast,  t h is   p r o to t y p r ep lace s   R FID   a n d   I R   s en s o r s   w it h   FP G A   b o ar d   s lid s w itc h es.  T h F SM  o p er atio n   w il co n d u c t h o p er atio n   a n d   g e n er ate  o u tp u t   co n d itio n s   b ased   o n   th in p u t   r ec eiv ed .   T h o u tp u cr ea ted   b y   t h FS o p er atio n   w ill  b s en to   th FP GA  b o ar d ' s   L E Ds.           Fig u r 2 .   T o p   lev el  w it h   in ter n al  ar ch itectu r o f   s m ar t tr af f ic  lig h t c o n tr o ller   f o r   e m er g en c y   v eh ic le  d etec ti on       T ab le  2   p r esen ts   co r r esp o n d in g   I R   a n d   R FID   b it s   s e g m e n tatio n   ac co r d in g   to   la n ( N o r th ,   E ast,   So u t h ,   an d   W est).   E ig h I R   i n p u ts   r ep r esen ted   b y   8 - b its   b i n ar y   i n p u w h ile  f o u r   R FID   in p u ts   r ep r esen ted   b y   4 - b its   b in ar y   n u m b er .   E ac h   b it  o f   4 - b it  R FID   r ep r esen ts   a n   in d i v id u al  e m er g e n c y   v e h icl o n   its   lan e.   R FID   b it  0   co r r esp o n d s   to   th No r th   L an e,   R FID   b it  1   co r r esp o n d s   to   th E ast  L a n e,   R FID   b it  2   co r r esp o n d s   to   th So u t h   L an e,   a n d   R FID   b it  3   co r r esp o n d s   to   th W est  L a n e.   W h ile  ea ch   2 - b it s   o f   a n   8 - b its   I R   i n p u t   w er ass i g n ed   to   ea ch   f o u r - la n s e g m en to   d escr ib th r o ad ' s   d e n s it y ,   I R   b it s   0   an d   1   co r r esp o n d   to   No r th   L a n e,   I R   b its   2   an d   3   co r r esp o n d   to   E ast  L a n e,   I R   b its   4   a n d   5   co r r esp o n d   to   So u th   L an e,   a n d   I R   b its   6   an d   7   co r r esp o n d   to   W est L an e.       T ab le  2 .   I R   an d   R FID   b its   s eg m en tatio n   ac co r d in g   to   lan e   I n p u t   si g n a l s   B i t se g me n t a t i o n   ( b y   L a n e )   W e st   L a n e   S o u t h   L a n e   Ea st   L a n e   N o r t h   L a n e   8 - b i t s I R   IR   [ 7 ]   IR   [ 6 ]   IR   [ 5 ]   IR   [ 4 ]   IR   [ 3 ]   IR   [ 2 ]   IR   [ 1 ]   IR   [ 0 ]   4 - b i t R F I D   R F I D   [ 3 ]   R F I D   [ 2 ]   R F I D   [ 1 ]   R F I D   [ 0 ]         Fig u r 3   d ep icts   th p r o j ec t' s   f lo w c h ar t.  T h is   f lo w ch ar s h o w s   t h p r o j ec t' s   o p er atin g   f l o w ,   w h ic h   b eg in s   w it h   d etec tin g   th R FI tag   ( e m er g en c y   v e h icle  i n s t alled   w it h   R FID   tag )   at  all  lan es,  b eg in n i n g   w i t h   No r th ,   f o llo w ed   b y   E ast,  So u t h ,   an d   f i n all y   W est.   T h p r esen ce   o f   an   e m er g en c y   v e h icle  w il b d etec ted   b y   an   R FID   r ea d er .   I f   a n   R FID   r ea d er   d etec ted   em er g e n c y   v e h icle  at  o n e   la n e,   th e   tr af f ic   li g h f o r   th e   d etec ted   lan w i ll  t u r n   g r ee n   f o r   5 0   s e co n d s   an d   th e   o th er   la n es   w il tu r n   r ed   f o r   th s a m p er io d .   I f   n o   e m er g e n c y   v eh ic le  is   p r esen t,  th tr af f ic  li g h co n tr o ller   w ill  co n tr o th tr af f ic  lig h co n d itio n   b ased   o n   th tr af f ic  d en s it y   ( d etec ted   u s in g   I R   s e n s o r s ) .   E ac h   lan h a s   in s talled   w i th   t wo   I R   s en s o r s .   A s   i n d icate d   in   T ab le   1 ,   th n u m b e r   o f   ac tiv a ted   I R   s e n s o r s   o n   ea c h   lan i n d icate   th tr af f ic  d en s it y   an d   ar u s ed   to   d eter m in t h ti m in g   d u r atio n   o f   th g r ee n   li g h f o r   th lan e.   T h d u r atio n   o f   th g r ee n   lig h o n   h ig h   tr af f ic  d en s it y   is   3 0   s ec o n d s ,   w h i le  o n   lo w   tr af f ic  d en s it y   i is   1 5   s ec o n d s .   I f   th No r th   tr a f f ic  lig h lan h a s   h i g h   tr a f f ic  d e n s it y ,   th No r th   tr a f f ic   lig h lan w i ll  t u r n   g r ee n   f o r   3 0   s ec o n d s   an d   th o th er   lan e s   w ill  t u r n   r ed   f o r   th s a m le n g t h   o f   t i m e.   I f   t h e   No r th   tr af f ic  li g h lan h as  l o w   tr af f ic  d en s it y ,   th No r th   tr af f ic  lig h lan w ill  t u r n   g r ee n   f o r   1 5   s ec o n d s   an d   th o th er   la n es  w ill  t u r n   r ed   f o r   th s a m le n g th   o f   ti m e.   T h en ,   if   th No r th   la n is   e m p t y ,   t h I R   s en s o r s   w il l   ex a m in t h f o llo w in g   lan e.   T h ch ec k in g   o r d er   s tar f r o m   No r t h ,   th en   E ast,  th e n   So u th ,   an d   f in a ll y   W est.   Up o n   co m p letio n   o f   ea ch   ac tio n ,   th s y s te m   w il co n ti n u o u s l y   lo o p   b ac k   to   th R FI r ea d er   d etec tio n ,   in d icati n g   t h at  it i s   co n ti n u o u s l y   m o n ito r   th p r ese n ce   o f   e m er g en c y   v e h icle.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  14 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 48 - 59   52       Fig u r 3 .   Flo w c h ar t o f   s m ar t t r af f ic  l ig h co n tr o ller   f o r   e m er g en c y   v e h icle  d etec tio n       FS Ms  ar s eq u e n tial  cir cu its   u s ed   in   w id r an g o f   d ig ital  s y s te m s   to   m a n ag s y s te m   b e h av io r   an d   d ata  f lo w   r o u tes   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ] .   T h FS e m p lo y ed   in   d es ig n i n g   th FS o p er atio n   s u b - m o d u le  is   r esp o n s ib le   f o r   d eter m i n in g   a n d   s to r i n g   th o p er atio n   s tates.  F ig u r 4   illu s tr ates  t h F SM  f o r   th e   s m ar t   tr af f ic  l ig h t   co n tr o ller .   T h o p er atio n   s tar ts   in   t h ch ec k   R FID   s ta te.   I f   an   e m er g e n c y   v eh ic le   ( E V)   is   d etec ted   ( R FID 0 0 0 0 ) ,   th lan w it h   t h E is   tu r n ed   g r ee n   f o r   at  least 5 0   s ec o n d s .   On ce   t h 5 0   s ec o n d s   h a v elap s ed ,   an d   if   th E is   n o   lo n g er   d etec ted ,   th lig h tr a n s it io n s   to   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   b ef o r r etu r n i n g   to   th ch ec k   R FID   s tate.   I f   n o   E is   d etec ted   ( R FID =0 0 0 0 ) ,   th s y s te m   m o v es  to   th c h ec k   I R   s t ate.   Her e,   tr af f ic  is   ev alu a ted   s eq u en tia ll y   f o r   th No r th   ( N) ,   E ast  ( E ) ,   So u th   ( S),   an d   W est  ( W )   lan es.  Dep en d in g   o n   tr af f ic   d en s it y ,   th g r ee n   l i g h is   ac t iv ated   f o r   eit h er   3 0   s ec o n d s   ( f o r   lo w   tr a f f ic  d en s it y )   o r   1 5   s ec o n d s   ( f o r   h ig h   tr af f ic  d en s it y ) .   A f ter   t h d esi g n ated   g r ee n   li g h d u r atio n ,   th lan tu r n s   y e llo w   f o r   5   s ec o n d s   b ef o r r ev er tin g   to   th ch ec k   R FID   s ta te.   W h ile  lan i s   g r ee n ,   th R FID   s tatu s   is   co n ti n u o u s l y   m o n it o r ed .   I f   an   E is   d etec ted   in   an y   lan d u r i n g   t h is   p er io d ,   th cu r r en g r ee n   la n w ill  s w itc h   to   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   an d   r etu r n   to   th c h ec k   R FID   s tate.   T h s y s te m   t h en   i m m ed iate l y   ac tiv ates  t h g r ee n   lig h t   f o r   t h la n w i th   t h d etec ted   E V,   en s u r in g   th a t e m er g en c y   v eh ic les al w a y s   r ec ei v p r io r ity .           Fig u r e   4 .   FS o f   s m ar t tr af f ic   lig h t c o n tr o ller   f o r   e m er g en c y   v eh icle  d etec tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   s ma r t tra ffic lig h t c o n tr o ller   w ith   …  ( N o r   S h a h a n im  Mo h a ma d   Ha d is )   53   As  d ep icted   in   Fig u r 5 ,   th h ar d w ar o f   t h s m ar tr af f ic   lig h co n tr o ller   f o r   em er g e n c y   v e h icle  d etec tio n   is   i m p le m en ted   u tili zin g   a n   Alter DE 2 - 1 1 5   b o a r d .   On   b r ea d b o ar d ,   f o u r   tr af f ic   lig h t s   m o d u le s   ar attac h ed   to   t h FP GA  b o ar d   to   s i m u la te  t h tr a f f i li g h c o n tr o ller   at  f o u r - w a y   tr af f ic   lig h in ter s ec tio n ,   n a m e l y   No r th ,   E ast,  W est,  an d   So u th .   T h f u n ctio n   o f   th p u s h   b u tto n   is   to   r eset  th o p er atio n .   S w itch   0   to   s w itc h   7   o n   th b o ar d   ar e   u s ed   to   r ep r esen eig h I R   s e n s o r   i n p u t s ,   w h er ea s   s w itc h   1 4   t o   s w itc h   1 7   ar u s ed   to   r ep r esen th f o u r   R FID   in p u t s .   On p u s h   b u tto n   is   u s ed   as  r eset  in p u an d   all  lig h t s   ( led s )   ar c o n n ec ted   v ia   4 0   p in   GP I ex p an s io n   h ea d e r .             Fig u r e   5 .   Har d w ar i m p le m en tatio n   o f   s m ar t tr a f f ic  l ig h t c o n tr o ller   f o r   e m er g e n c y   v e h icle   d etec tio n       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Si m ula t io n r esu lt   T h co d f o r   th s m ar tr af f ic   lig h co n tr o ller ,   d esig n ed   f o r   d etec tin g   e m er g en c y   v eh icle s ,   h as  b ee n   s y n t h esized   u s i n g   Qu ar t u s   P r i m 2 1 . 1 .   I n   Fig u r e   6 ,   y o u   ca n   s ee   th R T L   s c h e m atic  d iag r a m ,   w h ich   ill u s tr ates   th co n n ec tio n s   o f   i n p u ts ,   o u tp u ts ,   an d   w ir es  li n k i n g   t h c lo ck   d iv is io n ,   co u n ter ,   an d   F SM  o p er atio n   s u b - m o d u les.           Fig u r e   6 .   R T L   s ch e m atic s   d iag r a m   o f   s m ar t tr af f ic  li g h t c o n tr o ller   f o r   em er g en c y   v eh icle  d etec tio n       T h s im u lat io n   w as  ca r r ied   o u u s in g   Qu e s ta  I n tel  FP GA   Star ter   E d itio n .   Fig u r es   7   to   1 0   d em o n s tr ate  t h s i m u la tio n   o u tco m es  f o r   v ar io u s   s e n s o r   ac ti v atio n   cir c u m s ta n ce s .   T h ac ti v atio n   t i m f o r   t h e   y ello w   li g h i s   al w a y s   5   s ec o n d s ,   h o w e v er   th ac ti v atio n   ti m es  f o r   th g r ee n   an d   r ed   lig h ts   v ar y   b ased   o n   th e   tr af f ic  d en s it y .   T h w av e f o r m   w h e n   n o   R FID   ta g   is   d etec ted   an d   th I R   s en s o r s   ar ac tiv is   d ep icted   in   Fig u r es 7   an d   8 .   Fig u r 7   d em o n s tr ate s   th at  h i g h   tr af f ic  d en s it y   ( I R =1 1   1 1   1 1   1 1 )   o n   all  lan es  w i th o u th p r esen ce   o f   an   e m er g en c y   v e h icle.   T h No r th   L a n tu r n s   g r ee n   f o r   3 0   s ec o n d s   w h ile  t h o th er   lan e s   t u r n   r ed ,   an d   th en   t h e   No r th   g r ee n   t u r n s   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   w h ile  th e   o th er   la n es  r e m ai n   r ed .   T h E ast  L a n th en   g o e s   g r ee n   f o r   3 0   s ec o n d s ,   w h ile  t h No r th   L a n y ello w   tu r n s   r ed   an d   th r em ai n i n g   la n es  r e m ai n   r ed .   T h en ,   E ast  g r ee n   tu r n s   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   w h ile  t h o th er   lan e s   r e m ai n   r ed .   T h s eq u en ce   co n t in u es  f o r   So u th   L an e,   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  14 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 48 - 59   54   last l y   f o r   W est  L an e.   T h w av ef o r m   t h er eb y   co n f ir m i n g   th g r ee n   li g h p er m i s s ib le  tim f o r   h ig h   tr af f i c   d en s it y .   T h s eq u e n ce   o f   ac t iv g r ee n   l ig h f o r   th i s   tr af f ic  lig h is   No r th   E as So u th   W est,  w i th   tu r n   f o r   lan h a v i n g   n o   o r   ze r o   t r af f ic  d en s it y   w ill b s k ip p ed .             Fig u r 7 .   Hig h   tr a f f ic  d en s it y   o n   all  lan e s   w it h o u t a n   e m er g e n c y   v eh icle       Fig u r 8   d e m o n s tr ate s   th a t r an d o m   tr a f f ic  d en s i t y   ( I R = 0 1   0 1   0 0   1 1 )   o n   all  lan es  w it h o u t t h e   p r esen ce   o f   an   e m er g en c y   v e h icle.   I R = 0 1 0 1 0 0 1 1 ,   w h ic h   i n d icate s   t h at  th No r th   L a n h a s   h i g h   tr af f ic  d en s it y ,   th e   E ast  L a n h as  n o   v eh icle,   an d   th W est  an d   So u th   L a n h av lo w   tr af f ic  d en s i t y .   T h No r th   L an s h o u l d   tu r n s   g r ee n   f o r   3 0   s ec o n d s   d u to   h ig h   tr af f ic  d en s it y   w h ile   th o th er   lan e s   tu r n   r ed .   S u d d en l y ,   at  ti m 1 6 5   s ec o n d ,   I R   co n d itio n   ch an g es  to   1 1 0 1 0 0 1 1   an d   o b v io u s l y   t h co n d itio n   o f   th lig h ts   w ill  c h an g b ased   o n   th n e w   I R   co n d itio n .   T h s eq u e n ce   o f   ac tiv g r ee n   w il s till   m ai n tai n   w h er No r th   L an m ai n tai n   g r ee n   u n til   r ea ch   3 0   s ec o n d s ,   an d   t h e n   t h No r th   L an t u r n s   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   w h ile  t h o th er   la n e s   r e m ai n   r ed .   Nex t,   E ast  L an e   s h o u ld   ta k it   t u r n ,   b u t h er is   n o   v e h icle  ( ze r o   d en s it y )   d etec ted   o n   E a s L a n e.   T h er ef o r e,   it  w ill  p r o ce ed   to   th n ex la n e,   th So u t h   L a n e.   T h So u th   L an th en   g o es  g r ee n   f o r   1 5   s ec o n d s   d u to   lo w   tr af f ic   d en s it y   w h ile  t h o th er   lan e s   t u r n   r ed .   T h en   th So u t h   L a n tu r n s   y el lo w   f o r   5   s ec o n d s   r ed .   A th is   ti m e,   t h e   co n d itio n   o f   I R   is   s till   s a m e,   th No r t h   L an e   ta k t u r n   w h e r th No r t h   L an e   t u r n s   g r ee n .   T h No r th   g r ee n   lig h s h o u ld   tu r n   o n   f o r   3 0   s e co n d s   d u to   th h ig h   tr af f ic  d en s it y .   Ho w e v er ,   at  tim 2 5 5   s ec o n d ,   th R FID   s tatu s   ch a n g to   0 0 1 0   w h ic h   in d icate   t h at  t h er is   an   e m er g en c y   v eh ic le  at  So u th   L a n e.   T h p r esen o f   th e   e m er g e n c y   v e h icle   au to m atica ll y   c h a n g th No r th   L a n to   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   al th o u g h   th g r ee n   lig h t   n o t   co m p lete l y   t u r n   o n   f o r   3 0   s ec o n d s .   T h is   s h o w s   th a t a n   e m er g en c y   v eh icle  is   al w a y s   g i v en   p r io r ity .           Fig u r 8 .   R an d o m   tr a f f ic  d en s it y   o n   all  la n es  w i th o u t a n   e m e r g en c y   v e h icle   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   s ma r t tra ffic lig h t c o n tr o ller   w ith   …  ( N o r   S h a h a n im  Mo h a ma d   Ha d is )   55   T h w a v e f o r m   w h e n   e m er g e n c y   v eh icle  is   d etec ted   ( R FID 0 0 0 0 )   is   d ep icted   in   Fig u r e s   9   an d   1 0 .   T h p er m is s ib le  ti m f o r   th g r ee n   li g h o n   r o ad   w it h   th e   p r esen ce   o f   a n   e m er g e n c y   v e h icle  i s   5 0   s ec o n d s .   Fig u r 9   d em o n s tr ate s   th at  h ig h   tr a f f ic  d en s it y   ( I R = 1 1   1 1   1 1   1 1 )   o n   all  lan es  w it h   t h p r esen ce   o f   a n   e m er g e n c y   v e h icle  a W est  L an ( R FID = 1 0 0 0 ) .   B ef o r th d etec tio n   o f   t h e m er g e n c y   v eh ic le,   th No r th   L a n is   o n   g r ee n   co n d it io n .   Af ter   2 0   s ec o n d s   t u r n   g r ee n ,   e m er g en c y   v eh icle   d etec ted   o n   W est  L a n a n d   W est   L a n a u to m at icall y   t u r n s   y ell o w   f o r   5   s ec o n d s .   T h en ,   W est  L an b ec o m es  g r ee n   f o r   5 0   s ec o n d s   w h ile  th e   o th er   lan es  tu r n   r ed   to   allo w   e m er g e n c y   v e h icle  to   p as s   b y   t h j u n ctio n .   Af ter   th at,   i f   t h e m er g e n c y   v e h icle  i s   n o d etec ted   an y m o r ( in d icat th at  t h e m er g e n c y   v e h icle  s u cc e s s f u ll y   p as s ed   b y   t h j u n ctio n ) ,   t h tr af f ic   co n d itio n   w ill  f o llo w   n o r m al  tr af f ic  s eq u e n ce   ( No r th   E as So u t h   W est).   T h en ,   No r th   L an ta k t u r n s   w h ic h   tu r n   g r ee n   f o r   3 0   s ec o n d s   d u th h ig h   tr af f ic  d en s it y   an d   co n tin u n o r m al  tr a f f ic  l ig h t o p er atio n s .   Fig u r 1 0   d em o n s tr ate s   r an d o m   tr af f ic  d en s it y   ( I R = 1 1   0 1   0 0   1 1 )   o n   all  lan es  w it h   th p r esen ce   o f   an   e m er g e n c y   v e h icle  at  E ast  L a n ( R FID = 0 0 1 0 ) .   T h I R   c o n d itio n   in d icate s   th at  th W est  an d   No r th   L an e   h av h i g h   tr a f f ic  d en s it y ,   t h E ast   L a n h as  ze r o   tr af f ic  d en s it y ,   a n d   th So u t h   L an h a s   lo w   tr af f ic   d en s it y .   B ef o r th d etec tio n   o f   th e m er g e n c y   v e h icle,   t h e   tr af f ic  lig h o p er ates  i n   n o r m al  co n d itio n   w it h   th g r ee n   li g h t ti m i n g   is   co n tr o lled   b y   t h tr af f ic  d e n s it y .   A t   ti m 2 6 9   s ec o n d s ,   a n   e m er g e n c y   v e h icle  d etec ted   o n   E ast  L a n w h ich   a u to m ati ca ll y   i n ter r u p th tr a f f ic  lig h t   o p er atio n .   No r th   L an w h ich   w as  j u s tu r n   g r ee n   f o r   4   s ec o n d s   at  t h at  ti m e,   au to m at icall y   t u r n   y ello w   f o r   5   s ec o n d s .   T h en ,   t h E ast  L a n t u r n s   g r ee n   f o r     50  s ec o n d s   ( r em ai n i n g   la n e s   t u r n   to   r ed )   to   allo w   t h e m er g en c y   v eh icle  to   p ass   th j u n cti o n .           Fig u r 9 .   Hig h   tr a f f ic  d en s it y   o n   all  lan e s   w it h   an   e m er g e n c y   v e h icle           Fig u r 1 0 .   R an d o m   tr af f ic  d en s it y   o n   all  lan e s   w it h   an   e m er g en c y   v eh icle   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  14 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 48 - 59   56   3 . 2 .     H a rdwa re   ( F P G A)   i m pl e m e nta t io n r esu lt   Fig u r es  1 1   an d   1 2   s h o w   t h tr af f ic  li g h co n d itio n s   ( p r o to t y p in g   u s in g   Alter DE 2 - 1 1 5 )   o f   t h s m ar t   tr af f ic  lig h co n tr o ller   f o r   d if f er en in p u co n d itio n s .   Fig u r e s   1 1 ( a)   to   ( d )   d em o n s tr ate  lo w   tr af f ic  d en s i t y   o n   all  l an e s   ( I R = 0 1 0 1 0 1 0 1 )   w it h o u t h p r ese n ce   o f   a n   e m e r g en c y   v e h icle.   T h No r th   L an t u r n s   g r ee n   f o r     1 5   s ec o n d s   w h ile  t h o th er   l an es  t u r n   r ed   as  in   Fig u r 1 1 ( a) ,   an d   th en   t h No r th   L an e   tu r n s   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   w h ile  t h o th er   lan e s   r e m ain   r ed   as  i n   Fi g u r 1 1 ( b ) .   T h E ast  L an t h e n   g o es  g r ee n   f o r   1 5   s ec o n d s ,   w h ile  t h No r th   L a n tu r n s   r e d   an d   th r e m ai n i n g   lan e s   r e m ain   r ed   as  in   Fig u r e   1 1 ( c) .   T h en ,   E ast  L an t u r n s   y ello w   f o r   5   s ec o n d s   w h ile  t h o th er   la n es  r e m ai n   r ed   as  in   Fi g u r 1 1 ( d ) .   Nex t,  th So u th   L a n t h e n   g o e s   g r ee n   f o r   1 5   s ec o n d s ,   w h ile  th E ast L a n tu r n s   r ed   an d   th r e m ai n in g   la n es r e m ain   r ed .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )     Fig u r e   1 1 .   T r af f ic  li g h t c o n d iti o n   o f   p r o to ty p f o r   I R = 0 1 0 1 0 1 0 1   an d   R FID = 0000 ;   ( a)   No r th   L a n g r ee n ,   o th er s   lan r ed ,   ( b )   No r th   L an y e llo w ,   o t h er s   la n r ed ,   ( c)   E ast L a n g r ee n ,   o th er s   la n r ed ,   an d   ( d )   E ast  L a n y ello w ,   o th er s   lan r ed         Fig u r 1 2   d em o n s tr ate s   th co n d itio n   f o r   lo w   tr af f ic  d en s it y   ( I R = 0 1   0 0   0 0   0 0 )   w it h   th p r esen ce   o f   an   e m er g e n c y   v eh icle  at  E ast  L an ( R FID = 0 0 1 0 ) .   A s   r e s u lt,  th c u r r en lan e,   w h ic h   is   th So u t h   L a n e,   co m p lete s   its   g r ee n   li g h co u n ti n g   an d   b ec o m e s   y ello w   f o r   5   s ec o n d s ,   as  s ee n   in   Fig u r 1 2 ( a) .   T h So u th   L a n is   s u b s eq u e n tl y   f o llo w e d   b y   t h W est  L a n e,   h o w e v er   th er is   an   e m er g e n c y   v e h icl in   th E as L a n e,   th u s   t h E ast  L a n t u r n s   g r ee n   f o r   5 0   s ec o n d s   w h ile  th o t h er   lan e s   t u r n   r ed   as  i n   Fi g u r 1 2 ( b ) ,   an d   th en   th e   E ast  g r ee n   t u r n s   y e llo w   f o r   5   s ec o n d s   w h ile  t h o t h er   lan e s   r e m ai n   r ed   as  i n   Fi g u r 1 2 ( c) .   Fig u r es  1 2 ( a) - ( d )   d em o n s tr ate  th at   n o w   t h No r th ,   E ast,  a n d   So u t h   L a n es  ar n o w   d ev o id   o f   a n y   v e h icle s ,   w h er ea s   o n l y   th e   W est  L an h a s   v eh icles  p r esen t,  as  th I R   is   n o w   0 1 0 0 0 0 0 0 .   T h er is   n o   R FID   d etec tio n   as  in     Fig u r es  1 2 ( c)   an d   ( d )   b ec au s th e m er g e n c y   v e h icle  h a s   p as s ed ,   s o   th at  a f ter   th E a s L an tu r n s   y el lo w ,   t h e   W est L a n w ill t u r n   g r ee n .       WES T   S O U TH   N O R TH H   EA S T   WES T   S O U TH   N O R TH H   EA S T   WES T   S O U TH   N O R TH H   EA S T   WES T   S O U TH   N O R TH H   EA S T     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   s ma r t tra ffic lig h t c o n tr o ller   w ith   …  ( N o r   S h a h a n im  Mo h a ma d   Ha d is )   57       ( a)   ( b )           ( c)   ( d )     Fig u r e   1 2 .   T r af f ic  li g h t c o n d iti o n   o f   p r o to ty p f o r   I R = 0 1 0 0 0 0 0 0 ;   ( a )   R FID = 0010 - So u th   L a n y ello w ,   o th er s   lan r ed ,   ( b )   R FID = 0 0 1 0 - E ast L a n g r ee n ,   o t h er s   lan r ed ,   ( c)   R FID = 0000 - E ast L a n y el lo w ,   o th er s   lan r ed ,   an d   ( d )   R FID = 0000 - W est L an g r ee n ,   o th er s   la n r ed       4.   CO NCLU SI O N   I n   co n cl u s io n ,   t h Ver ilo g   H DL - d esi g n ed   a n d   FP G A - i m p l e m en ted   s m ar tr a f f ic  li g h co n tr o ller   f o r   e m er g e n c y   v e h icle  d etec tio n 's  o b j ec tiv o f   id en tify i n g   t h p r esen ce   o f   e m er g e n c y   v e h icles  a n d   tr af f ic   co n g es tio n   at  ce r tain   i n ter s e ctio n s   h a s   b ee n   m et.   T h p r o j ec t   g u ar an tee s   th at  e m er g en c y   v eh ic les  p ass   s m o o th l y   b y   co n s ta n tl y   c h ec k in g   f o r   th p r esen ce   o f   an   em er g en c y   v eh icle  an d   p r io r itis in g   t h r o ad   w ith   t h e m er g e n c y   v eh icle.   T h d esig n s   f u n c tio n ali t y   w as  a n al y ze d   w ith   t h Qu es ta  ti m i n g   s i m u latio n   d iag r a m   an d   th A lter DE 2 - 1 1 5   b o ar d   an d   f u n ctio n in g   as  i n te n d ed .   Fo r   f u t u r w o r k ,   it  i s   s u g g es ted   to   in co r p o r ate  tr u R FID   a n d   I R   s e n s o r s   a s   o p p o s ed   to   u s i n g   th e m   a s   s w i tch es.  T h er ef o r e,   w ca n   co n f ir m   t h a R FID   a n d   I R   tech n o lo g y   ca n   b i m p le m e n t ed   o n   FP G A .   I i s   t h en   s u g g e s ted   th at  m o r I R   s e n s o r s   b a d d ed   to   im p r o v th e   ef f ec tiv e n e s s   o f   m o n i to r in g   t h tr af f ic  d en s it y .   An o t h er   i m p r o v e m e n is   to   m a k it  p o s s ib le  to   s im u lta n eo u s l y   d etec t th p r esen ce   o f   m an y   e m er g e n c y   v e h icles.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M i n i s t r y   o f   T r a n sp o r t   M a l a y si a ,   M a l a y si a   T r a n s p o r t a t i o n   S t a t i st i c s   2 0 2 2 ,   2 0 2 2 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / w w w . mo t . g o v . m y / e n / S t a t i s t i k   T a h u n a n   P e n g a n g k u t a n / T r a n s p o r t   S t a t i st i c s   M a l a y si a   2 0 2 2 . p d f .   [ 2 ]   H .   S i n g h ,   K .   K u mar,  a n d   H .   K a u r ,   I n t e l l i g e n t   t r a f f i c   l i g h t b a se d   o n   R F I D ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m p u t i n g   a n d   B u si n e ss   Re se a rc h ,   v o l .   2 0 1 2 ,   p p .   1 1 0 ,   2 0 1 2 .   [ 3 ]   L .   M e i ,   L .   Z h a n g ,   a n d   L .   W a n g ,   I n t e l l i g e n t   t r a f f i c   l i g h t   b a se d   o n   P L C   c o n t r o l ,   I O P   C o n f e re n c e   S e ri e s:   E a rt h   a n d   En v i r o n m e n t a l   S c i e n c e ,   v o l .   9 4 ,   n o .   1 ,   p .   0 1 2 0 7 3 ,   N o v .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 5 - 1 3 1 5 / 9 4 / 1 / 0 1 2 0 7 3 .   [ 4 ]   S .   A mi r ,   M .   S .   K a mal ,   S .   S .   K h a n ,   a n d   K .   M .   A .   S a l a m,  P L C   b a se d   t r a f f i c   c o n t r o l   sy st e w i t h   e me r g e n c y   v e h i c l e   d e t e c t i o n   a n d   man a g e me n t ,   i n   2 0 1 7   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n t e l l i g e n t   C o m p u t i n g ,   I n st r u m e n t a t i o n   a n d   C o n t r o l   T e c h n o l o g i e s   ( I C I C I C T ) Ju l .   2 0 1 7   ,   p p .   1 4 6 7 1 4 7 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I C I C T 1 . 2 0 1 7 . 8 3 4 2 7 8 6 .   [ 5 ]   I .   T o mar,  I .   S r e e d e v i ,   a n d   N .   P a n d e y ,   S t a t e - of - a r t   r e v i e w   o f   t r a f f i c   l i g h t   sy n c h r o n i z a t i o n   f o r   i n t e l l i g e n t   v e h i c l e s:   c u r r e n t   s t a t u s ,   c h a l l e n g e s,  a n d   e me r g i n g   t r e n d s,   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   3 ,   p .   4 6 5 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 1 0 3 0 4 6 5 .   WES T   S O U TH   N O R TH H   EA S T   WES T   S O U TH   N O R TH H   EA S T   S O U TH   WES T   N O R TH   EA S T   S O U TH   WES T   N O R TH   EA S T     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET     R F I D   [3]   R F I D   [2]   R F I D   [1]   R F I D   [0]     I R   [7]   I R   [6]   I R   [5]   I R   [4]   I R   [3]   I R   [2]   I R   [1]   I R   [0]   R ES ET   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.