CN102629419B - 一种用于led交通灯的故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于LED交通灯的故障检测装置，该装置主要由工作状态检测模块(7)、信号切换检测模块(6)、微控制器(8)和通信模块(9)组成。其中微控制器(8)通过信号切换检测模块(6)能与LED交通灯(1)的信号机进行对时，在学习模式下对交通灯正确工作状态特征进行提取并存储，在监测模式下以1秒钟为周期通过工作状态检测模块(7)对交通灯进行故障检测，能检测满屏灯、箭头灯、倒计时灯的不亮、不灭、点阵缺失、乱码、颜色冲突、时序错误以及同一路口不同交通相位的状态冲突等故障。本发明能将LED交通灯各类实时故障信息发送给管理中心，有助于及时维护和预防整灯故障的出现，从而保障道路的安全、有序和畅通。

Description

一种用于LED交通灯的故障检测装置

技术领域

本发明涉及LED交通灯技术领域，具体涉及一种用于LED交通灯的故障检测装置。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的不断提高，机动车辆如公交车、私家车等，急剧增加，LED交通灯成为了城市交通系统中越来越重要的组成部分。特别是在各个交叉路口，LED交通灯的设置是规范交通通行的主要手段之一。当设备或环境原因导致LED交通灯发生故障时，如果交通管理部门不能及时地发现并有效处理，在拥挤的城市道路中，很容易造成大面积塞车，甚至引发一些交通事故。

LED交通灯主要包括两大类，分别是红绿灯和倒计时灯，其中红绿灯又有箭头灯和满屏灯两种。LED交通灯的故障类型表现为两种形式，一种是单个LED交通灯本身的故障，如点阵缺失、乱码和时序错误；另一种是同一路口不同交通相位LED交通灯之间的状态冲突，如全绿冲突、全红冲突等。LED交通灯的一般故障如颜色冲突、点阵缺失和乱码等，将给车辆行人提供错误的交通控制信息，经常会导致路口堵塞，引起交通混乱；而绿冲突这种严重故障则容易引发重大交通事故。

目前国内出现了通过读取电流强度来实现LED交通灯故障检测的设备。中国发明专利公开说明书CN201010614412.6公开了一种LED交通灯监控设备及其监控方法，该设备采用检测平均电流的方法来检测故障。另外中国实用新型专利公开说明书CN201020592464.3公开了一种快速路智能交通控制器，该设备在LED交通灯显示图形的接地端串接一个小电阻，通过检测电流大小的变化来判断LED交通灯是否存在故障。现在广泛采用的LED交通灯一般都是许多LED串通过串并联结构形成的，已有的LED交通灯故障检测装置包括上述故障检测设备，只能检测出整个LED交通灯的亮和灭信息，无法检测出其内部部分点阵缺失的故障；而且，已有的检测设备也不能检测同一路口不同交通相位LED交通灯状态冲突故障。

发明内容

本发明目的是：提供一种用于LED交通灯的故障检测装置，使LED交通灯的各类典型故障，包括不亮、不灭、点阵缺失、乱码和时序错误以及状态冲突能够被及时发现，并能及时将信息反馈到LED交通灯管理部门，以便及早采取措施，防止由LED交通灯故障引起的交通拥堵和交通事故，保障道路的安全、有序和畅通。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于LED交通灯的故障检测装置，该装置主要由工作状态检测模块、信号切换检测模块、微控制器和通信模块组成；所述工作状态检测模块包含采样电阻、多路切换器、差值放大器、比较器和光耦隔离电路；所述信号切换检测模块包含电压匹配与隔离电路、多上升沿检测电路和电平与逻辑变换电路；所述通信模块包含局部通信模块和广域通信模块；其特征在于，所述微控制器有学习和监测两种工作模式，在学习模式下将LED交通灯首次无故障正确运行的工作状态特征和工作流程记录并存储到微控制器内部，在监测模式下每隔1秒钟通过工作状态检测模块对LED交通灯进行故障检测，并将检测信息进行传送；所述信号切换检测模块能捕获不同颜色LED交通灯的显示切换信号，微控制器通过该切换信号实现与被检测LED交通灯信号机的对时。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述故障检测装置能检测的故障包括满屏灯、箭头灯、倒计时灯的不亮、不灭、点阵缺失、乱码、颜色冲突和时序错误。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述微控制器采用轮询法向多路切换器输出地址信号，并通过多路切换器、差值放大器、比较器和光耦隔离电路对各个LED串进行工作电流采集和故障检测。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于一个路口的各方向上均有一个所述微控制器对所在方向上的LED交通灯进行故障检测，在一路口的所述多个微控制器中有一个主控制器，并且主控制器通过局部通信模块与其它微控制器进行通信。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述主控制器在接收到LED交通灯管理中心的临时调控指令时，能通知所在路口各控制器暂时关闭检测，并且能在接收到LED交通灯管理中心的恢复检测指令时继续正常检测。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述主控制器接收所在路口所有LED交通灯工作状态信息，并根据这些信息对所在路口LED交通灯不同交通相位的状态冲突故障进行分析和等级分类。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述主控制器将所在路口所有LED交通灯信息通过广域通信模块传送至LED交通灯管理中心。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述LED交通灯信息包括LED交通灯所在路口的编号信息、LED交通灯正确运行的工作状态特征和实时故障信息。

本发明的工作原理是：

LED交通灯，包括箭头灯、满屏灯和倒计时灯，其中箭头灯、满屏灯按颜色不同又包括红灯、黄灯和绿灯。市场上常见的LED交通灯内部是由LED点阵构成的，点阵的构造采用多路LED串并联的方式，这种构造的优点是某一个或几个LED毁坏只会对其所在的支路造成影响，而不致于使得整个LED交通灯熄灭。根据LED交通灯的内部电路结构，在LED点阵的每个LED串支路上串接一个电阻。当电阻所在的LED支路正常发光时，电阻上有电流流过，其两端存在电压；当所在LED支路不亮时，电阻上没有电流通过，其两端没有电压。因此可通过检测电阻两端的电压来检测LED交通灯每个支路的工作状态。

所述的一种用于LED交通灯的故障检测装置是针对如上所述的LED交通灯构造而设计的。该故障检测装置通过工作状态检测模块实现对LED点阵工作状态的检测，所述工作状态检测模块包含采样电阻、多路切换器、差值放大器、比较器和光耦隔离电路。在LED点阵的每个LED串支路上串接一个阻值很小的采样电阻，该电阻的两端分别通过一个多路切换器连接到差值放大器的两输入端。由于采用了差值放大方式，因此电阻可以串接在任何一条LED支路中，而不仅仅限于与电源地端相连的LED支路。差值放大器的输出端连接到比较器的输入端，同时为了保护微控制器不受外部强电压的影响，比较器的输出经光耦隔离电路后再输入到微控制器的I/O口。每个LED交通灯包括很多LED支路，由于微控制器的I/O口是有限的，因此通过多路切换器实现模拟量采样通道的共享，微控制器采用轮询法每次向多路切换器输出一个地址信号，多路切换器将该地址对应支路采样电阻的电压信号输入到工作状态检测模块。因此，通过以上结构能实现对LED交通灯所有支路信号的采集和工作状态的检测，当电阻所在支路中LED串亮时，微控制器将检测到高电平输入，反之，当该支路LED串灭时，微控制器将检测到低电平输入。

在装设本发明故障检测装置后，待LED交通灯进入正常工作流程，由现场装设的工作人员启动故障检测装置的学习模式。在学习模式下，所述故障检测装置能以1秒为周期检测、识别并存储LED交通灯正常工作状态特征和工作流程。学习阶段，由工作人员在场确保LED交通灯工作的正确性，如果期间LED交通灯出现异常，必须重新启动所述故障检测装置的学习模式。

学习结束后，所述故障检测装置进入对LED交通灯的监测模式，在该模式下，所述故障检测装置采用轮询法每隔1秒钟通过工作状态检测模块检测与之相连的箭头灯、满屏灯和倒计时灯上所有LED支路的工作状态并提取其特征，然后将该特征与所存储的正确特征进行比较。若特征相同则没有故障，若特征不相同则判断为存在故障且对故障进行判定。对于每一个红灯、黄灯、绿灯和倒计时灯，具体故障分析过程如下。首先，检查是否存在该亮不亮的现象，如果部分支路存在此现象，则判定为点阵缺失故障，如果全部支路都存在此现象，则判定为灯不亮故障；其次，检查是否存在该灭不灭的现象，如果部分支路存在此现象，则判定为乱码故障，如果全部支路都存在此现象，则判定为灯不灭故障；然后，再检查是否存在颜色冲突，对于箭头灯、满屏灯，检查是否存在同一指引方向上两个或三个颜色灯同时亮的现象，对于倒计时灯，则检查是否存在红、绿倒计灯同时亮的现象，如果存在以上现象，则判定为颜色冲突故障。对于倒计时灯，除了以上分析过程外，还要再进行时序逻辑检查，即当倒计时灯各支路组成的七段码显示的数据虽然都不是乱码，但其显示顺序与正确的数据不一致时，则判定为时序错误故障。

在学习和监测两种模式下，本发明故障检测装置都需要以1秒为周期进行定时，由于LED交通灯的工作受信号机控制，而信号机和所述故障检测装置两个设备各自的时钟之间一般存在差别，这种差别虽小，但随着时间流逝将不断积累，当积累差别超过1秒时，将使得所述故障检测装置无法准确检测LED交通灯的故障。为此，所述故障检测装置采用信号切换检测模块来捕获不同颜色LED交通灯的显示切换信号，并通过该切换信号实现与被检测LED交通灯信号机的对时。所述信号切换检测模块包括电压匹配与隔离电路、多上升沿检测电路和电平与逻辑变换电路，红黄绿灯的驱动电源信号分别输入到一个电压匹配与隔离电路，电压匹配与隔离电路将所述驱动电源信号转换为与所述多上升沿检测电路电平相匹配的数字逻辑信号且实现了高电压和逻辑电路的电气隔离，多上升沿检测电路的输出连接到电平与逻辑变换电路，变换后的信号输入到微控制器外部中断接口。通过以上结构能实现红黄绿灯信号切换的检测，并且当红、黄和绿三种颜色LED交通灯中任一种从灭变亮时，能触发所述微控制器的外部中断，使得微控制器进入外部中断服务子程序，在该子程序中，微控制器初始化1秒定时时钟，使该时钟的零点与信号机定时零点对齐。

本发明故障检测装置被装设在每个道路方向对各个LED交通灯进行故障检测，一般道路口有多个方向，而不同交通相位方向上的状态冲突如绿冲突的检测需要对道路口所有交通相位指示的LED交通灯的工作状态进行集中分析和处理，因此，在同一路口的多个故障检测装置中设定其中一个为主检测装置，其内部的微控制器为主控制器，它通过局部通信模块与该路口其他故障检测装置的微控制器进行通信。所述局部通信模块可以采用有线多站点通信方式如485通信或无线多站点通信方式如Zigbee通信，该模块的有效可靠通信距离能满足实际路口的要求。在学习模式的最后阶段，同一路口下的其他微控制器将向所述主控制器发送各自正确运行的工作状态特征信息。在监测模式下，以1秒为周期，其他微控制器在进行工作状态采集和所检测范围内LED交通灯故障特征判定后，将向所述主控制器发送LED交通灯工作状态信息，该信息包括LED交通灯方位编码、各交通相位红黄绿灯的亮灭信息，如果所检测范围内LED交通灯有故障，还要包括该故障的信息。同一路口LED交通灯方位编码和微控制器是否为主控制器都通过微控制器的拨码组进行设定和读取。主控制器根据同一路口各LED交通灯同一时间的各交通相位红黄绿灯的亮灭信息，进行状态冲突故障分析和等级分类，具体过程如下。首先，检查是否存在两个及以上有交通流冲突的交通相位同时都亮绿灯的现象，如果存在，则判定为绿冲突，其故障危险级别最高；其次，检查是否存在两个及以上有交通流冲突的交通相位同时分别亮黄灯和绿灯的现象，如果存在，则判定为黄绿冲突，其故障危险级别一般；然后，再检查两个及以上有交通流冲突的交通相位同时都亮红灯的现象，如果存在，则判定为红冲突，其故障危险级别较低。在主控制器对所在路口LED交通灯不同交通相位的状态冲突故障进行分析和等级分类后，将所在路口所有LED交通灯信息通过广域通信模块传送至LED交通灯管理中心；所述广域通信模块可以采用电信运营商的2G或3G无线移动通信网络进行通信，也可以采用交通专用广域通信网络进行通信；所述LED交通灯信息包括LED交通灯所在路口的编号信息、LED交通灯正确运行的工作状态特征和实时故障信息，其中路口编号信息来自于微控制器内部FLASH，LED交通灯管理中心可以根据该编号信息对其进行定位。

在LED交通灯的管理中，有时需要实行绿波带等特殊模式控制，在这些模式下，由LED交通灯管理中心通过广域通信模块向所在路口故障检测装置的主控制器发送临时调控指令。在接收到该指令后，本发明故障检测装置的主控制器再向同一路口其他微控制器转发指令，各个微控制器暂时关闭故障检测，然后，在接收到LED交通灯管理中心的恢复检测指令时继续正常检测，从而避免了因所检测LED交通灯被正常接管而错误报告故障信息的问题。

本发明的优点是：

1、本发明适用于任何类型的LED交通灯，如满屏灯、箭头灯、倒计时灯等。

2、本发明可检测LED交通灯的不亮、不灭、点阵缺失、乱码、颜色冲突和时序错误的故障，特别是点阵缺失故障的及时发现有助于预防整灯故障的出现。

3、本发明可检测同一路口LED交通灯不同交通相位的状态冲突故障。

4、本发明能将LED交通灯的编号信息和实时故障信息发送给管理中心，能及时提示工作人员对故障进行维护。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所检测LED交通灯点阵结构原理图。

图2为本发明结构原理图。

图3为本发明工作状态检测模块组成原理图。

图4为本发明信号切换检测模块组成原理图。

图5为本发明故障检测装置学习模式的流程图。

图6为本发明故障检测装置监测模式的流程图。

图7为本发明故障检测装置中微控制器轮询检测所有支路工作状态的流程图。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，本发明故障检测装置所要检测的LED交通灯，内部LED串采用串并联的方式连接。在每个LED串中，串接一个小阻值的采样电阻对其进行工作状态特征信号采样。

如图2所示，本发明故障检测装置主要由工作状态检测模块7、信号切换检测模块6、微控制器8和通信模块9组成。其中通信模块9包含局部通信模块10和广域通信模块11。微控制器8通过工作状态检测模块7对LED交通灯1进行工作状态检测，并将检测信息通过通信模块9进行传送，还能通过信号切换检测模块6与被检测LED交通灯1的信号机进行对时。微控制器8内部有多个拨码组，可以用来进行学习或监测模式选择、主控制器参数设定以及被检测LED交通灯方位编码与支路数量的参数设定。其中，红灯2、黄灯3、绿灯4和倒计时灯5支路数量分别为NR、NY、NG和ND，前三个数值各用1个6位的二进制拨码开关设定，倒计时灯的位数用1位二进制拨码开关设定，两种取值分别表示倒计时灯由1位或2位七段码组成。

如图3所示，工作状态检测模块7包含采样电阻16、多路切换器12、差值放大器13、比较器14和光耦隔离电路15。由于工作状态检测模块7采用差值放大的方式对采样电阻16两端电压进行采样，因此，电阻可以串接在支路内所有LED之前或所有LED之后或任意两个LED之间。图中多路切换器121和多路切换器122的同一模拟量输入端分别连接到采样电阻16的两端，微控制器8的地址总线连接到多路切换器12的地址端口A0至Am，每个多路切换器根据12输入模拟量的数量要求可以由多个数字控制模拟开关电路组合而成。在将各支路采样电阻16连接到多路切换器12的模拟量输入端时，红黄绿灯和倒计时灯各支路分别按如下地址方式，红灯支路地址从0至NR-1，黄灯支路地址从NR2至NR2+NY-1，绿灯支路地址从NR2+NY2至NR2+NY2+NG-1，倒计时灯地址从NR2+NY2+NG2至NR2+NY2+NG2+ND-1，其中，NR2、NY2和NG2分别是比NR、NY和NG大的最小2的幂次方。比较器14采用电压比较器，且内部有一个基准电压源，将差值放大器13的输出端接到电压比较器的“+”输入端，基准电压源接到电压比较器的“-”输入端。当“+”输入端电压高于“-”输入端时，电压比较器输出为高电平；当“+”输入端电压低于“-”输入端时，电压比较器输出为低电平高电平。差值放大器13的电压放大倍数根据需要选择为某个数值，使得当采样电阻16所在的LED支路中流经允许的最小电流时，差值放大器13输出刚好大于比较器14内部基准电压源的电压，从而使比较器14输出高电平，反之，使比较器14输出低电平。同时为了保护微控制器不受外部强电压的影响，比较器14的输出经光耦隔离电路15后再输入到微控制器的I/O口。

如图4所示，信号切换检测模块6包括电压匹配与隔离电路17、多上升沿检测电路18和电平与逻辑变换电路19。红灯、黄灯和绿灯的驱动电源信号分别输入到电压匹配与隔离电路171、172、173，电压匹配与隔离电路17包括分压电路和光耦隔离电路，多上升沿检测电路18实现多个上升沿输入信号的逻辑或，电平与逻辑变换电路19将输入的数字信号变换为符合逻辑要求的微控制器外部中断信号。当红黄绿三种颜色LED交通灯中任一种从灭变亮时，多上升沿检测电路18将进行电平翻转，从而使得电平与逻辑变换电路19输出一个触发信号，驱动微控制器响应外部中断，将微控制器内的1秒定时时钟的零点与信号机定时零点对齐。

在安装本发明故障检测装置的过程中，切换微控制器上拨码开关，使得在同一个路口仅设置一个主控制器，且根据实际情况设定被检测LED交通灯方位编码和支路数量参数的拨码。

本发明故障检测装置有两种工作模式，分别是学习模式和监测模式，两种模式的选择通过工作模式拨码开关设定。

在安装好本发明故障检测装置后，由现场安装的工作人员将工作模式拨码开关拨到“学习”方向，启动装置进入学习阶段，期间，由工作人员在场确保LED交通灯工作的正确性，如果期间LED交通灯出现异常，必须重新启动所述故障检测装置的学习模式。

如图5所示，具体的学习模式包括以下步骤：

S101，初始化，读取拨码组信息，获取本微控制器是否为主控制器、被检测LED交通灯方位编码以及红黄绿灯和倒计时灯的支路数量等信息，并将其写入微控制器的Flash内，开中断，初始化1秒定时时钟；

S102，等待2分钟，跳过LED交通灯初始显示阶段；

S103，5分钟计时开始；

S104，微控制器轮询检测所有LED串支路上采样电阻的电压，获得红黄绿灯和倒计时灯的点阵工作状态；

S105，分析并提取红黄绿灯和倒计时灯工作状态的特征，红黄绿灯特征为支路全亮或全灭，倒计时灯特征为红或绿七段数码数值；

S106，判断该时刻LED交通灯的工作状态特征是否与已存储到微控制器内部特征重复，若没有重复，则进行S107，否则进行S108；

S107，将新特征添加到特征循环链表中；

S108，等待下1秒定时信号的到来；

S109，查询判断是否计时已累积达到5分钟，若达到，则进行S110，否则进行S104；

S110，将以循环链表形式表示的正确工作特征存储到微控制器Flash内，若本微控制器不是主控制器，则将特征链表上报给主控制器，否则接收其它微控制器上报的特征链表；

S111，学习模式结束。

学习结束后，由安装现场的工作人员将工作模式拨码开关拨到“监测”方向，本故障检测装置进入对LED交通灯的监测模式。

如图6所示，监测模式下的工作是一个无限循环的过程，其流程为：

S201，初始化，从微控制器Flash中读取主控制器设定、被检测LED交通灯方位编码、红黄绿灯和倒计时灯的支路数量以及正确工作特征链表等信息，并将其写入微控制器的RAM内，开中断，初始化1秒定时时钟，如果本微控制器是主控制器，还要从微控制器的Flash中读取路口编号信息；

S202，等待2分钟，跳过LED交通灯初始显示阶段；

S203，微控制器轮询检测所有LED串支路上采样电阻的电压，获得红黄绿灯和倒计时灯的点阵工作状态，分析并提取红黄绿灯和倒计时灯工作状态的特征X；

S204，判断X是否与正确工作特征链表中的某个结点一致，如果是，则进行S205，否则，按如上所述故障分析方法对故障特征进行判定并上报，再等待下1秒，然后进行S203，其中，满屏灯、箭头灯的故障表现为不亮、不灭、点阵缺失、乱码和颜色冲突，倒计时灯故障除以上特征外，还包括时序错误；

S205，以特征X定位链表信息并以X的下一个结点Y作为下一秒正确状态特征；

S206，等待下1秒定时信号的到来；

S207，微控制器轮询检测所有LED串支路上采样电阻的电压，获得红黄绿灯和倒计时灯的点阵工作状态，分析并提取红黄绿灯和倒计时灯工作状态的特征X；

S208，判断X是否等于Y，如果是，则进行S209，否则，按如上所述故障分析方法对故障特征进行判定并上报，然后进行204，其中，满屏灯、箭头灯的故障表现为不亮、不灭、点阵缺失、乱码和颜色冲突，倒计时灯故障除以上特征外，还包括时序错误；

S209，判断本微控制器是否为主控制器，如果是，则进行S210，否则，上报信息给主控制器并进行S211；

S210，按如上所述方法对同一路口不同交通相位的LED交通灯进行状态冲突故障分析和等级分类，然后向LED交通灯管理中心上报LED交通灯信息，其中，状态冲突故障包括绿冲突、黄绿冲突和红冲突，上报的LED交通灯信息包括LED交通灯所在路口的编号信息、LED交通灯实时故障信息，如果是初次上报，信息中还包含LED交通灯正确运行的工作状态信息；

S211，令X＝Y，重复进行S205。

在学习模式和监测模式中，都包含微控制器轮询检测所有LED串支路上采样电阻电压的步骤。

如图7所示，本发明LED交通灯故障检测装置中微控制器轮询检测所有LED串支路上采样电阻电压的步骤流程为：

S301，红灯检测开始，输出给多路切换器的地址值赋为0；

S302，读取指定地址单元的值，为该红灯支路的亮灭表征；

S303，判断地址值是否等于NR-1，如果是，说明红灯检测完成，则进行S305，否则，进行S304；

S304，地址值加1，进行S302；

S305，黄灯检测开始，将地址值赋为NR2；

S306，读取指定地址单元的值，为该黄灯支路的亮灭表征；

S307，判断地址值是否等于NR2+NY-1，如果是，说明黄灯检测完成，则进行S309，否则，进行S308；

S308，地址值加1，进行S306；

S309，绿灯检测开始，将地址值赋为NR2+NY2；

S310，读取指定地址单元的值，为该绿灯支路的亮灭表征；

S311，判断地址值是否等于NR2+NY2+NG-1，如果是，说明绿灯检测完成，则进行S313，否则，进行S312；

S312，地址值加1，进行S310；

S313，倒计时灯检测开始，将地址值赋为NR2+NY2+NG2；

S314，读取指定地址单元的值，为该倒计时灯支路的亮灭表征；

S315，判断地址值是否等于NR2+NY2+NG2+ND-1，如果是，说明倒计时灯检测完成，则进行S317，否则，进行S316；

S316，地址值加1，进行S314；

S317，全部支路检测完毕，返回调用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例。由于各LED交通灯的接线方式不尽相同，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它形式的部件布局，不经创造性的设计出与该技术方案相似的技术方案与实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于LED交通灯的故障检测装置，该装置包含工作状态检测模块(7)、微控制器(8)和通信模块(9)；所述工作状态检测模块(7)包含采样电阻(16)、多路切换器(12)、差值放大器(13)、比较器(14)和光耦隔离电路(15)；所述通信模块(9)包含局部通信模块(10)和广域通信模块(11)；其特征在于，所述故障检测装置还包含信号切换检测模块(6)，所述信号切换检测模块(6)又包含电压匹配与隔离电路(17)、多上升沿检测电路(18)和电平与逻辑变换电路(19)，所述信号切换检测模块(6)能捕获不同颜色LED交通灯的显示切换信号，微控制器(8)通过该切换信号实现其内部1秒定时时钟与被检测LED交通灯信号机时钟的零点对齐；所述微控制器(8)有学习和监测两种工作模式，在学习模式下以1秒为周期通过自学习过程将LED交通灯(1)首次无故障正确运行的工作状态特征和工作流程以循环链表表示并存储到微控制器内部，在监测模式下每隔1秒钟通过工作状态检测模块检测与之相连的箭头灯、满屏灯和倒计时灯上所有LED支路的工作状态并提取其特征，然后将该特征与所存储的正确特征进行比较，从而判断出LED交通灯的故障模式，并将检测信息进行传送。

2.根据权利要求1所述的用于LED交通灯的故障检测装置，其特征在于所述微控制器(8)采用轮询法向多路切换器(12)输出地址信号，并通过多路切换器(12)、差值放大器(13)、比较器(14)和光耦隔离电路(15)对各个LED串进行工作电流采集和故障检测。

3.根据权利要求1所述的用于LED交通灯的故障检测装置，其特征在于一个路口的各方向上均有一个所述微控制器(8)对所在方向上的LED交通灯(1)进行故障检测，在一路口的多个微控制器中有一个主控制器，并且主控制器通过局部通信模块(10)与其它微控制器进行通信。

4.根据权利要求3所述的用于LED交通灯的故障检测装置，其特征在于所述主控制器在接收到LED交通灯管理中心的临时调控指令时，能通知所在路口各控制器暂时关闭检测，并且能在接收到LED交通灯管理中心的恢复检测指令时继续正常检测。

5.根据权利要求3所述的用于LED交通灯的故障检测装置，其特征在于所述主控制器接收所在路口所有LED交通灯工作状态信息，并根据这些信息对所在路口LED交通灯不同交通相位的状态冲突故障进行分析和等级分类。

6.根据权利要求3所述的用于LED交通灯的故障检测装置，其特征在于所述主控制器将所在路口所有LED交通灯信息通过广域通信模块(11)传送至LED交通灯管理中心。

7.根据权利要求6所述的用于LED交通灯的故障检测装置，其特征在于所述LED交通灯信息包括LED交通灯所在路口的编号信息、LED交通灯正确运行的工作状态特征和实时故障信息。

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