CN103150917A - 道路交通信号倒计时装置 - Google Patents

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姜亮
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Abstract

本发明公开了一种道路交通信号倒计时装置，由交流信号输入模块（1）、交流信号采集模块（2）、微处理器模块（3）、驱动模块（4）、单8数码管输出模块（5）和电源模块（6）组成，交流信号输入模块（1）一路输给交流信号采集模块（2），另一路则输给电源模块（6），红黄绿任何一路得电都会输入电源模块（6）。本发明的道路交通信号倒计时装置结构简单，倒计时准确性高，提高道路通行效率的同时又兼顾交通安全。

Description

道路交通信号倒计时装置
技术领域
本发明涉及一种倒计时装置，具体的是一种道路交通信号倒计时装置。
背景技术
道路交通信号倒计时装置使交通参与者能随时掌握信号灯转换的时间，提前预知，提高通行效率。目前实际使用的倒计时装置有三类：一、学习式倒计时器：能自行检测相位时间，并能够自动调整显示的倒计时器，其缺点是每次相位配时方案变化的时候显示的时间是错误，容易让人误解；二、通讯式倒计时器：通过数据通讯接口直接与道路交通信号控制机进行数据通讯的倒计时器、其缺点是通用性差、成本高（需要布设用于通讯的通讯线缆），倒计时器与道路交通信号控制机相匹配；三、脉冲式倒计时器：通过检测由道路交通信号控制机给出一个脉冲信号的时间，并将脉冲后的剩余时间显示的倒计时器。
目前使用的三类倒计时都有自已的缺点，在显示时间的准确性上，通讯式和脉冲式倒计时器相当较为准确，但通讯式和脉冲式倒计时器在                                                
Figure 2013100655795100002DEST_PATH_IMAGE001
道路交通信号控制机通过采集线圈流量来改变相位时间的、道路交通信号控制机通过绿波控制、区域协调控制来改变相位时间的、
Figure 2013100655795100002DEST_PATH_IMAGE003
人工干预这三种情况下也是不准确的。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种道路交通信号倒计时装置，由交流信号输入模块、交流信号采集模块、微处理器模块、驱动模块、单8数码管输出模块和电源模块组成，交流信号输入模块一路输给交流信号采集模块，另一路则输给电源模块，红黄绿任何一路得电都会输入电源模块。
进一步的，所述交流信号采集模块采集红黄绿灯色状态，当红黄绿其中某一路得电时，电流流过对应一路的降压电路，输入光耦后得到10ms高电平，8ms低电平，上升沿和下降沿分别为1ms的方波，输入所述微处理器模块。
进一步的，所述微处理器模块是基于51系列单片机。
进一步的，所述单片机每1ms去判断对应端口电平状态，40ms为一个周期，若每40ms采集到16-17次左右的低电平，则判定该对应的灯色有电。
进一步的，若判定灯色有电，单片机定时器开始学习时间，当这段状态结束，时间学习结束，然后在下一个周期通过所述驱动模块和单8数码管输出模块输出显示倒计时。
进一步的，所述电源模块为正激式开关电源。
本发明还提供了一种道路交通信号倒计时显示方法，包括如下步骤：
交通信号控制机通过相位控制直接输给交流信号输入模块（1）红黄绿220V交流电，所述交流信号输入模块（1）一路输给交流信号采集模块（2），另一路则输给电源模块（6）；
交流信号采集模块（2）采集红黄绿灯色状态，当红黄绿其中某一路得电时，电流流过对应一路的降压电路，输入光耦，由于220V交流电为50Hz的正弦波通过光耦后得到10ms高电平，8ms低电平，上升沿和下降沿分别为1ms的方波，输入微处理器模块（3）；
所述微处理器模块（3）每1ms去判断对应端口电平状态，40ms为一个周期，如果每40ms采集到16-17次左右的低电平，则该对应的灯色有电；
若判定灯色有电，所述微处理器模块（3）的定时器则开始学习时间，当这段状态结束，时间学习结束，然后在下一个周期通过驱动模块（4）和单8数码管输出模块（5）输出显示倒计时。
进一步的，所述微处理器模块（3）是基于51系列单片机。
本发明的道路交通信号倒计时装置结构简单，倒计时准确性高，提高道路通行效率的同时又兼顾交通安全。
附图说明
图1是本发明的道路交通信号倒计时装置的硬件结构图；
图2是本发明的道路交通信号倒计时装置功能图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，在所有道路交通信号控制机里，不管相位配时的改变来源于线圈信号、中心服务器算法还是人工干预，绿闪时间都是准确的。本发明的道路交通信号倒计时装置的绿灯倒计时的时间通过检测信号灯的最后绿闪时间；红灯倒计时的时间通过检测红灯即将转换为绿灯时红黄同亮中的黄灯时间，同时通过同一个信号灯组里的红、黄、绿的关系进行校验比对、将黄灯信号去除后输出倒计时器的时间。
本发明的道路交通信号倒计时装置由交流信号输入模块1、交流信号采集模块2、微处理器模块3、驱动模块4、单8数码管输出模块5和电源模块6组成。
交通信号控制机通过相位控制直接输给交流信号输入模块1红黄绿220V交流电，交流信号输入模块1一路输给交流信号采集模块2，另一路则输给电源模块6，红黄绿任何一路得电都会输入电源模块6，并利用二极管钳制，防止红黄绿导通。
交流信号采集模块2主要采集红黄绿灯色状态，当红黄绿其中某一路得电时，电流流过对应一路的降压电路，输入光耦，微处理器模块3主要是基于51系列单片机，由于220V交流电为50Hz的正弦波通过光耦后得到10ms高电平，8ms低电平，上升沿和下降沿分别为1ms的方波，输入单片机端口，然后单片机每1ms去判断对应端口电平状态，40ms为一个周期，如果每40ms采集到16-17次左右的低电平，则该对应的灯色有电；通过40ms采集低电平的方法采集到有信号（即灯色有电）时，单片机定时器则开始学习时间，当这段状态结束，时间学习结束，然后在下一个周期通过驱动模块4和单8数码管输出模块5输出显示倒计时；
由于51单片机端口驱动能力有限，无法驱动灯盘，只能通过驱动模块4的三极管放大信号来驱动数码管；
电源模块6为正激式开关电源，220V交流电通过整流滤波得到直流电，通过高频开关管和变压器得到16V直流电，一路供给灯盘驱动电，另一路则通过7809和7805变为5V直流电用于驱动51单片机电路。利用该电源的优势是：当开始绿闪（500ms亮，500ms灭），红黄绿同时断电，220V交流电切断，灯盘熄灭，开关电源断电后任然可以维持大约1ms左右，以至于断电不会让单片机断电复位。
如图2所示，本发明的道路交通信号倒计时装置功能如下：只采用个位数的倒计时，采用红色倒计时和绿色倒计时嵌入黄色灯盘内。使每个信号灯都有各自独立的倒计时，倒计时器在路口改造更换时也只需更换中间的黄色灯盘，费用低。整灯组合时自上而下或自左而右的单元分别是红色、黄色满盘+红绿双色单8数显、绿色灯盘。显示过程：绿灯→绿闪+绿色倒计时→黄灯→红灯→红灯（即将转换成绿灯）+红色倒计时。

Claims (8)

1.一种道路交通信号倒计时装置，由交流信号输入模块（1）、交流信号采集模块（2）、微处理器模块（3）、驱动模块（4）、单8数码管输出模块（5）和电源模块（6）组成，其特征在于：交流信号输入模块（1）一路输给交流信号采集模块（2），另一路则输给电源模块（6），红黄绿任何一路得电都会输入电源模块（6）。
2.如权利要求1所述的道路交通信号倒计时装置，其特征在于：所述交流信号采集模块（2）采集红黄绿灯色状态，当红黄绿其中某一路得电时，电流流过对应一路的降压电路，输入光耦后得到10ms高电平，8ms低电平，上升沿和下降沿分别为1ms的方波，输入所述微处理器模块（3）。
3.如权利要求1所述的道路交通信号倒计时装置，其特征在于：所述微处理器模块（3）是基于51系列单片机。
4.如权利要求3所述的道路交通信号倒计时装置，其特征在于：所述单片机每1ms去判断对应端口电平状态，40ms为一个周期，若每40ms采集到16-17次左右的低电平，则判定该对应的灯色有电。
5.如权利要求4所述的道路交通信号倒计时装置，其特征在于：若判定灯色有电，单片机定时器开始学习时间，当这段状态结束，时间学习结束，然后在下一个周期通过所述驱动模块（4）和单8数码管输出模块（5）输出显示倒计时。
6.如权利要求1所述的道路交通信号倒计时装置，其特征在于：所述电源模块（6）为正激式开关电源。
7.一种道路交通信号倒计时显示方法，包括如下步骤：
交通信号控制机通过相位控制直接输给交流信号输入模块（1）红黄绿220V交流电，所述交流信号输入模块（1）一路输给交流信号采集模块（2），另一路则输给电源模块（6）；
交流信号采集模块（2）采集红黄绿灯色状态，当红黄绿其中某一路得电时，电流流过对应一路的降压电路，输入光耦，由于220V交流电为50Hz的正弦波通过光耦后得到10ms高电平，8ms低电平，上升沿和下降沿分别为1ms的方波，输入微处理器模块（3）；
所述微处理器模块（3）每1ms去判断对应端口电平状态，40ms为一个周期，如果每40ms采集到16-17次左右的低电平，则该对应的灯色有电；
若判定灯色有电，所述微处理器模块（3）的定时器则开始学习时间，当这段状态结束，时间学习结束，然后在下一个周期通过驱动模块（4）和单8数码管输出模块（5）输出显示倒计时。
8.如权利要求7所述的道路交通信号倒计时显示方法，其特征在于：所述微处理器模块（3）是基于51系列单片机。
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