CN103272794A - 交通信号灯智能清洗装置及其清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种交通信号灯智能清洗装置，包括控制中心和若干个安装在交通信号灯上的清洗终端；所述控制中心包括微机和无线模块，控制中心和清洗终端之间无线网络进行数据通信。本发明还公开了交通信号灯智能清洗装置的定时清洗方法和故障清洗方法。本发明既可实现内置程序的自动控制启动清洗，也可以通过控制中心进行人工启动清洗。通过万年历模块及单片机程序设计，可设置特定的信号灯清洗时间，实现定时自动清洗；光强感应器可以自动检测信号灯清洁程度，当光强信号小于一定值时，单片机系统会自动启动清洗装置；控制中心也可以直接对单片机系统输送开启指令，实现远程控制清洗及监控。

Description

交通信号灯智能清洗装置及其清洗方法
技术领域
本发明涉及到一种用于清洗交通信号灯的智能清洗装置及其清洗方法。
背景技术
随着城市交通管理手段、管理模式的多样化，交通信号控制已成为城市道路交叉口控制的主要手段，然而由于空气中大量灰尘颗粒导致交通信号灯表面不洁净,亮度下降，图案显示不清，使得驾驶员及行人看不清楚信号灯色,影响驾驶行为，影响交通安全。有调查显示，84.3%的人认为清洗信号灯是有必要的，其中68.6%的人对现行信号灯的清洗机制不满意，53.2%的人认为信号灯应每季度清洗一次。因此信号灯清洗具有重要意义。
目前，交通信号灯清洗主要是依靠交通部分安排人力清洗，存在着诸多问题和局限性，主要问题如下:
（1）清洗周期长。由于清洗困难，交通管理部门安排清洗时间间隔长。
（2）人工清洗成本高。交通部门调度人员及云梯等工具对其进行专门清洗，清洗时，信号灯处于“罢工”状态，交通通行必须由交警指挥，浪费了大量人力物力资源。 
（3）被动清洗。交通监管部门对于信号灯的清洁状况，运作状况不能及时监控。交通管理部门只能在接受群众反馈或重大活动时，才对信号灯进行清洗。
（4）清洗工作不安全、通行能力下降。高空作业方式不便捷并且威胁工作人员的生命安全。清洗时，清洗机械占道作业，影响正常交通秩序，导致通行能力下降。
专利号为CN200720103093.6的专利披露了一种便携式交通信号灯清洗机，该装置依托固定在水箱侧面的升降机，对信号灯进行清洗，简化了清洗流程，节省了部分人力劳动。然而该装置并未解决信号灯清洗周期长，被动清洗的问题，且依然存在人工操作、占道工作的缺陷，不能形成智能化控制，交通管理部门不能随时监控信号灯的清洁程度，也不能形成标准化安装产品。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种智能控制的，可自动清洗的交通信号灯智能清洗装置。
本发明采用的技术方案为：一种交通信号灯智能清洗装置，包括控制中心和若干个安装在交通信号灯上的清洗终端；
所述控制中心包括微机和无线模块，微机与无线模块之间交换数据信息；
所述清洗终端包括无线收发模块、单片机系统和机械清洗装置，单片机系统内置万年历模块，单片机系统发送指令给机械清洗装置；
控制中心和清洗终端之间通过无线模块和无线收发模块采用无线网络进行数据通信。
作为本发明优选的技术方案，所述无线网络为Zigbee无线网络。
作为本发明优选的技术方案，所述清洗终端还包括光强传感器，所述光强传感器提供光强信息给单片机系统。
作为本发明优选的技术方案，所述单片机系统内置故障报警模块，当系统信息反馈异常时，将异常信息发送给控制中心。
作为本发明优选的技术方案，所述控制中心通过网关连入物联网智能交通系统。
作为本发明优选的技术方案，所述机械清洗装置包括电源、水泵、水箱、喷头和电磁继电器，电源用于给电磁继电器和单片机系统供电，电磁继电器连接单片机系统和水泵，水泵将水箱中的水抽取后从喷头喷出。
本发明的交通信号灯智能清洗装置既可实现内置程序的自动控制启动清洗，也可以通过控制中心进行人工启动清洗；还可接入物联网智能交通系统接受智能交通系统的统一调度，并为智能交通系统提供信息；故障报警模块可用于检测系统故障，然后将信号传给控制中心处理，使控制中心能及早发现故障，及时维修处理，保证装置正常工作。
本发明还提供了上述交通信号灯智能清洗装置的定时清洗方法，其步骤包括：
A、 在单片机系统内置定时模块；
B、到达设定时间时，单片机发送信号给电磁继电器，电磁继电器开始工作，接通水泵的电源，水泵抽出水箱中的水通过喷头，向信号灯喷射高压水流开始清洗。
本发明还提供了上述交通信号灯智能清洗装置的故障清洗方法，其步骤包括：
A、微机内设光强预定值；
B、光强传感器将信号灯的光强信号提供给单片机系统，单片机系统再通过无线网络将数据发送到控制中心，控制中心的微机将接受到的光强信号与预设值进行比对，当光强信号低于预设值时，控制中心发出清洗指令；
C清洗终端接收清洗指令，单片机系统指令电磁继电器接通，电源给水泵供电，水泵将水箱中的水抽取后从喷头喷出清洗信号灯。
本发明既可实现内置程序的自动控制启动清洗，也可以通过控制中心进行人工启动清洗。通过万年历模块及单片机程序设计，可设置特定的信号灯清洗时间，实现定时自动清洗；光强感应器可以自动检测信号灯清洁程度，当光强信号小于一定值时，表明信号灯表面灰尘比较多，这时单片机系统会自动启动清洗装置；控制中心也可以直接对单片机系统输送开启指令，实现远程控制清洗及监控。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为TSL2561光强传感器的内部结构示意图。
图3为定时清洗与故障诊断清洗的流程图。
图4为清洗终端的结构示意图。
图5为Zigbee无线通信示意图。
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
具体实施方式
实施例1
如图4所示，本实施例中，控制中心包括微机11和Zigbee无线模块12，设置在交通管理部门的智能控制中心，清洗终端安装在每个信号灯上，包括Zigbee无线收发模块1、单片机系统2、光强传感器3、电源4、水泵5、10L的水箱6、喷头7和电磁继电器8，单片机系统2内置万年历模块和故障报警模块；控制中心和清洗终端之间采用Zigbee无线网络进行数据通信，如图5所示，Zigbee无线模块12和Zigbee无线收发模块1的有效传输距离为1.6km，只需任意两个清洗终端之间的距离或清洗终端与控制中心之间的距离小于1.6km，本装置即可实现联网控制；光强传感器3安装在灯罩上，喷头安装在信号灯下部，Zigbee无线收发模块1、单片机系统2和电源4安装在灯柱9上，需要清洗时，单片机系统2控制电磁继电器8启动，电源4开始工作，水泵5将水从水箱6中抽取，沿水管10通过喷头7，向信号灯喷射高压水流开始清洗。
单片机采用STM32F103VET6，其基于CortexM3RISC内核32位的单片机，工作频率为72MHz，内置高速存储器丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设，工作于-40°C至+105°C的温度范围，供电电压2.0V至3.6V。光强传感器采用TSL2561光强传感器，其具有高速、低功耗、可编程灵活配置等优点，且具有直接I 2 C接口，可用于将光照强度转换成数字信号输出。
实施例2
定时清洗：如图3所示，利用了STM32F103VET6内部的RTC模块实现实时时钟与万年历功能，通过智能交通网络信号进行配置，设定一个合理的定时清洗周期，到清洗时间时，首先由单片机系统2发送信号给电磁继电器8，电磁继电器8开始工作，接通水泵的电源4，抽出水箱6中的水沿水管10通过喷头7，向信号灯喷射高压水流开始清洗。
实施例3
故障诊断清洗：如图3所示，微机或单片机系统内设光强预定值；当光强传感器检测到信号灯的亮度低于设定值时，自动启动清洗装置开始清洗；也可将信号传送给控制中心，控制中心的微机进行判断并发出清洗信号，清洗信号由Zigbee无线模块传输给Zigbee无线收发模块，Zigbee无线收发模块1接收到清洗信号并传输给单片机系统2，单片机系统2发送信号给电磁继电器8，电磁继电器8开始工作，接通水泵的电源4，抽出水箱6中的水沿水管10通过喷头7，向信号灯喷射高压水流开始清洗。
实施例4
联网智能清洗：控制中心通过网关连接到物联网智能交通系统，当接收到物联网智能交通系统的关于道路情况的判断，例如主次干道的变化、车流量的变化等，控制中心根据这些情况灵活判断是否需要立即启动清洗装置，或者将原有的定时清洗或故障清洗推迟。
实施例5
    故障诊断：当水箱水位低于预设值时，会自动检测发出水位过低报警，通知管理人员添水。当执行喷水信号而清洗水不能顺利喷出时，将对有关的清洗系统硬件进行逐个检测，包括对水泵，电源，喷头等设备进行检测。检测到硬件部分出现故障后，将信号反馈到控制中心，故障信息将直接传送到交通管理部门。

Claims (8)

1.一种交通信号灯智能清洗装置，其特征在于：包括控制中心和若干个安装在交通信号灯上的清洗终端；
所述控制中心包括微机和无线模块，微机与无线模块之间交换数据信息；
所述清洗终端包括无线收发模块、单片机系统和机械清洗装置，单片机系统内置万年历模块，单片机系统发送指令给机械清洗装置；
控制中心和清洗终端之间通过无线模块和无线收发模块采用无线网络进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的交通信号灯智能清洗装置，其特征在于：所述无线网络为Zigbee无线网络。
3.根据权利要求1所述的交通信号灯智能清洗装置，其特征在于：所述清洗终端还包括光强传感器，所述光强传感器提供光强信息给单片机系统。
4.根据权利要求1所述的交通信号灯智能清洗装置，其特征在于：所述单片机系统内置故障报警模块，当系统信息反馈异常时，将异常信息发送给控制中心。
5.根据权利要求1所述的交通信号灯智能清洗装置，其特征在于：所述控制中心通过网关连入物联网智能交通系统。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的交通信号灯智能清洗装置，其特征在于：所述机械清洗装置包括电源、水泵、水箱、喷头和电磁继电器，电源用于给电磁继电器和单片机系统供电，电磁继电器连接单片机系统和水泵，水泵将水箱中的水抽取后从喷头喷出。
7.一种权利要求6所述的交通信号灯智能清洗装置的定时清洗方法，其步骤包括：
A、 在单片机系统内置定时模块；
B、到达设定时间时，单片机发送信号给电磁继电器，电磁继电器开始工作，接通水泵的电源，水泵抽出水箱中的水通过喷头，向信号灯喷射高压水流开始清洗。
8.一种权利要求6所述的交通信号灯智能清洗装置的故障清洗方法，其步骤包括：
A、微机内设光强预定值；
B、光强传感器将信号灯的光强信号提供给单片机系统，单片机系统再通过无线网络将数据发送到控制中心，控制中心的微机将接受到的光强信号与预设值进行比对，当光强信号低于预设值时，控制中心发出清洗指令；
C清洗终端接收清洗指令，单片机系统指令电磁继电器接通，电源给水泵供电，水泵将水箱中的水抽取后从喷头喷出清洗信号灯。
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