CN104575024B - 一种交通信号机控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种交通信号机控制系统，包括若干个交通信号机、与所述交通信号机一一对应的Wi‑Fi通讯单元、安装有控制软件的智能移动终端。所述智能移动终端和所述交通信号机通过Wi‑Fi通讯单元进行点对点的无线连接，实现双向数据通信。控制方法为：交通信号机把当前工作状态和工作参数传送给所述移动终端，所述智能移动终端通过控制软件向所述交通信号机发送控制命令，交通信号机根据控制命令修改工作状态和工作参数。本发明为交通警察提供了一种在道路路口现场实时控制交通信号机的方法，使用方便，工作可靠。

Description

一种交通信号机控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于城市道路路口信号控制领域，尤其涉及一种交通警察现场值勤时通过移动终端控制交通信号机的系统和方法。

背景技术

城市道路路口的交通控制通常是由交通信号机来完成的，一般情况下交通信号机是按设定好的程序进行工作，但在一些特定的情况下，自动工作难以满足要求，会造成车辆通行效率低，影响交通事故的及时处理等现象。这就要求值勤的交通警察能对交通信号机进行现场控制，改变交通信号机的工作状态和工作参数，使路口的交通信号处于最佳的状态。在已有的现场控制交通信号机方案中，交通警察主要是通过操作交通信号机面板上的开关按钮或使用专用遥控器来实现。

交通信号机通常安装在道路边缘的专用设备柜内，这类设备的专业性很强，一般情况下现场值勤人员不便操作这些设备，即使进行操作，在道路边缘的操作人员也不能很好地观察路口的交通状况，难以做出最佳的决策。

专用遥控器使用简单，适合值勤人员操作。但是需要值勤人员配备、携带专用遥控器；遥控器一般只具有改变交通信号机工作状态的功能，没有改变交通信号机在自动模式下的工作参数的功能；遥控器使用寿命不长，可靠性低。

综上所述，现有的一些方法在实际工作中发挥的作用有限，寻找一种方便、及时、可靠的现场控制交通信号机的方案是很有价值的。

发明内容

本发明的目的是提供一种交通信号机控制系统及其控制方法，为交通警察提供了一种在道路路口现场实时控制交通信号机的方法，使用方便，工作可靠。

本发明的第一个目的通过以下技术方案实现的，一种交通信号机控制系统，包括若干个交通信号机、与所述交通信号机一一对应的Wi-Fi通讯单元、安装有控制软件的智能移动终端；所述智能移动终端和所述交通信号机通过Wi-Fi通讯单元进行点对点的无线连接，实现双向数据通信；所述交通信号机把当前工作状态和工作参数传送给所述移动终端，所述智能移动终端通过控制软件向所述交通信号机发送控制命令，交通信号机根据控制命令修改工作状态和工作参数。

优选地，所述智能移动终端与Wi-Fi通讯单元按IEEE 802.11标准协议进行通信；所述 Wi-Fi通讯单元与所述交通信号机通过对应的串口模块按串口通信协议进行通信。

优选地，所述交通信号机上设有主控模块、电源模块、串口模块，电源模块向所述Wi-Fi通讯单元和交通信号机供电，主控模块获取交通信号机的工作状态和工作参数，并对交通信号机的工作状态和工作参数进行调控；所述主控模块与所述交通信号机的串口模块以二进制数据形式传送数据。

优选地，所述Wi-Fi通讯单元包括Wi-Fi模块、串口模块和天线，天线用于接收、发送Wi-Fi模块或智能移动终端传送的数据， Wi-Fi模块用于接收、处理、发送Wi-Fi通讯单元串口模块或天线传送的数据。

优选地，所述智能移动终端为手机或电脑。

优选地，所述智能移动终端上安装的软件具有用户身份识别功能，用户运行软件后，首先要输入“用户名”和“密码”进行身份识别，只有预先注册过的用户才可以进入第一操作主界面，确保没有权限的人员不能通过移动终端控制交通信号机。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现的，上述交通信号机控制系统的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）所述智能移动终端自动搜索并识别所述Wi-Fi通讯单元发出的信号；智能移动终端与Wi-Fi通讯单元建立点对点的无线连接，智能移动终端根据Wi-Fi通讯单元的设备名绑定对应的交通信号机；

（2）连接成功后，交通信号机的主控模块将交通信号机当前的工作状态和工作参数以二进制数据形式传送给交通信号机的串口模块；交通信号机的串口模块与Wi-Fi通讯单元的串口模块按串口通信协议将数据传送给Wi-Fi模块；Wi-Fi模块按Wi-Fi通讯协议对数据进行处理后，传送给Wi-Fi通讯单元的天线，以无线信号的形式向周围空间发送；

（3）智能移动终端通过无线网络接收Wi-Fi通讯单元发送的数据，在智能移动终端的屏幕上显示交通信号机当前工作状态和工作参数；

（4）使用智能移动终端控制软件向交通信号机发出“申请控制权限”，交通信号机应答后，智能移动终端获得控制权限，使用智能移动终端控制道路路口的交通信号机；智能移动终端发出的控制命令经无线网络传送给Wi-Fi通讯单元天线，天线将接收到的指令数据传送给Wi-Fi模块，Wi-Fi模块对指令数据进行处理后传送给Wi-Fi通讯单元串口模块，然后经Wi-Fi通讯单元串口模块传送给交通信号机的串口模块，交通信号机的串口模块将接收到的控制命令数据传送给交通信号机主控模块，主控模块按照指令的要求做出相应的控制；移动终端退出控制后，交通信号机恢复原来的参数运行。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本系统实现功能有：

1.在移动终端的屏幕上显示当前路口交通信号机的工作状态和工作参数；

2.通过移动终端对交通信号机的计时系统进行对时；

3.通过移动终端控制交通信号机，包括信号机工作状态（自动-全红-黄闪-手动步进-单一方向放行）；

4.通过移动终端控制交通信号机，包括设置交通信号机的工作参数，改变路口信号灯“自动”状态下红灯和绿灯时间。

第二，本发明的优点是交通警察无需携带专用设备，就可以在道路路口的任一位置使用移动终端控制交通信号机，使交通信号灯的工作状态适应交通流量的变化和满足现场值勤的要求。交通警察在现场值勤时遇到下面几种情况，可以使用本系统，用移动终端控制交通信号机：

1、当某一时段道路路口交通流量发生明显变化，交通信号灯预先设定的绿灯和红灯时间不能适应实时的交通状况，交通警察通过移动终端改变交通信号机工作参数，调整各相位的绿灯和红灯时间，使信号灯适应车流量变化。

2、当道路路口交通流量情况复杂，出现拥堵，用交通信号机自动指挥已不能解决问题，交通警察可用移动终端手动步进控制交通灯的绿灯和红灯变化，疏通路口。

3、当出现交通事故，需要清空路口方便事故处理时，交通警察可用移动终端控制交通信号机使路口信号灯处于“全红”状态。

4、当道路路口信号灯需要特勤控制时，交通警察可用移动终端控制交通信号机满足特勤控制要求。

附图说明

图1为通过移动终端控制交通信号机的系统的组成框图；

图2为移动终端安装软件的第一操作主界面；

图3为移动终端安装软件的第二操作主界面；

图4为移动终端安装软件的主函数流程图。

具体实施方式

如图1所示的组成框图进行实施，智能移动终端上安装有控制软件，并通过自带的无线通讯功能与道路路口现场的Wi-Fi通讯单元按IEEE 802.11标准协议进行通信。Wi-Fi通讯单元通过串口模块与交通信号机进行连接，按串口通信协议进行通信。交通信号机与本系统相关的模块是主控模块、串口模块和电源模块。

在本实施例中，Wi-Fi通讯单元由KB3071 无线Wi-Fi通讯模块和NETSYS天线组成。KB3071包括Wi-Fi芯片组和串口模块，内置无线网络协议IEEE802.11协议栈，能够实现用户串口、以太网、无线网（WIFI）3个接口之间的转换。Wi-Fi通讯单元与交通信号机布置在同一设备柜里，Wi-Fi通讯单元的工作电源从交通信号机的电源模块获取。交通信号机工作时，Wi-Fi通讯单元通过天线向周围发射无线信号，每个Wi-Fi通讯单元在无线网络中都有自己的设备名，以便移动终端进行识别。

移动终端能自动搜索并识别Wi-Fi通讯单元发出的信号，交通警察打开移动终端上的相关软件与Wi-Fi通讯单元建立点对点的无线连接，移动终端根据Wi-Fi通讯单元的设备名绑定唯一的交通信号机，这样不会对邻近路口的交通信号机产生干扰。连接成功后，交通警察运行控制软件，首先要输入“用户名”和“密码”进行身份识别。识别成功后，交通信号机的主控模块将当前的工作状态和工作参数以二进制数据形式传送给交通信号机的串口模块。交通信号机的串口模块与Wi-Fi通讯单元的串口模块相连，将数据传送给Wi-Fi模块。Wi-Fi模块按Wi-Fi通讯协议对数据进行处理后，传送给Wi-Fi通讯单元的天线，以无线信号的形式向周围空间发送。交通警察所使用的无线终端通过无线网络接收Wi-Fi通讯单元发送的数据，在移动终端的屏幕上显示交通信号机当前工作状态和工作参数。

交通警察使用移动终端向交通信号机发出“申请控制权限”，交通信号机应答后，交通警察就可以使用移动终端控制道路路口的交通信号机。移动终端发出的控制命令经无线网络传送给Wi-Fi无线通讯单元，再经串口模块传送给交通信号机的主控单元，主控单元按照指令的要求做出相应的控制。

图2 所示为控制软件第一操作主界面，界面上显示的信息有“当前工作状态”和“当前工作参数”（其中显示的数值为某一实施例中的数据，单位为秒），交通警察点击“申请控制权限”按钮，可进入图3所示的第二操作主界面进行操作。第二主界面上有“系统对时”、“设置临时工作参数”、“自动”、“全红”、“黄闪”、“手动步进”、“单一方向放行”、“返回”和“退出现场控制”等功能按钮。交通警察在第二操作主界面上选择所需的功能后，进入各个功能分界面操作。图4所示为移动终端安装的控制软件主函数流程图。

Wi-Fi无线通讯距离可达300米，交通警察可以在道路路口的任何位置方便、及时地控制交通信号机。

交通警察现场的操作步骤如下：

1.将移动终端与现场Wi-Fi通讯单元进行无线连接；

2.运行安装在移动终端上的控制软件；

3.移动终端上显示出信号机当前工作状态与工作参数；

4.点击“申请控制权限”按钮，获取权限后，进入操作界面；

5.选择下列功能进行操作：设置临时工作参数，更改工作状态（自动-全红-黄闪-手动步进-单一方向放行），对时功能。

6.当工作状态选择为“手动步进”时，点击移动终端上显示的“下一步”按钮实现手动步进。

7.现场值勤结束，点击“退出现场控制”。

以上对本发明的一个实施例做了详细说明，所述内容为本发明较佳的实施例，不能认为是对本发明实施领域的限制。对于本领域的技术人员可以按照上述描述做出改变和变形，所有这些改变和变形都应属于本发明专利的权利要求保护范围之内。

Claims (1)

1.交通信号机控制系统的控制方法，其特征是，交通信号机控制系统包括若干个交通信号机、与所述交通信号机一一对应的Wi-Fi通讯单元、安装有控制软件的智能移动终端；所述智能移动终端和所述交通信号机通过Wi-Fi通讯单元进行点对点的无线连接，实现双向数据通信；所述交通信号机把当前工作状态和工作参数传送给所述移动终端，所述智能移动终端通过控制软件向所述交通信号机发送控制命令，交通信号机根据控制命令修改工作状态和工作参数；所述交通信号机上设有主控模块、电源模块、串口模块，电源模块向所述Wi-Fi通讯单元和交通信号机供电，主控模块获取交通信号机的工作状态和工作参数，并对交通信号机的工作状态和工作参数进行调控；所述主控模块与所述交通信号机的串口模块以二进制数据形式传送数据，所述控制方法包括以下步骤：

（1）所述智能移动终端自动搜索并识别所述Wi-Fi通讯单元发出的信号；智能移动终端与Wi-Fi通讯单元建立点对点的无线连接，智能移动终端根据Wi-Fi通讯单元的设备名绑定对应的交通信号机；

（2）连接成功后，交通信号机的主控模块将交通信号机当前的工作状态和工作参数以二进制数据形式传送给交通信号机的串口模块；交通信号机的串口模块与Wi-Fi通讯单元的串口模块按串口通信协议将数据传送给Wi-Fi模块；Wi-Fi模块按Wi-Fi通讯协议对数据进行处理后，传送给Wi-Fi通讯单元的天线，以无线信号的形式向周围空间发送；

（3）智能移动终端通过无线网络接收Wi-Fi通讯单元发送的数据，在智能移动终端的屏幕上显示交通信号机当前工作状态和工作参数；

（4）使用智能移动终端控制软件向交通信号机发出“申请控制权限”，交通信号机应答后，智能移动终端获得控制权限，使用智能移动终端控制道路路口的交通信号机；智能移动终端发出的控制命令经无线网络传送给Wi-Fi通讯单元天线，天线将接收到的指令数据传送给Wi-Fi模块，Wi-Fi模块对指令数据进行处理后传送给Wi-Fi通讯单元串口模块，然后经Wi-Fi通讯单元串口模块传送给交通信号机的串口模块，交通信号机的串口模块将接收到的控制命令数据传送给交通信号机主控模块，主控模块按照指令的要求做出相应的控制；移动终端退出控制后，交通信号机恢复原来的参数运行；

所述智能移动终端与Wi-Fi通讯单元按IEEE 802.11标准协议进行通信；所述 Wi-Fi通讯单元与所述交通信号机通过对应的串口模块按串口通信协议进行通信；

所述Wi-Fi通讯单元包括Wi-Fi模块、串口模块和天线，天线用于接收、发送Wi-Fi模块或智能移动终端传送的数据， Wi-Fi模块用于接收、处理、发送Wi-Fi通讯单元串口模块或天线传送的数据；

所述智能移动终端为手机或电脑；

所述智能移动终端上安装的控制软件具有用户身份识别功能，通过输入“用户名”和“密码”进行身份识别，身份识别成功后进入控制软件操作界面。