CN106297325A - 一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统，包括倒计时显示器、CPU控制器、红色信号灯控制模块、黄色信号灯控制模块、绿色信号灯控制模块和车辆检测器，所述红色信号灯控制模块包括电源整理模块、绿闪采样模块、可控硅、信号灯和倒计时采样器。本发明由于自适应信号机在根据路口车流量情况调整完延长的通行时间后给出了倒计时的起始采样脉冲，省去了自适应信号机与倒计时显示器之间硬件接口电路和软件协议，信号机和倒计时两种交通控制产品的独立使用更加方便，另外无通讯要求，不用地下破路埋线节省了施工成本，简化了施工程序。

Description

一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体是一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统。

背景技术

目前随着社会的发展，生活节奏的加快，人们在出行办事中对路口的红灯等待时间希望越少越好，但是车辆的增加，交通越来越拥挤，路口的红灯等待时间越来越长，因此如何有效的利用交通控制实现路口的放行的合理化成为交通控制的重要议题，一般每个路口不同方向在不同时段车流量都是不一样的，比如节假日、早晚上班高峰等，采用固定的红绿灯放行方案就会降低通行效率，给人们带来不便，因此自适应信号机越来越被受到人们的喜爱，自适应信号机系统通过车辆检测线圈检测路口的车流量，然后自行调整路口的放行方案。

目前路口的交通控制系统采用的第一种方案如图2所示：该方案中CPU控制器是控制系统的核心，车辆检测器检测路口的车流量状态送给CPU,然后CPU根据路口的情况调整路口的放行方案，控制路口信号灯的点亮和熄灭，同时CPU将放行方案送给倒计时显示器，控制倒计时显示红绿灯的时间，该方案采用通讯方式由CPU向倒计时显示器传送红绿灯的控制时间，当采用有线方式时需要CPU和倒计时之间的布线，增加成本，施工麻烦，无线通讯时，工作可靠性降低，另外目前市场上信号机和倒计时是两个产品，经常路口采用的这两个产品是不同的厂家生产，采用通讯方式就需要通讯协议，以及硬件接口，给用户的施工和安装带来不便。方案一缺点是信号机和倒计时之间采用通讯方式，有线通讯需要破路然后在路面下面安装通讯线，增加施工难度和成本，信号机和倒计时之间常常是两个厂家的产品，无线和有线通讯都需要有硬件接口和软件协议，由此施工、安装和维修都不方便。无线通讯可靠性较低，对于涉及人身安全的交通控制这种缺点是不容许的。

第二种方案如图3所示：控制系统分成了两个产品，左侧是自适应信号机，右侧是倒计时显示器，信号机不发采样脉冲，处于连续对信号灯供电状态，倒计时显示器中有采样器，采集信号灯的周期是通过采样上一个完整周期的红绿灯方案，作为当前的显示时间进行倒计时显示。该方案适用于固定方案的信号机，对于自适应式可变方案，倒计时无法正确显示。方案二中去掉了信号机和倒计时之间的通讯，采用倒计时自学习的方式，克服了方案一的缺点，但是由于信号机没有发出采样时刻的脉冲，倒计时对对上一个周期采样，作为当前的显示时间，无法正确显示自适应信号机的信号灯控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统，包括倒计时显示器、CPU控制器、红色信号灯控制模块、黄色信号灯控制模块、绿色信号灯控制模块和车辆检测器，所述红色信号灯控制模块包括电源整理模块、绿闪采样模块、可控硅、信号灯和倒计时采样器，可控硅分别连接倒计时采样器、绿闪采样模块、火线L和CPU控制器，倒计时采样器的另一端连接倒计时显示器，绿闪采样模块还来连接电源整理模块，电源整理模块还分别连接零线N和信号灯，红色信号灯控制模块、黄色信号灯控制模块和绿色信号灯控制模块只有信号灯颜色不同，其余结构相同，CPU控制器上接有多个车辆检测器。

作为本发明的优选方案：所述电源整理模块包括AC-DC适配器、RC储能模块、DC-DC变换器、电子开关、CPU和可控硅开关状态采样模块，AC-DC适配器的一端连接220V交流电，AC-DC适配器的另一端连接RC储能模块，从RC储能模块输出的电压经过DC-DC变换器后加在电子开关上，电子开关的控制端连接CPU，CPU还连接可控硅开关状态采样模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明由于自适应信号机在根据路口车流量情况调整完延长的通行时间后给出了倒计时的起始采样脉冲，省去了自适应信号机与倒计时显示器之间硬件接口电路和软件协议，信号机和倒计时两种交通控制产品的独立使用更加方便，另外无通讯要求，不用地下破路埋线节省了施工成本，简化了施工程序。

附图说明

图1为自适应脉冲式信号机信号灯控制系统的结构框图；

图2为现有技术方案一的结构框图；

图3为现有技术方案二的结构框图；

图4为电源整理模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明实施例中，一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统，包括倒计时显示器、CPU控制器、红色信号灯控制模块、黄色信号灯控制模块、绿色信号灯控制模块和车辆检测器，所述红色信号灯控制模块包括电源整理模块、绿闪采样模块、可控硅、信号灯和倒计时采样器，可控硅分别连接倒计时采样器、绿闪采样模块、火线L和CPU控制器，倒计时采样器的另一端连接倒计时显示器，绿闪采样模块还来连接电源整理模块，电源整理模块还分别连接零线N和信号灯，红色信号灯控制模块、黄色信号灯控制模块和绿色信号灯控制模块只有信号灯颜色不同，其余结构相同，CPU控制器上接有多个车辆检测器。

电源整理模块包括AC-DC适配器、RC储能模块、DC-DC变换器、电子开关、CPU和可控硅开关状态采样模块，AC-DC适配器的一端连接220V交流电，AC-DC适配器的另一端连接RC储能模块，从RC储能模块输出的电压经过DC-DC变换器后加在电子开关上，电子开关的控制端连接CPU，CPU还连接可控硅开关状态采样模块。

本发明的工作原理是：自适应信号机的CPU根据路口车辆检测器检测的车流量情况自行改变路口的红绿灯放行方案，车流量大的方向绿灯时间加长，改善路口交通。CPU通过控制可控硅开关来控制供给信号灯的电源，从而控制信号灯的亮或灭，当加长时间结束后，通过可控硅给出一个200毫秒到300毫秒的关断电源的脉冲，该信号作为倒计时的采样信号，采集到该关断脉冲，此后的时间就是倒计时需要显示的时间，因此无论此前加长了多少时间，当倒计时采样器采集到了该脉冲后，此后的路口时间就是固定的了，倒计时可以正确的显示。该方案给出了一个倒计时的采样脉冲，解决了倒计时无法正确采集自适应信号机的倒计时时间的问题，由于给出的采样脉冲有200毫秒到300毫秒的电源断电时间，该电源若直接作为信号机的电源，那么在断电时，信号灯会出现短时熄灭，影响交通控制是不允许的，因此需要增加电源整理模块，信号机的CPU控制电源整理模块的电源输入，断电时电源整理模块可以持续供给信号灯电能，保证断电期间信号灯是亮的，正常工作。另外为了实现绿灯闪烁功能，需要判断电源整理模块的电源断电是为了绿灯熄灭还是为了开始倒计时的起始脉冲，因此要加一个绿闪采样模块，该模块采样信号送给电源整理模块的CPU2，用于判断绿闪或者倒计时脉冲，实现信号灯的正确控制。

电源整理模块的结构如图4所示，模块包括交流转换成直流的适配器模块，RC储能模块、DC/DC转换模块、可控硅状态采样开关和信号灯的电源控制CPU2,首先适配器将220伏的交流电压转换成输出为V1的直流电压，然后经过RC储能模块后再送给DC/DC转换模块，从DC/DC输出V2的电压，V2的输出电压低于V1一定值，由于这个电源整理模块的输入电源是可控硅控制输出后送入的，因此会有200ms到300ms的关断脉冲，因此第一个模块适配器的输出会有200ms到300ms的断电脉冲，这样当关断脉冲没有到来时适配器输出V1电压供给后级的DC/DC电源，同时会给RC储能模块充电储能，当出现断电脉冲到来时时，适配器的输出为0V,由储能模块给DC/DC模块供电，因此可以保证DC/DC输出的电压是没有断电脉冲的稳定直流电压V2,这样就解决了控制器发出采样脉冲时信号灯熄灭的问题。另外当绿灯闪烁时需要有绿灯的熄灭和点亮，熄灭脉冲是1秒钟，这样需要在DC/DC的后边加上CPU2用于控制绿闪时信号灯的熄灭，CPU2通过绿闪采样电源调整模块的电压信号，通过时序判断是200ms到300ms的采样脉冲还是绿闪时的绿灯熄灭脉冲，从而控制后面的信号灯亮灭。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统，包括倒计时显示器、CPU控制器、红色信号灯控制模块、黄色信号灯控制模块、绿色信号灯控制模块和车辆检测器，其特征在于，所述红色信号灯控制模块包括电源整理模块、绿闪采样模块、可控硅、信号灯和倒计时采样器，可控硅分别连接倒计时采样器、绿闪采样模块、火线L和CPU控制器，倒计时采样器的另一端连接倒计时显示器，绿闪采样模块还来连接电源整理模块，电源整理模块还分别连接零线N和信号灯，红色信号灯控制模块、黄色信号灯控制模块和绿色信号灯控制模块只有信号灯颜色不同，其余结构相同，CPU控制器上接有多个车辆检测器。

2.根据权利要求1所述的一种自适应脉冲式信号机信号灯控制系统，其特征在于，所述电源整理模块包括AC-DC适配器、RC储能模块、DC-DC变换器、电子开关、CPU和可控硅开关状态采样模块，AC-DC适配器的一端连接220V交流电，AC-DC适配器的另一端连接RC储能模块，从RC储能模块输出的电压经过DC-DC变换器后加在电子开关上，电子开关的控制端连接CPU，CPU还连接可控硅开关状态采样模块。