CN107680394A - 一种风光互补式交通信号控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风光互补式交通信号控制装置，包括立柱、立柱上端设有的信号灯，立柱上端设有太阳能电板和风力发电机，立柱中端设有照明灯和控制柜，立柱底部设有蓄电池，控制柜内设有第一单片机和无线信号接收器，第一单片机连接有红外传感器，控制柜分别连接有手触指示灯、手触按钮和灯条，灯条安置在车道两侧，本发明通过红外传感器来检测车流量并将信息传送给第一单片机分析后控制信号灯的颜色，太阳能电板和风力发电机为本装置提供充足的电力，设有的蓄电池可保证本装置在夜间正常使用，且设有照明灯为人行道照明，在车道两侧设有灯条，通过第一单片机控制灯条颜色，灯条和信号灯的显示颜色相同，方便驾驶人观察路口信号。

Description

一种风光互补式交通信号控制装置

技术领域

本发明涉及一种交通信号灯，特别是涉及一种风光互补式交通信号控制装置。

背景技术

常见信号灯多为绿、黄、红灯，一般也叫红绿灯，每年因为看不清信号灯而产生的车祸仍很多，目前，看不清信号灯的原因基本上有两个，一个是信号灯装得太低，若信号灯装在车辆停止线前面人行斑马线上空，可以较好地解决这一问题，但是离停止线较近的车辆，其车内人员观察信号灯难度极大，几乎无法观看到信号灯。

传统的十字路口的交通信号灯控制是：事先经过车辆流量的调查，运用统计方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已经不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的是需要一种能够根据流量变化情况而自适应控制的交通灯装置。

现有技术如，中国发明授权专利，授权公告号CN 103077616 B，该发明公开了一种交通信号灯的控制方法及装置，在通往交通路口的每一车道的上空，设置可以改变颜色的线条，通过控制和驱动，机动车驾驶人观察到的可以改变颜色的线条的颜色与交通信号灯的颜色匹配，克服前后车停车距离很近时看不到红绿灯，同时又不用对路面进行改造，并且不用驾驶人另行学习、适应，同时具有低能耗的特点。

但是上述的一种交通信号灯的控制方法及装置不太利于货车、大巴等较高的车通行，且能耗较大，在能耗和便于观察信号方面还具有一定的完善空间。

发明内容

本发明针对上述技术问题提供一种驾驶员可通过车道两侧的灯条颜色观察信号灯的信号，蓄电池使用时间长，性能优异，使得控制装置能正常使用，可实现根据车流量来控制交通信号灯颜色，装置利用绿色能源，环保且保证供电充足，还具有夜间照明人行道的功能的一种风光互补式交通信号灯控制装置。

本发明针对上述技术问题所采取的方案为：一种风光互补式交通信号控制装置，包括立柱、立柱上端设有的信号灯，立柱上端设有太阳能电板和风力发电机，立柱中端设有照明灯和控制柜，立柱底部设有蓄电池，控制柜内设有第一单片机和无线信号接收器，第一单片机连接有红外传感器，控制柜分别连接有手触指示灯、手触按钮和灯条，灯条安置在车道两侧，本发明通过红外传感器来检测车流量并将信息传送给第一单片机分析后控制信号灯的显示颜色，使用太阳能电板和风力发电机为本装置提供充足的电力，设有的蓄电池可保证本装置在夜间正常使用，且设有照明灯为夜间的人行道照明，在车道两侧设置有红、黄、绿三种显示颜色的灯条，通过第一单片机控制灯条颜色，灯条和信号灯的显示颜色相同，方便驾驶人观察路口信号。

作为优选，手触指示灯、手触按钮和灯条分别与第一单片机连接，当行人要穿越马路，且红外传感器未检测到机动车辆要通过时，行人可以触动手触按钮向本装置发出指令，通过第一单片机的逻辑处理以改变该路口的信号灯颜色、亮暗时间，从而节省行人过马路的时间，同时也保障交通安全。

作为优选，第一单片机通过无线信号接收器和无线信号发射器连接，无线信号发射器连接有第二单片机，第二单片机连接有红外传感器，在上班高峰期和下班高峰期时，本装置不工作，采用传统的交通信号灯控制方法，其余时间，红外传感器检测车流量，通过第一单片机的配合使用以控制路口交通信号灯的亮灯时间，使交通运行更顺畅。

作为优选，红外传感器与立柱的距离为25~120m，避免车辆到达路口第一单片机还未收到红外传感器的信号或反应时间慢的情况，同时也保障交通安全。

作为优选，蓄电池为铅酸蓄电，铅酸蓄电池的电解液由以下成分及重量份组成：去离子水25~45份、稀硫酸溶液55~75份、气相法纳米二氧化硅1.6~3份、氢氧化金0.2~0.38份、电解液活性剂2.5~3份，电解液活性剂由以下成分和重量份组成：去离子水1000份、二氧化硫脲0.7份、硫酸镍2份、硫酸钴2份、硫酸铝28份、硫酸钠15份、硫酸镁23份、磷酸铝20份、碘化锂5份、氯化锂5份、碳酸锂20份，蓄电池为本装置24h提供电力，不会出现断电、漏电现象，本发明的电解液使蓄电池在大电流的充放电，循环使用寿命、蓄电池容量、蓄电能力和超低温性能方面都得到极大的增强，与传统的电解液相比增强了25~30%，二氧化硫脲、氯化锂与电解液配合使用不仅可以防止蓄电池极板硫化，并能有效减少蓄电池电解液的挥发，电解液各成分分布均匀，还提升了蓄电池的环保性能，由于蓄电池性能优异，避免了因蓄电池容量等问题造成控制装置无法正常使用。

作为优选，蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池，交替作为主电池和备用电池，为本装置24h提供电力，不会出现断电、漏电现象。

作为优选，立柱为空心立柱，控制柜、信号灯、太阳能电板、蓄电池、照明灯和风力发电机通过导线连接，导线没有裸露在外，本装置不仅造型更加美观，而使用也更加安全，且导线不易被偷取。

作为优选，照明灯在控制柜上端，保证夜间人行道范围内的照明，让行人安全通过，且通过时经过的车辆也可以清除看到行人，避免经过的车辆因为无法看清夜间正在通过人行道的行人发生交通事故，控制柜安置在立柱总长的2/5~3/5处，便于行人触动手触按钮和观察手触指示灯，也利于控制柜的维修和保养。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过红外传感器来检测车流量并将信息传送给第一单片机分析后控制信号灯的显示颜色，使用太阳能电板和风力发电机为本装置提供充足的电力，设有的蓄电池可保证本装置在夜间正常使用，本发明的电解液使蓄电池在大电流的充放电，循环使用寿命、蓄电池容量、蓄电能力和超低温性能方面都得到极大的增强，且设有照明灯为夜间的人行道照明，在车道两侧设置有红、黄、绿三种显示颜色的灯条，通过第一单片机控制灯条颜色，灯条和信号灯的显示颜色相同，方便驾驶人观察路口信号，在上班高峰期和下班高峰期时，本装置不工作，采用传统的交通信号灯控制方法，其余时间，红外传感器检测车流量，通过第一单片机的配合使用以控制路口交通信号灯的亮灯时间，使交通运行更顺畅。

附图说明

图1为本发明一种风光互补式交通信号控制装置的结构示意图；

图2为本发明一种风光互补式交通信号控制装置的结构侧视图；

图3为本发明一种风光互补式交通信号控制装置的原理图；

图4为本发明一种风光互补式交通信号控制装置的安装意图。

附图标记说明：1控制柜；2、信号灯；3太阳能电板；4风力发电机；5蓄电池；6第一单片机；7信号灯控制器；8交通信号灯装置；9无线信号接收器；10无线信号发射器；11红外传感器；12手触按钮；13手触指示灯；14第二单片机；15灯条；16照明灯；17立柱；20风光互补式交通信号控制装置。

具体实施例

以下结合实施例和附图作进一步详细描述：

实施例1：

如图1~4所示，一种风光互补式交通信号控制装置，包括立柱17、立柱17上端设有的信号灯2，立柱17上端设有太阳能电板3和风力发电机4，立柱17中端设有照明灯16和控制柜1，立柱17底部设有蓄电池5，控制柜1内设有第一单片机6和无线信号接收器9，第一单片机6连接有红外传感器11，控制柜分别连接有手触指示灯13、手触按钮12和灯条15，灯条15安置在车道两侧，本发明通过红外传感器11来检测车流量并将信息传送给第一单片机6分析后控制信号灯2的显示颜色，使用太阳能电板3和风力发电机4为本装置提供充足的电力，设有的蓄电池5可保证本装置在夜间正常使用，且设有照明灯16为夜间的人行道照明，在车道两侧设置有红、黄、绿三种显示颜色的灯条15，通过第一单片机6控制灯条15颜色，灯条15和信号灯2的显示颜色相同，方便驾驶人观察路口信号。

手触指示灯13、手触按钮12和灯条15分别与第一单片机6连接，当行人要穿越马路，且红外传感器11未检测到机动车辆要通过时，行人可以触动手触按钮12向本装置发出指令，通过第一单片机的逻辑处理以改变该路口的信号灯2颜色、亮暗时间，从而节省行人过马路的时间，同时也保障交通安全。

第一单片机6通过无线信号接收器9和无线信号发射器10连接，无线信号发射器10连接有第二单片机14，第二单片机14连接有红外传感器11，在上班高峰期和下班高峰期时，本装置不工作，采用传统的交通信号灯控制方法，其余时间，红外传感器11检测车流量，通过第一单片机6的配合使用以控制路口交通信号灯的亮灯时间，使交通运行更顺畅。

红外传感器11与立柱17的距离为25~120m，避免车辆到达路口第一单片机6还未收到红外传感器11的信号或反应时间慢的情况，同时也保障交通安全。

蓄电池5为铅酸蓄电，铅酸蓄电池的电解液由以下成分及优选重量份组成：去离子水38份、稀硫酸溶液60份、气相法纳米二氧化硅1.8份、氢氧化金0.23份、电解液活性剂2.8份，电解液活性剂由以下成分和重量份组成：去离子水1000份、二氧化硫脲0.7份、硫酸镍2份、硫酸钴2份、硫酸铝28份、硫酸钠15份、硫酸镁23份、磷酸铝20份、碘化锂5份、氯化锂5份、碳酸锂20份，蓄电池5为本装置24h提供电力，不会出现断电、漏电现象，本发明的电解液使蓄电池5在大电流的充放电，循环使用寿命、蓄电池容量、蓄电能力和超低温性能方面都得到极大的增强，与传统的电解液相比增强了25~30%，不仅可以防止蓄电池极板硫化，并能有效减少蓄电池电解液的挥发，电解液各成分分布均匀，还提升了蓄电池的环保性能。

蓄电池5包括第一蓄电池和第二蓄电池，交替作为主电池和备用电池，为本装置24h提供电力，不会出现断电、漏电现象。

立柱17为空心立柱，控制柜1、信号灯2、太阳能电板3、蓄电池5、照明灯16和风力发电机4通过导线连接，导线没有裸露在外，本装置不仅造型更加美观，而使用也更加安全，且导线不易被偷取。

照明灯16在控制柜1上端，保证夜间人行道范围内的照明，让行人安全通过，且通过时经过的车辆也可以清除看到行人，避免经过的车辆因为无法看清夜间正在通过人行道的行人发生交通事故，控制柜1安置在立柱17总长的2/5~3/5处，便于行人触动手触按钮12和观察手触指示灯13，也利于控制柜1的维修和保养。

实施例2：

如图1~4所示，一种风光互补式交通信号控制装置，包括立柱17、立柱17上端设有的信号灯2，立柱17上端设有太阳能电板3和风力发电机4，立柱17中端设有照明灯16和控制柜1，照明灯16在控制柜1上端，控制柜1安置在立柱17总长的1/2处，立柱17底部设有蓄电池5，立柱17为空心立柱，控制柜1、信号灯2、太阳能电板3、蓄电池5、照明灯16和风力发电机4通过导线连接，控制柜1内设有第一单片机6和无线信号接收器9，第一单片机6连接有红外传感器11，红外传感器11与立柱17的距离优选为100m，控制柜分别连接有手触指示灯13、手触按钮12和灯条15，手触指示灯13、手触按钮12和灯条15分别与第一单片机6连接，灯条15安置在车道两侧，第一单片机6通过无线信号接收器9和无线信号发射器10连接，无线信号发射器10连接有第二单片机14，第二单片机14连接有红外传感器11，

蓄电池5包括第一蓄电池和第二蓄电池，交替作为主电池和备用电池，蓄电池5为铅酸蓄电，铅酸蓄电池的电解液由以下成分及优选重量份组成：去离子水38份、稀硫酸溶液60份、气相法纳米二氧化硅1.8份、氢氧化金0.23份、电解液活性剂2.8份，电解液活性剂由以下成分和重量份组成：去离子水1000份、二氧化硫脲0.7份、硫酸镍2份、硫酸钴2份、硫酸铝28份、硫酸钠15份、硫酸镁23份、磷酸铝20份、碘化锂5份、氯化锂5份、碳酸锂20份。

上述连接中的常规连接为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不再详细赘述。

控制柜1不仅限于安置在立柱17总长的2/5~3/5处，还应包括安置在立柱17总长的40/100或41/100或42/100或43/100……59/100或60/100。

本发明所使用的风力发电机4 的型号及规格为HY-400L/24V，当然也可以是其他规格的能达到同样效果的风力发电机，本发明的第一单片机6 采用dsPIC30F2010 型单片机，当然也可以是其他可以达到同样效果的单片机，本发明的第二单片机14 为一dsPIC30F2010 型单片机，当然也可以是其他可以达到同样效果的单片机，本发明的红外传感器11采用奥托尼克斯BR20M-TDTD，当然也可以是可以达到同样效果的红外传感器。

本发明实际使用，在上班高峰期和下班高峰期时，本装置不工作，采用传统的交通信号灯控制方法，在非上班高峰期，距离路口100米处的红外传感器11 实时检测车辆并获取车流量信息所对应的数字量信号，并且将数字量信号传送至第二单片机14，第二单片机14 将车流量信息处理并发送至无线信号发射器10，无线信号发射器10 将车流量信息发送给路口处的无线信号接收器9，无线信号接收器9 将信息发送至第一单片机6，第一单片机6计算在一设定时间内所接收到的车流量，若单位时间内车流量较低，则所述第一单片机6控制信号灯控制器7，以适当缩减绿色信号灯的开亮时间，在深夜，照明灯16持续照亮人行道，保证夜间人行道范围内的照明，让行人安全通过，且通过时经过的车辆也可以清除看到行人，避免经过的车辆因为无法看清夜间正在通过人行道的行人发生交通事故，在车道两侧设置有红、黄、绿三种显示颜色的灯条15，通过第一单片机控制灯条颜色，灯条和信号灯的显示颜色相同，方便驾驶人观察路口信号，在白天后车可以清楚地看到信号，通过灯条15很容易看到信号灯2是什么颜色，可以实现同步加速，而不用担心因看不清信号灯2而闯红灯、闯黄灯导致被处罚，避免了这种情。

本发明的信号灯控制柜1 的表面设有手触按钮12和手触指示灯13，手触按钮12和手触指示灯13 分别与第一单片机6 相连，当行人要穿越马路时，且该路口对应的红外传感器11 未检测到有机动车辆要通过，行人可以通过触动手触按钮12，同时手触指示灯13亮，第一单片机6 在接收到手触按钮12 的开关信号后，并根据车流量信息来做逻辑处理，以控制该路口信号灯2 的亮暗时间（例如改变红、绿灯的亮暗时间），从而节省行人过马路的时间，同时也保障交通安全。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种风光互补式交通信号控制装置，包括立柱（17）、立柱（17）上端设有的信号灯（2），其特征在于：所述立柱（17）上端设有太阳能电板（3）和风力发电机（4），所述立柱（17）中端设有照明灯（16）和控制柜（1），所述立柱（17）底部设有蓄电池（5），所述控制柜（1）内设有第一单片机（6）和无线信号接收器（9），第一单片机（6）连接有红外传感器（11），所述控制柜分别连接有手触指示灯（13）、手触按钮（12）和灯条（15），所述灯条（15）安置在车道两侧。

2.根据权利要求1所述的一种风光互补式交通信号控制装置，其特征在于：所述手触指示灯（13）、手触按钮（12）和灯条（15）分别与第一单片机（6）连接。

3.根据权利要求1所述的一种风光互补式交通信号控制装置，其特征在于：所述第一单片机（6）通过无线信号接收器（9）和无线信号发射器（10）连接，所述无线信号发射器（10）连接有第二单片机（14），所述第二单片机（14）连接有红外传感器（11）。

4.根据权利要求1所述的一种风光互补式交通信号控制装置，其特征在于：所述红外传感器（11）与立柱（17）的距离为25~120m。

5.根据权利要求1所述的一种风光互补式交通信号控制装置，其特征在于：所述蓄电池（5）为铅酸蓄电，所述铅酸蓄电池的电解液由以下成分及重量份组成：去离子水25~45份、稀硫酸溶液55~75份、气相法纳米二氧化硅1.6~3份、氢氧化金0.2~0.38份、电解液活性剂2.5~3份，所述电解液活性剂由以下成分和重量份组成：去离子水1000份、二氧化硫脲0.7份、硫酸镍2份、硫酸钴2份、硫酸铝28份、硫酸钠15份、硫酸镁23份、磷酸铝20份、碘化锂5份、氯化锂5份、碳酸锂20份。

6.根据权利要求1所述的一种风光互补式交通信号控制装置，其特征在于：所述蓄电池（5）包括第一蓄电池和第二蓄电池。

7.根据权利要求1所述的一种风光互补式交通信号控制装置，其特征在于：所述立柱（17）为空心立柱，所述控制柜（1）、信号灯（2）、太阳能电板（3）、蓄电池（5）、照明灯（16）和风力发电机（4）通过导线连接。

8.根据权利要求1所述的一种风光互补式交通信号控制装置，其特征在于：所述照明灯（16）在控制柜（1）上端，所述控制柜（1）安置在立柱（17）总长的2/5~3/5处。