CN111629491B - 一种安全型led智能信号机控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种安全型LED智能信号机控制系统及方法，所述控制系统包括：发光检测电路，检测光源参数数据，将所述参数数据发送至低功耗逻辑电路；低功耗逻辑电路，用于接收所述参数数据，判断是否发生故障，根据判断结果作出指令，并将所述指令发送至功率控制开关电路；功率控制开关电路，用于接收所述指令，根据所述指令控制系统电路开关，保障电路安全；电流反馈电路，用于适应监督继电器。本发明克服了灭灯不能自动识别故障的问题，可以精确实现LED灯的开短路故障检测及安全报警功能，同时可根据环境中的温湿度和光照强度进行电压的自动调节实现LED信号机工作状态的全智能检测。

Description

一种安全型LED智能信号机控制系统及方法

技术领域

本发明属于铁路信号安全辅助设备技术领域，特别涉及一种安全型LED智能信号机控制系统及方法。

背景技术

近年来，轨道交通行业飞速发展，各类产品的市场日渐广阔，同时市场竞争也越发的严峻。产品想要适应技术不断革新的市场需求，就必须能够在保障既有功能的基础上，利用高安全性可靠性及现代化电子技术来提高设备的自动化程度，使其趋向智能化，进而提高产品的综合市场竞争力，这也是轨道交通行业领域内众多厂商需要直面的问题。

LED信号机是为解决传统色灯信号机易断丝、使用寿命短、光效低、可靠性差的特点，基于LED技术，以LED作为光源，开发的颜色纯正、效率高、寿命长的新型信号机，可以有效的解决灯丝断丝问题，同时信号机的日常维护量较大，随着铁路事业的飞速发展，偏远站、无人值守站越来越多，信号机实际维护难度增大，LED信号机有效的解决了这一问题。LED信号机相较于色灯信号机具有节能、光效强、免维修、使用寿命较长等较多的技术及经济优势。

目前LED信号机光源都由LED颜色决定，品种过多，备品备件量太大，LED信号机构与传统色灯信号机结构存在差异，与传统色灯信号机的供电、检测及报警系统存在不兼容的问题，且与传统的点灯单元、灯丝检查继电器等不兼容，导致了LED信号机在普速及高铁线路上的可用性较低，仅仅在少数地区及地铁线路上使用，LED信号灯在实现热灯丝检测时依赖于信号机故障报警仪，通过采集信号机的点灯电流来完成对信号机的状态判断，不能精准定量的判断出LED故障数量，LED信号灯不具有明显的两值特性，当LED短路的时候，电流增加但是亮度减小，仅依靠故障报警仪的电流检测可能会存在安全隐患，同时，不区分天气状况与白天黑夜，信号机始终保持一个工作状态，不利于节能减排。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种安全型LED智能信号机控制系统，

所述控制系统包括：

发光检测电路，用于检测光源参数数据，将所述参数数据发送至低功耗逻辑电路；

低功耗逻辑电路，用于接收所述参数数据，基于参数数据判断光源是否发生故障，根据判断结果生成指令，并将所述指令发送至功率控制开关电路；

功率控制开关电路，用于接收所述指令，根据所述指令控制系统电路开关，保障电路安全。

优选地，所述发光检测电路包括LED发光光源、恒流驱动装置、电流采集装置、电压采集装置和光强检测装置；

所述参数数据包括LED发光光源的电流值、电压值和光强强度值中的一种或多种；

所述LED发光光源的一端与电源连接，所述LED发光光源的另一端连接所述恒流驱动装置的第一端；

所述恒流驱动装置的第二端接地，所述恒流驱动装置的第三端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述电流采集装置的一端连接所述LED发光光源，所述电流采集装置的另一端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述电压采集装置的一端连接所述LED发光光源，所述电压采集装置的另一端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述光强检测装置用于检测所述LED发光光源的光，并与所述低功耗逻辑电路连接。

优选地，所述低功耗逻辑电路包括：CPU单元短路保护电阻、第一整流桥、电源芯片、第一CPU、第二CPU和电压电流采集器；

所述CPU单元短路保护电阻的一端连通外部电路，所述CPU单元短路保护电阻的另一端连接第一整流桥的输入端；

所述第一整流桥的输出端连接所述电源芯片，所述电源芯片的另一端连接第一CPU；

所述第一CPU分别连接所述电流采集装置、电压采集装置、光强检测装置、电压电流采集器和第二CPU；

所述第二CPU分别连接所述电流采集装置、光强检测装置；

所述电压电流采集器的另一端与所述功率控制开关电路连接。

优选地，所述低功耗逻辑电路判断是否发生故障包括：

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值均在安全范围内，则判定LED智能信号机正常，发出通路指令；

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值中任一数值位于安全范围值外，则判定LED智能信号机故障，发出对应电路断路指令。

优选地，所述功率控制开关电路包括：继电器组、第二整流桥和电子开关组；

所述继电器组的一端连通外部电路，所述继电器组的另一端通过第二整流桥与所述电子开关组连接；

所述继电器组包括并联的第一固态继电器和第二固态继电器；

所述电子开关组包括并联的第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关和所述第二电子开关分别连接所述低功耗逻辑电路中的第一CPU。

优选地，所述第一CPU通过第一安全与门与所述第一固态继电器连接；

所述第二CPU通过第二安全与门与所述第二固态继电器连接；

所述第一CPU通过第二安全与门与所述第二固态继电器连接；

所述第二CPU通过第一安全与门与所述第一固态继电器连接。

优选地，所述LED发光光源包括两组LED信号灯，两组所述LED信号灯间隔分布，且呈中心对称。

优选地，相邻的所述LED信号灯之间设置光敏二极管。

优选地，所述第一CPU与第二CPU为不同类型的CPU。

优选地，所述低功耗逻辑电路发出断路指令的同时发出报警指令。

本发明还提供一种安全型LED智能信号机控制方法，所述方法包括如下步骤：

发光检测电路检测光源参数数据，将所述参数数据发送至低功耗逻辑电路；

低功耗逻辑电路接收所述参数数据，基于参数数据判断光源是否发生故障，根据判断结果生成指令，并将所述指令发送至功率控制开关电路；

功率控制开关电路接收所述指令，根据所述指令控制系统电路开关，保障电路安全。

优选地，所述发光检测电路检测光源参数数据包括：

电流采集装置采集LED发光光源的电流值；

电压采集装置采集LED发光光源的电压值

光强检测装置检测所述LED发光光源的光强强度值；

其中，所述参数数据包括LED发光光源的电流值、电压值和光强强度值中的一种或多种。

优选地，所述低功耗逻辑电路包括：第一CPU和第二CPU；

所述低功耗逻辑电路判断是否发生故障包括：

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值均在安全范围内，则判定LED智能信号机正常，发出通路指令；

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值中任一数值位于安全范围值外，则判定LED智能信号机故障，发出对应电路断路指令。

本发明提出的一种安全型LED智能信号机控制系统，在实现LED智能信号机功耗低、工作电流小、可靠性较高的基础上，克服了灭灯不能自动识别故障的问题，可以精确实现LED灯的开短路故障检测及安全报警功能，同时可根据环境中的温湿度和光照强度进行电压的自动调节实现LED信号机工作状态的全智能检测；同时在LED智能信号机内部对光源部分采用可拆卸的安装方式，减轻了维护准备的工作量与备品造价。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的安全型LED智能信号机控制系统拓扑结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的功率控制开关安全电路结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的安全与门结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的反相器连接示意图；

图5示出了根据本发明实施例的光敏二极管的分布图；

图6示出了根据本发明实施例的LED智能信号机的灯位设置示意图；

图7示出了根据本发明实施例的不同工作环境模式下的安全型LED智能信号机的电压与电流关系示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

现有技术中，LED智能信号机的LED信号灯在实现热灯丝检测时依赖于信号机故障报警仪，通过采集信号机的点灯电流来完成对信号机的状态判断，不能精准定量的判断出LED故障数量，且LED信号灯不具有明显的两值特性，当LED短路的时候，电流增加但是亮度减小，仅依靠故障报警仪的电流检测可能会存在安全隐患，当应用场景为道口等信号机常态灭灯的情景时，无法在信号灯熄灭的条件下实现信号灯的状态检测，存在较大的安全隐患。

本发明提出一种安全型LED智能信号机控制系统，请参照图1，图1示出了根据本发明实施例的安全型LED智能信号机控制系统拓扑结构示意图。如图1所示，本安全型LED智能信号机控制系统包括：

发光检测电路，用于检测光源参数数据，将所述参数数据发送至低功耗逻辑电路；

低功耗逻辑电路，用于接收所述参数数据，基于参数数据判断光源是否发生故障，根据判断结果生成指令，并将所述指令发送至功率控制开关电路；

功率控制开关电路，用于接收所述指令，根据所述指令控制系统电路开关，保障电路安全；

电流反馈电路，用于适应监督低功耗逻辑电路中的继电器。

更进一步的，所述发光检测电路包括LED发光光源、恒流驱动装置Q3、电流采集装置、电压采集装置和光强检测装置；

所述LED发光光源的一端与电源连接，所述LED发光光源的另一端连接所述恒流驱动装置Q3；

所述恒流驱动装置Q3的第二端接地，所述恒流驱动装置Q3的第三端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述电流采集装置的一端连接所述LED发光光源，所述电流采集装置的另一端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述电压采集装置的一端连接所述LED发光光源，所述电压采集装置的另一端与所述低功耗逻辑电路连接

所述光强检测装置用于检测所述LED发光光源的光，并与所述低功耗逻辑电路连接。

更进一步的，所述低功耗逻辑电路包括：CPU单元短路保护电阻R1、第一整流桥、电源芯片、第一CPU和第二CPU和电压电流采集器；

所述CPU单元短路保护电阻R1的一端连通外部电源电路，所述CPU单元短路保护电阻R1的另一端连接第一整流桥的输入端；

所述第一整流桥的输出端连接所述电源芯片，本实施例中采用型号为TPS65313的电源芯片，所述电源芯片的另一端连接第一CPU；

所述第一CPU分别连接所述电流采集装置、电压采集装置、光强检测装置、电压电流采集器和第二CPU；

所述第二CPU分别连接所述电流采集装置、光强检测装置；

所述电压电流采集器的另一端与所述功率控制开关电路连接。

示例性的，本实施例采用的CPU的型号分别为TMS570和STM32L433。信号机在工作过程中，对所有输入的信息均采用双CPU处理对比的方法，以确保处理输出信息的高可靠性，两个CPU采用不同规格及不同的逻辑算法，避免了器件的共因失效。

本发明中对于检测、处理单元的所有器件均采用二取二的高安全可靠性结构，同时对于安全相关的功率控制开关部分有实时安全检测的措施来实现及时检测出元器件的故障，保证设备故障时候可以可靠切断。

更进一步地，所述功率控制开关电路包括：继电器组、第二整流桥和电子开关组；

所述继电器组的一端连通外部电源电路，所述继电器组通过第二整流桥与所述电子开关组连接；

所述继电器组包括并联的第一固态继电器K1和第二固态继电器K2；

所述电子开关组包括并联的第一电子开关Q1和第二电子开关Q2，所述第一电子开关Q1和所述第二电子开关Q2的另一端连接所述第一CPU。

更进一步的，所述第一CPU通过第一安全与门与所述第一固态继电器K1连接；

所述第二CPU通过第二安全与门与所述第二固态继电器K2连接；

所述第一CPU通过第二安全与门与所述第二固态继电器K2连接；

所述第二CPU通过第一安全与门与所述第一固态继电器K1连接。

其中，第一固态继电器K1和第二固态继电器K2均为三开一闭安全继电器。其中，功率控制开关安全电路的电路结构请参照图2，图2示出了功率控制开关安全电路结构示意图。如图2所示，继电器的2个常开节点分别接入220VAC的火、零线，继电器的1个常开和1个常闭节点作为CPU的检测节点，通过两个安全与门互斥控制继电器，以达到对任意继电器的状态及继电器驱动故障的识别。正常工作时控制其中一个继电器吸起而另一个则断开，同时周期性的进行切换以检测安全继电器能否可靠断开。

更进一步的，请参照图3，图3示出了安全与门结构示意图。如图3所示，安全与门由两级DC/DC组成，前一级DC/DC为后一级DC/DC提供控制电源。只有第一CPU和第二CPU分别给出动态控制信号才能够使安全与门给出输出，确保任意CPU的严重故障处理均能切断220VAC电源；节点采集由动态发码采集实现，确保对任意节点闭合状态的安全采集。

具体地，双CPU分别输出一个独立的PWM信号共同控制电路输出直流驱动信号，从而控制安全继电器，两个PWM信号缺一不可，且对PWM的信号频率有较为严格的要求，进而保证了驱动信号的可靠性和真实性，后端的安全继电器不会因为干扰而被错误驱动。

第一CPU控制信号经过光耦等器件后，驱动变压器工作，作为下一级的光耦、MOS管GS端电源；第二CPU控制信号经过MOS管驱动后端变压器工作，输出整流后得到的直流信号作为安全继电器的驱动电源。

两个安全与门与两个电子开关Q1、Q2周期性切换来检测安全继电器及电子开关能否可靠断开，当用于闪灯灯位时，保持安全与门的此时状态不动，切换电子开关来完成闪灯功能，这种办法延长了继电器的使用寿命，同时保证了可以安全可靠性的切断负载。

更进一步的，所述低功耗逻辑电路判断是否发生故障包括：

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值均在安全范围内，则LED智能信号机正常，发出通路指令；

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值中任一数值位于安全范围值外，则LED智能信号机故障，发出对应电路断路指令。所述低功耗逻辑电路发出断路指令的同时发出报警指令。

具体的，LED智能信号机的信号灯有常亮与闪灯两种显示状态，当信号灯处于常亮灯位的时候，会周期性随机切断其中一路安全与门继电电路中的继电器及断开电子开关中的一个开关，因为两个并联的安全与门继电器电路与两个并联的电子开关电路进行串联，只要有一路继电电路和一路电子开关电路导通的时候，电路整体就呈通路状态，周期性随机切换的同时，CPU实时检测电路的导通性与继电器及电子开关的工作状态，当功率控制开关电路中出现问题时，即可快速定位到故障点，并可靠切断功率控制开关电路安全的部分以保证设备的整体安全；当用于闪灯状态的时候，保持安全与门的状态不变，通过切换电子开关就能够检测安全继电器及电子开关能否可靠断开。同时，因为安全与门控制电路中的继电器采用机械继电器，考虑到使用寿命问题不可短暂性频繁切换，电子开关采用固态继电器，控制电路中采用两种不同的继电器原因也是为了避免共因失效。

其中，检测电路具体将电流检测、电压检测结合光强检测组成与门检测来实现LED灯的高精度检测，同时在输出端接LED显示灯来检测LED的故障，并将参数数据发送至功率控制开关电路。

示例性的，在高精度检测过程中，在控制室内利用高精度比较器及反相器的输出端接LED显示灯，来反映出检测中的LED信号机的工作状况。以下对反相器工作过程中的具体动作进行说明，请参照图4，图4示出了反相器连接示意图。如图4所示，当反向输入电压大于非反向输入电压时，输出与地接通；当反向输入电压小于非反向输入电压时，输出开路。当LED灯珠异常时，反向输入电压大于非反向输入电压，输出与地导通，此时检测LED灯位亮起，显示LED灯珠异常。

为了很好地实现本发明的LED智能信号机的安全检测和使用，本发明提出了一种LED智能信号机的灯位设置。请参照图5，图5示出了LED智能信号机的灯位设置示意图。如图5所示，LED智能信号机一共采用6颗大功率LED，图中“1”表示该LED灯属于第一组，图中“2”表示该LED灯属于第二组，以组为单位进行控制，两组LED灯沿指定方向，如顺时针方向交替分布，且以两组LED灯分布的中心为基准，属于不同组的LED灯对称分布，即两组信号灯呈中心对称。该放置方法可以使光照分布均匀，进行散热及光强检测时，可以更好的实现冗余的功能，以保证当LED灯珠坏了一组之后，另一组可以保障亮度正常。灯源部分以LED信号灯的灯珠可拆卸设置，示例性的，本实施例以可插拔小板的形式来实现，当光源部分发生故障时，只需要替换发光盘即可完成维修工作，维修效率较低，节约生产成本，极大化的节省了备品备件的支出。示例性的，本实施例的LED灯的功率为1w。

信号灯工作时6颗LED灯同时点亮，通过调整PWM占空比来实现调光，采用滞环控制的方式，对输入电压保持较高的抑制比，将电源方波数位化，并控制方波的占空比，从而达到控制电流的目的。当两组LED同时发光时，调整PWM较窄的占空比，使单颗LED灯亮度稍弱，整体机构光强可以达到要求，当有一组中一颗LED被检测出故障后，直接切断该组全部LED灯，此时通过调整占空比，调亮正常组3颗LED的亮度，使单组工作的情况下，仍能满足机构光强的要求，同时输出报警，给予工作人员警示，提醒其安排维修保养。

本发明采用该种灯位设置方式，一是不需要对备用组进行冷丝检测，屏蔽掉了LED主灯位故障，切换副灯位时，副灯位已经故障失效无法成功切换的故障失效因素。二是降低了维修的复杂度，可以更加精准的维修，保证路况的正常运行。

更进一步的，检测电路检测光强具体为：

光强的检测是通过在光敏二极管实现的。请参照图6，图6示出了光敏二极管的分布图。如图6所示，本发明中于灯盘处加装6个光敏二极管，每个光敏二极管检测临边两个LED，每个LED可以接受到2个不同光敏二极管的检测信息，同时发给CPU进行对比输出，对于单个LED来说当两个光敏二极管反馈电流误差在阈值范围内时，视为信息有效，同时两个光敏二极管反馈差值电流大于设定的阈值时，发出警报，给出光敏二极管故障信息。示例性的，本实施例中当检测同一颗LED的两个光敏二极管反馈电流差值以较高反馈电流为基准算数，误差百分比在百分之15及以上视为故障；LED相邻的两个光敏二极管组成二取二的结构，提高了检测的可靠性，同时可以实现当光敏二极管故障时可以及时发现，以免误输出。

更进一步的，因为红、黄、绿、蓝、月白都有对应的波长，光敏二极管于晶片层加装特定波长的滤波片，以达到通过加装滤波片滤除环境杂光的目的。

本发明利用光敏二极管代替光敏电阻，光敏二极管相较于光敏电阻的精度更高，光敏电阻收杂散光影响较大，精度较低，本发明使用的光敏二极管更精细，偏定量。

优选的，光强检测装置对6颗LED均独立检测光强强度。将6颗灯珠依次进行编号之后，编号为奇数的LED灯珠的光强数据输送至第一CPU，编号为偶数的LED灯珠的光强数据输送至第二CPU。

更进一步的，检测电路检测电流包括为：

电流采集装置实时监测LED信号机的工作电流变化，当LED发光二极管出现损坏时，造成点灯回路的电流增加或减小，通过处理单元的CPU内部运算，实现报警功能。

优选的，电流采集装置对6颗LED均独立采集工作电流。将6颗灯珠依次进行编号之后，编号为奇数的LED灯珠的电流输送至第一CPU，编号为偶数的LED灯珠的电流输送至第二CPU。

通过电流采集，CPU可以判断当前灯位的状态，具体的灯位的状态包括：点亮、闪烁、报警、灭灯。由于电流采集功能与安全相关，因此必须进行周期性自检以保证安全性。

当CPU同时收到LED灯电流正常及光强正常两组信息时，双CPU进行输出比对，均正常时，视为LED信号机正常，否则均输出故障并报警。

更进一步的，检测电路检测电压包括为：

电压采集装置实时监测每颗LED灯珠的电压变化，并将电压数据信息实时传输至第一CPU进行阈值对比。

更进一步的，本发明提供的安全型LED智能信号机不需要对原有的室内控制电路进行改造，供电方式与传统信号机相同，可直接替换传统白炽灯与原有电路直接连接，兼容性较强。因为相邻的LED灯均由光敏二极管分隔开，所以两组LED灯的光强检测电路相互隔离，不会受他系模块的光强影响，检测结果精确度高。光源由两组相同的大功率白色自然光LED分别作为主副光源而组成，白光通过红、绿、黄、蓝、月白五种颜色透镜来产生符合TB/T2081-2989《铁路信号灯光颜色》要求的灯光。LED灯的发光效率较高，在需要产生同等强度的光时LED信号灯所需要的功率远小于白炽灯，但为了适应传统信号机灯丝检测继电器与室内点灯电压电路的工作模式，增设功率消耗模块，即图1中的阻性负载，设定主副LED信号灯达到要求光强时功率约为6W时，功率消耗模块功率约为20W，即可满足220V和12V电流的检测要求。设计过程中只需要在主灯单元加装功率消耗模块，副灯单元因不需要适配电流检测与报警，故不需要加装功率消耗模块。

更进一步的，针对现有技术中信号机的信号灯强度不能随日光环境的变化而调节，会造成资源浪费，不便于节省能源的问题。本发明的信号机外部设置高精度光照传感器及湿度传感器，通过检测外部环境光强，实时采集外界的环境信息并传送到处理单元的双CPU，通过接受到的不同环境参数指标，来调整发光盘的供电电压间接改变LED灯亮度，以实现不同环境的工作模式，示例性的，工作环境模式包括但不限于日、夜、阴天，更加智能化，可用性更强，同时更大程度的降低了设备的功耗。请参照图7，图7示出了不同工作环境模式下的安全型LED智能信号机的电压与电流关系示意图。如图7所示，白天晴朗环境下，供给电压应当在230-255V范围内，输出电流应为155-170mA；当阴天或夜晚环境下，降低供给电压，电压应为155-187V，输出电流应为95-125mA，一旦供给电压在155-255V时，输出电流在45-80mA时，则进行故障报警，当输出电流低于35mA时，直接切断功率开关，并进行严重报警，需要工作人员立即进行维修。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述控制系统包括：

发光检测电路，用于检测光源参数数据，将所述参数数据发送至低功耗逻辑电路；所述发光检测电路包括LED发光光源、恒流驱动装置、电流采集装置、电压采集装置和光强检测装置；所述LED发光光源包括两组LED信号灯，两组所述LED信号灯间隔分布，且呈中心对称；所述LED信号灯设置为可拆卸；所述光强检测装置包括光敏二极管，所述光敏二极管加装有特定波长的滤波片；

低功耗逻辑电路，用于接收所述参数数据，基于参数数据判断光源是否发生故障，根据判断结果生成指令，并将所述指令发送至功率控制开关电路；所述低功耗逻辑电路包括：CPU单元短路保护电阻、第一整流桥、电源芯片、第一CPU、第二CPU和电压电流采集器；

功率控制开关电路，用于接收所述指令，根据所述指令控制系统电路开关，保障电路安全；

光照传感器及湿度传感器，用于实时采集外界环境信息并传送到所述第一CPU和第二CPU，所述第一CPU和第二CPU根据接收到的外界环境信息，通过调整所述LED发光光源的供电电压间接改变LED信号灯亮度，以实现不同环境的工作模式；

两组所述LED信号灯在工作时全部点亮；当两组所述LED信号灯同时发光时，调整PWM占空比，使所述LED发光光源光强达到预设要求；当有一组所述LED信号灯中至少一颗LED信号灯被检测出故障且另一组所述LED信号灯正常时，切断故障LED信号灯所在组的全部LED信号灯，调整PWM占空比，提高另一组所述LED信号灯的亮度，使所述LED发光光源光强达到预设要求，同时输出报警。

2.根据权利要求1所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述参数数据包括LED发光光源的电流值、电压值和光强强度值中的一种或多种；

所述LED发光光源的一端与电源连接，所述LED发光光源的另一端连接所述恒流驱动装置的第一端；

所述恒流驱动装置的第二端接地，所述恒流驱动装置的第三端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述电流采集装置的一端连接所述LED发光光源，所述电流采集装置的另一端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述电压采集装置的一端连接所述LED发光光源，所述电压采集装置的另一端与所述低功耗逻辑电路连接；

所述光强检测装置用于检测所述LED发光光源的光，并与所述低功耗逻辑电路连接。

3.根据权利要求1所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述CPU单元短路保护电阻的一端连通外部电路，所述CPU单元短路保护电阻的另一端连接第一整流桥的输入端；

所述第一整流桥的输出端连接所述电源芯片，所述电源芯片的另一端连接第一CPU；

所述第一CPU分别连接所述电流采集装置、电压采集装置、光强检测装置、电压电流采集器和第二CPU；

所述第二CPU分别连接所述电流采集装置、光强检测装置；

所述电压电流采集器的另一端与所述功率控制开关电路连接。

4.根据权利要求3所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述低功耗逻辑电路判断是否发生故障包括：

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值均在安全范围内，则判定LED智能信号机正常，发出通路指令；

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值中任一数值位于安全范围值外，则判定LED智能信号机故障，发出对应电路断路指令。

5.根据权利要求1所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述功率控制开关电路包括：继电器组、第二整流桥和电子开关组；

所述继电器组的一端连通外部电路，所述继电器组的另一端通过第二整流桥与所述电子开关组连接；

所述继电器组包括并联的第一固态继电器和第二固态继电器；

所述电子开关组包括并联的第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关和所述第二电子开关分别连接所述低功耗逻辑电路中的第一CPU。

6.根据权利要求5所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述第一CPU通过第一安全与门与所述第一固态继电器连接；

所述第二CPU通过第二安全与门与所述第二固态继电器连接；

所述第一CPU通过第二安全与门与所述第二固态继电器连接；

所述第二CPU通过第一安全与门与所述第一固态继电器连接。

7.根据权利要求1所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

相邻的所述LED信号灯之间设置光敏二极管。

8.根据权利要求3-6任一所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述第一CPU与第二CPU为不同类型的CPU。

9.根据权利要求4所述的安全型LED智能信号机控制系统，其特征在于，

所述低功耗逻辑电路发出断路指令的同时发出报警指令。

10.一种安全型LED智能信号机控制方法，其特征在于，

所述方法包括如下步骤：

发光检测电路检测光源参数数据，将所述参数数据发送至低功耗逻辑电路；所述发光检测电路包括LED发光光源、恒流驱动装置、电流采集装置、电压采集装置和光强检测装置；所述LED发光光源包括两组LED信号灯，将两组所述LED信号灯间隔分布，且呈中心对称；所述LED信号灯设置为可拆卸；所述光强检测装置包括光敏二极管，将所述光敏二极管加装特定波长的滤波片；

低功耗逻辑电路接收所述参数数据，基于参数数据判断光源是否发生故障，根据判断结果生成指令，并将所述指令发送至功率控制开关电路；所述低功耗逻辑电路包括：CPU单元短路保护电阻、第一整流桥、电源芯片、第一CPU、第二CPU和电压电流采集器；

功率控制开关电路接收所述指令，根据所述指令控制系统电路开关，保障电路安全；

将两组所述LED信号灯在工作时全部点亮；当两组所述LED信号灯同时发光时，调整PWM占空比，使所述LED发光光源光强达到预设要求；当有一组所述LED信号灯中至少一颗LED信号灯被检测出故障且另一组所述LED信号灯正常时，切断故障LED信号灯所在组的全部LED信号灯，调整PWM占空比，提高另一组所述LED信号灯的亮度，使所述LED发光光源光强达到预设要求，同时输出报警；

实时采集外界环境信息并传送到所述第一CPU和第二CPU，所述第一CPU和第二CPU根据接收到的外界环境信息，通过调整所述LED发光光源的供电电压间接改变LED信号灯亮度，以实现不同环境的工作模式。

11.根据权利要求10所述的安全型LED智能信号机控制方法，其特征在于，

所述发光检测电路检测光源参数数据包括：

电流采集装置采集LED发光光源的电流值；

电压采集装置采集LED发光光源的电压值；

光强检测装置检测所述LED发光光源的光强强度值；

其中，所述参数数据包括LED发光光源的电流值、电压值和光强强度值中的一种或多种。

12.根据权利要求10或11所述的安全型LED智能信号机控制方法，其特征在于，

所述低功耗逻辑电路判断是否发生故障包括：

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值均在安全范围内，则判定LED智能信号机正常，发出通路指令；

若所述第一CPU检测到的电流、电压和光强的值与所述第二CPU检测到电流和光强的值中任一数值位于安全范围值外，则判定LED智能信号机故障，发出对应电路断路指令。

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