CN112349113A - 一种交通灯控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种交通灯控制系统，涉及交通灯控制领域，系统包括：地磁检测器模块、交通灯模块和控制主机。控制主机分别与地磁检测器模块和交通灯模块连接；地磁检测器模块用于检测路口的车辆信息；地磁检测器模块包括第一地磁检测器和第二地磁检测器；第一地磁检测器设置在路口入口的第一检测点处，第二地磁检测器设置在路口入口的第二检测点处，第一检测点与路口之间的距离小于第二检测点与路口之间的距离；控制主机用于根据地磁检测器模块检测的车辆信息判断路口交通拥堵情况并控制交通灯模块的工作。本发明提供的系统及方法通过地磁检测器实现车辆信息的低成本检测，进而通过车辆信息控制交通灯从而缓解交通拥堵的情况。

Description

一种交通灯控制系统及方法

技术领域

本发明涉及交通灯控制领域，特别是涉及一种交通灯控制系统及方法。

背景技术

近年由于机动车数量的增多，交通拥堵的现象不断发生，交通灯控制的重要性也与日俱增。现有技术中对交通灯的控制通过视频图像或红外传感器来统计车流量数据，通过交通控制主机根据交通流量的大小调整交通的时长。通过视频图像统计车流量算法相对复杂，对硬件要求较高。通过红外传感器来统计车流量数据，受天气影响较大。这些方法所使用的车流量采集设备不但成本高，而且施工量大，安装成本也很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种交通灯控制系统及方法，以通过地磁检测器实现车辆信息的低成本检测，进而通过车辆信息控制交通灯从而缓解交通拥堵的情况。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种交通灯控制系统，包括：地磁检测器模块、交通灯模块和控制主机；

所述控制主机分别与所述地磁检测器模块和所述交通灯模块连接；

所述地磁检测器模块用于检测路口的车辆信息，所述车辆信息包括是否有车信息和车辆速度；所述地磁检测器模块包括第一地磁检测器和第二地磁检测器；所述第一地磁检测器设置在路口入口的第一检测点处，所述第二地磁检测器设置在路口入口的第二检测点处，所述第一检测点与路口之间的距离小于所述第二检测点与路口之间的距离；

所述控制主机用于根据所述地磁检测器模块检测的车辆信息判断路口交通拥堵情况并控制交通灯模块的工作。

可选的，所述地磁检测器模块设置在所述路口入口的左转车道和右转直行车道上。

可选的，所述第一地磁检测器和所述第二地磁检测器的型号均为DTC100。

可选的，所述控制主机的主控芯片型号为STC8A8K64S4A12。

可选的，所述交通灯控制系统还包括上位机，所述上位机分别与所述控制主机和显示模块连接，所述上位机用于根据所述控制主机的信息控制所述显示模块实时显示路口交通拥堵情况。

一种交通灯控制方法，包括：

获取第一检测点的车辆信息和第二检测点的车辆信息；

根据所述第一检测点的车辆信息和所述第二检测点的车辆信息确定检测点的交通拥堵情况；

根据所述检测点的交通拥堵情况确定路口交通拥堵情况；

当路口交通拥堵情况为堵车时，控制交通灯模块调整交通灯工作情况。

可选的，所述根据所述第一检测点的车辆信息和所述第二检测点的车辆信息确定检测点的交通拥堵情况，具体包括：

判断所述第一检测点的车辆信息的车辆速度是否小于第一设定阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示为是，则确定第一检测点交通拥堵；

若所述第一判断结果表示为否，则确定第一检测点交通正常；

判断所述第二检测点的车辆信息的车辆速度是否小于第二设定阈值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示为是，则确定第二检测点交通拥堵；

若所述第二判断结果表示为否，则确定第二检测点交通正常。

可选的，所述根据所述检测点的交通拥堵情况确定路口交通拥堵情况，具体包括：

若第一检测点交通正常且第二检测点交通正常，则确定路口不堵车；

若第一检测点交通拥堵且第二检测点交通正常，则确定路口轻微堵车；

若第一检测点交通拥堵且第二检测点交通拥堵，则确定路口严重堵车。

可选的，所述当路口交通拥堵情况为堵车时，控制交通灯模块调整交通灯工作情况，具体包括：

获取右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况；

根据右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况调整交通灯模块的交通灯工作情况。

可选的，所述根据右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况调整交通灯模块的交通灯工作情况，具体包括：

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口轻微堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口不堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向红灯时间减少第一设定时间，所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第二设定时间，所述交通灯模块的左转方向红灯时间增加第一设定时间；

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口不堵车或者轻微堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向红灯时间减少第二设定时间，所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第三设定时间，所述交通灯模块的左转方向红灯时间增加第二设定时间；

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第三设定时间，所述交通灯模块的左转方向绿灯时间增加第三设定时间。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种交通灯控制系统及方法，交通灯控制系统通过采用地磁检测器模块，安装尺寸小、施工量小、对路面的破坏性小、系统的使用寿命长从而实现对车辆信息的低成本检测，控制主机再根据车辆信息判断路口交通拥堵情况，从而根据路口交通拥堵情况控制交通灯模块的工作，从而缓解交通拥堵的情况。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明交通灯控制系统示意图；

图2为本发明交通灯控制方法流程图；

图3为本发明交通灯控制系统结构示意图；

图4为本发明控制主机示意图；

图5为本发明转向示意图。

符号说明：

●为第一检测点，◆为第二检测点，1为左转道，2为右转直行道。

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。

本发明的目的是提供一种交通灯控制系统及方法，以通过地磁检测器实现车辆信息的低成本检测，进而通过车辆信息控制交通灯从而缓解交通拥堵的情况。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本发明提供定的一种交通灯控制系统，包括：地磁检测器模块、上位机、交通灯模块和控制主机。

所述控制主机分别与所述地磁检测器模块和所述交通灯模块连接。所述地磁检测器模块设置在所述路口入口的左转车道和右转直行车道上。

所述地磁检测器模块用于检测路口的车辆信息，所述车辆信息包括是否有车信息和车辆速度；所述地磁检测器模块包括第一地磁检测器和第二地磁检测器；所述第一地磁检测器设置在路口入口的第一检测点●处，所述第二地磁检测器设置在路口入口的第二检测点◆处，所述第一检测点●与路口之间的距离小于所述第二检测点◆与路口之间的距离。所述第一地磁检测器和所述第二地磁检测器的型号均为DTC100。

所述控制主机用于根据所述地磁检测器模块检测的车辆信息判断路口交通拥堵情况并控制交通灯模块的工作。所述控制主机的主控芯片型号为STC8A8K64S4A12。

在实际应用中，所述上位机分别与所述控制主机和显示模块连接，所述上位机用于根据所述控制主机的信息控制所述显示模块实时显示路口交通拥堵情况。

实施例二

如图2所示，本发明提供的一种交通灯控制方法，包括：

步骤201：获取第一检测点的车辆信息和第二检测点的车辆信息。

步骤202：根据第一检测点的车辆信息和第二检测点的车辆信息确定检测点的交通拥堵情况。步骤202，具体包括：

判断所述第一检测点的车辆信息的车辆速度是否小于第一设定阈值，得到第一判断结果。若所述第一判断结果表示为是，则确定第一检测点交通拥堵。若所述第一判断结果表示为否，则确定第一检测点交通正常。

判断所述第二检测点的车辆信息的车辆速度是否小于第二设定阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为是，则确定第二检测点交通拥堵；若所述第二判断结果表示为否，则确定第二检测点交通正常。

步骤203：根据检测点的交通拥堵情况确定路口交通拥堵情况。

步骤203，具体包括：

若第一检测点交通正常且第二检测点交通正常，则确定路口不堵车。若第一检测点交通拥堵且第二检测点交通正常，则确定路口轻微堵车。若第一检测点交通拥堵且第二检测点交通拥堵，则确定路口严重堵车。

步骤204：当路口交通拥堵情况为堵车时，控制交通灯模块调整交通灯工作情况。

步骤204，具体包括：

获取右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况。

根据右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况调整交通灯模块的交通灯工作情况。所述根据右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况调整交通灯模块的交通灯工作情况，具体包括：

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口轻微堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口不堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向红灯时间减少第一设定时间，所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第二设定时间，所述交通灯模块的左转方向红灯时间增加第一设定时间。

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口不堵车或者轻微堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向红灯时间减少第二设定时间，所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第三设定时间，所述交通灯模块的左转方向红灯时间增加第二设定时间。

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第三设定时间，所述交通灯模块的左转方向绿灯时间增加第三设定时间。

实施例三

本发明还提供了交通灯控制系统的具体应用方式。

地磁检测器模块、控制主机和交通灯模块通过Zigbee通信技术组网，实现无线通信。地磁检测器模块采集路口交通拥堵的情况，通过地磁检测器内置的Zigbee模块将信息传送给控制主机，控制主机采用STC8A8K64S4A12作为主控芯片，通过Zigbee模块与地磁检测器和交通灯模块组成无线通信网络，Zigbee模块的型号为ZM5161P2-2。如图4所示，STC8A8K64S4A12和Zigbee模块通过串口进行通信，控制主机根据接收到的路口拥堵信息判断出路口红绿灯的时长，再通过Zigbee模块将控制信号发送给交通灯模块，动态控制红绿灯的时长，缓解路口堵车的压力。

如图1和图3所示，路口4个方向各有2个车道，分别在左转道1和右转直行道2离路口一定的距离埋设2个地磁检测器，整个系统中包括东西向地磁检测器、西东向地磁检测器、南北向地磁检测器和北南向地磁检测器各两个。第一检测点●距路口15米，第二检测点◆距离1号检测点50米，地磁检测器会感应到其上方是否有汽车，若有汽车，地磁检测器输出高电平，否则输出低电平。这样当汽车通过地磁检测器时会产生一个脉冲信号，脉冲信号由地磁检测器内部的单片机电路检测脉冲的时长，判断汽车经过地磁检测器的速度。通过地磁检测器内置的无线发射器将车辆速度发送给控制主机，控制主机根据各个检测点的车辆速度来判断路口是否拥堵，若汽车速度低于正常的行驶速度或者汽车停止不前时，将车辆速度与设定的阈值做比较，若小于阈值，则认为检测点堵车，智能控制主机堵车判断标准，每个方向的两个车道(右转直行道2、左转道1)分别进行判断堵车情况，以东西方向为例：

第一检测点●不堵车，第二检测点◆不堵车，说明不堵车。

第一检测点●堵车，第二检测点◆不堵车，说明轻微堵车。

第一检测点●堵车，第二检测点◆堵车，说明严重堵车。

交通灯正常按照图5所示的4个相位依次进行切换。图5(a)为第1相位，东西右转直行向，图5(b)为第2相位，东西左转向，图5(c)为第3相位，南北右转直行向，图5(d)为第4相位，南北左转向。

各个检测点将堵车信息传送控制主机，主机根据前后2相的拥堵情况，自动设置红绿灯的时长。

以图5(a)所示的第1相位和图5(b)所示的第2相位为例：

若东西右转直行方向轻微堵车，东西左转方向不堵车，东西右转直行方向绿灯时长延长10秒，红灯时长减少5秒，东西左转方向红灯时长增加5秒；

若东西右转直行方向堵车严重，东西左转方向不堵车或轻微堵车，东西右转直行方向绿灯时长延长20秒，红灯时长减少10秒，东西左转方向红灯时长增加10秒；

若东西右转直行方向堵车严重，东西左转方向堵车严重，东西右转直行方向绿灯时长延长20秒，东西左转方向绿灯时长延长20秒，保证车辆能快速通过路口。

以图5(c)所示的第3相位和图5(d)所示的第4相位为例：

若南北右转直行方向轻微堵车，南北左转方向不堵车，南北右转直行方向绿灯时长延长10秒，红灯时长减少5秒，南北左转方向红灯时长增加5秒；

若南北右转直行方向堵车严重，南北左转方向不堵车或轻微堵车，南北右转直行方向绿灯时长延长20秒，红灯时长减少10秒，南北左转方向红灯时长增加10秒；

若南北右转直行方向堵车严重，南北左转方向堵车严重，南北右转直行方向绿灯时长延长20秒，南北左转方向绿灯时长延长20秒，保证车辆能快速通过路口。

同时，控制主机将检测点的堵车信息通过Zigbee模块传送给上位机，上位机控制显示模块将路口拥堵的情况实时显示，同时可以手动对交通灯进行控制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种交通灯控制系统，其特征在于，包括：地磁检测器模块、交通灯模块和控制主机；

所述控制主机分别与所述地磁检测器模块和所述交通灯模块连接；

所述地磁检测器模块用于检测路口的车辆信息，所述车辆信息包括是否有车信息和车辆速度；所述地磁检测器模块包括第一地磁检测器和第二地磁检测器；所述第一地磁检测器设置在路口入口的第一检测点处，所述第二地磁检测器设置在路口入口的第二检测点处，所述第一检测点与路口之间的距离小于所述第二检测点与路口之间的距离；

所述控制主机用于根据所述地磁检测器模块检测的车辆信息判断路口交通拥堵情况并控制交通灯模块的工作。

2.根据权利要求1所述的交通灯控制系统，其特征在于，所述地磁检测器模块设置在所述路口入口的左转车道和右转直行车道上。

3.根据权利要求1所述的交通灯控制系统，其特征在于，所述第一地磁检测器和所述第二地磁检测器的型号均为DTC100。

4.根据权利要求1所述的交通灯控制系统，其特征在于，所述控制主机的主控芯片型号为STC8A8K64S4A12。

5.根据权利要求1所述的交通灯控制系统，其特征在于，所述交通灯控制系统还包括上位机，所述上位机分别与所述控制主机和显示模块连接，所述上位机用于根据所述控制主机的信息控制所述显示模块实时显示路口交通拥堵情况。

6.一种交通灯控制方法，其特征在于，包括：

获取第一检测点的车辆信息和第二检测点的车辆信息；

根据所述第一检测点的车辆信息和所述第二检测点的车辆信息确定检测点的交通拥堵情况；

根据所述检测点的交通拥堵情况确定路口交通拥堵情况；

当路口交通拥堵情况为堵车时，控制交通灯模块调整交通灯工作情况。

7.根据权利要求6所述的交通灯控制方法，其特征在于，所述根据所述第一检测点的车辆信息和所述第二检测点的车辆信息确定检测点的交通拥堵情况，具体包括：

判断所述第一检测点的车辆信息的车辆速度是否小于第一设定阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示为是，则确定第一检测点交通拥堵；

若所述第一判断结果表示为否，则确定第一检测点交通正常；

判断所述第二检测点的车辆信息的车辆速度是否小于第二设定阈值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示为是，则确定第二检测点交通拥堵；

若所述第二判断结果表示为否，则确定第二检测点交通正常。

8.根据权利要求7所述的交通灯控制方法，其特征在于，所述根据所述检测点的交通拥堵情况确定路口交通拥堵情况，具体包括：

若第一检测点交通正常且第二检测点交通正常，则确定路口不堵车；

若第一检测点交通拥堵且第二检测点交通正常，则确定路口轻微堵车；

若第一检测点交通拥堵且第二检测点交通拥堵，则确定路口严重堵车。

9.根据权利要求8所述的交通灯控制方法，其特征在于，所述当路口交通拥堵情况为堵车时，控制交通灯模块调整交通灯工作情况，具体包括：

获取右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况；

根据右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况调整交通灯模块的交通灯工作情况。

10.根据权利要求9所述的交通灯控制方法，其特征在于，所述根据右转直行车道的路口交通拥堵情况和左转车道的路口交通拥堵情况调整交通灯模块的交通灯工作情况，具体包括：

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口轻微堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口不堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向红灯时间减少第一设定时间，所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第二设定时间，所述交通灯模块的左转方向红灯时间增加第一设定时间；

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口不堵车或者轻微堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向红灯时间减少第二设定时间，所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第三设定时间，所述交通灯模块的左转方向红灯时间增加第二设定时间；

若右转直行车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车且左转车道的路口交通拥堵情况为路口严重堵车，则调整所述交通灯模块的右转直行方向绿灯时间延长第三设定时间，所述交通灯模块的左转方向绿灯时间增加第三设定时间。

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