CN112802349A - 一种基于物联网感知的智能交通信号控制方法及信号装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其包括如下步骤：(1)设置一基于物联网感知控制的智能交通信号装置，(2)通电，控制箱接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，或等待：(3)zigbee无线模块将实时数据传递至无线网络，控制箱接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。本发明还公开了实施上述方法的智能交通信号装置。本发明有效提高了设备的网络化、智能化程度，能够实现单一交通路口、多个交通路口，以及设定区域内大范围的交通引导调度的智能化，大幅提升道路车辆、人员的混合通行能力。

Description

一种基于物联网感知的智能交通信号控制方法及信号装置

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种基于物联网感知的智能交通信号控制方法及信号装置。

背景技术

传统的交通信号灯是指挥交通运行的信号灯，一般由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。交通信号灯分为：机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、方向指示指示灯(箭头信号灯)、车道信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。

其中，红绿灯是国际统一的交通信号灯，红灯是停止信号，绿灯是通行信号，交叉路口，几个方向来的车都汇集在这儿，有的要直行，有的要拐弯，到底让谁先走，这就是要听从红绿灯指挥，当然人行道上也有专门用于人行道的信号灯，有序地指挥行人安全的过马路。

目前市场上的交通信号灯存在以下问题：

1、现有技术中，交通信号灯一般均是采用定时切换红绿灯的模式，通常不具备物联网感知远程控制功能，导致其使用时，网络化、智能化程度较低，不能与智能化自动驾驶汽车等智能终端通讯，也不能集群化远程管理、实现大范围的交通引导，因而交通疏导效果受到较大的限制；

2、现有技术中的交通信号灯，通常散热效果较差，长时间连续工作容易导致其内部的电子元件容易过热损坏，进而导致故障率升高，同时缺少防尘措施，影响其使用寿命。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于物联网感知的智能交通信号控制方法及装置，通过改进控制方式、通讯方式及结构设计，以解决现有技术中，交通信号灯网络化、智能化程度较低和散热效果差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其包括如下步骤：

(1)设置一基于物联网感知控制的智能交通信号装置，其包括信号灯本体及设置在该本体内的多个信号灯、超声波雷达模块、PLC控制器、zigbee无线模块、控制箱；

(2)通电，超声波雷达模块通过雷达对路口状况进行探测，并将实时数据传递至PLC控制器处，PLC控制器将实时数据传递至zigbee无线模块处，接着PLC控制器将实时数据和预设数据进行对比，并根据对比结果向控制箱发送指令信号，控制箱2接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，或等待：

(3)zigbee无线模块将实时数据传递至无线网络，远程控制平台通过无线网络获取实时数据，并能通过无线网络向zigbee无线模块发送指令信号对PLC控制器进行操作，PLC控制器验证后发送对应指令给控制箱(2)，控制箱，接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。

所述的基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(4)设置一远程交通控制平台对设定区域内的多个智能交通信号装置进行编号编组管理；

(5)在智能交通汽车终端设备内，设置与zigbee无线模块(15)自动匹配的车载无线交互模块；

(6)当该智能交通汽车终端设备进入到最近的zigbee无线模块(15)天线覆盖的范围内时，该车载无线交互模块自动通过zigbee无线模块(15)连接，由其向远程交通控制平台发送信息，对智能交通汽车终端设备的信息进行验证并统计；

(7)远程交通控制平台对进入设定路口或区域内的多个智能交通信号装置覆盖范围内的智能交通汽车终端时间、数量、速度信息进行统计、运算后，根据最优调度方案，向各智能交通信号装置发送指令信号对PLC控制器(16)进行操作，，PLC控制器(16)验证后发送对应指令给控制箱(2)，控制箱(2)，接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。

所述的基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(41)设置一远程交通控制平台对设定区域内的多个智能交通信号装置进行编号编组管理；

(51)在智能手机终端设备内，设置与zigbee无线模块(15)自动匹配的车载无线交互模块；

(61)当该智能手机终端设备进入到最近的zigbee无线模块(15)天线覆盖的范围内时，该车载无线交互模块自动通过zigbee无线模块(15)连接，由其向远程交通控制平台发送信息，对智能交通汽车终端设备的信息进行验证并统计；

(71)远程交通控制平台对进入设定路口或区域内的多个智能交通信号装置覆盖范围内的智能手机终端时间、数量、速度信息进行统计、运算后，根据最优调度方案，向各智能交通信号装置发送指令信号对PLC控制器(16)进行操作，，PLC控制器(16)验证后发送对应指令给控制箱(2)，控制箱(2)，接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。

一种实施上述方法的智能交通信号装置，包括信号灯本体，所述信号灯本体内设有多个信号灯，其背面固定安装有控制箱，所述控制箱的内壁固定连接有负压风机，所述控制箱的一侧开设有进气口，所述控制箱的顶部和一侧均设置有防尘网，所述控制箱的内壁固定连接有分隔板，所述分隔板将控制箱的内部分隔成电源室和控制室，所述电源室的内侧壁固定安装有蓄电池组，所述控制室的内侧壁分别固定安装有超声波雷达模块、zigbee无线模块和PLC控制器，所述控制箱的表面通过合页转动连接有箱门。

作为本发明的一种优选技术方案，所述信号灯本体的表面固定连接有保护罩，所述保护罩为透明亚克力板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制箱的顶部固定连接有支撑杆，所述支撑杆的顶部固定连接有顶盖。

作为本发明的一种优选技术方案，所述防尘网通过固定螺栓与控制箱固定安装，所述固定螺栓与防尘网之间设置有垫片。

作为本发明的一种优选技术方案，所述PLC控制器的输出端与信号灯本体的输入端电性连接，所述超声波雷达模块的输出端与PLC控制器的输入端电性连接，所述PLC控制器与zigbee无线模块双向电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述箱门的表面开设有收纳槽，所述收纳槽的内壁通过转杆转动连接有把手，所述把手的表面设置有橡胶垫。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供的基于物联网感知控制的智能交通信号装置，具备以下有益效果：

1、本发明提供的方法及装置，无需采用定时切换红绿灯的模式，具备物联网感知远程控制功能，在其使用时，网络化、智能化程度较高，可用自动与智能化自动驾驶汽车、手机等智能终端通讯，也可用、以在设定区域内实现集群化远程管理，从而实现大范围的交通引导，而不再限于单一交通路口的交通引导，因而大幅提高了大区域内的交通疏导效果。

2、本发明提供的方法及装置，通过zigbee无线模块，可以与进入zigbee无线信号覆盖区域内的智能终端(包括智能汽车或智能手机等)自动连接并通讯，由此可以对各路口各个方向的人员、车辆的情况进行实时采集、掌握，并通过远程交通管理平台进行动态优化调度，对各路口、大范围内的道路交通，都能实现智能化的引导和管理，提高道路交通的车辆、人员的混合通行能力。

3、本发明提供的方法及装置，通过设置超声波雷达模块，能够对路口状况进行实现检测，同时通过zigbee无线模块的配合，远程控制平台能够和PLC控制器进行交互，进而有效提高了设备的智能化程度，更加方便使用。

4、本发明提供的智能交通信号装置，通过设置负压风机，能够将控制箱内部的高温空气快速抽出，外部常温空气则通过进气口进入控制箱的内部，进而快速降低控制箱内部的温度，通过防尘网对进出空气进行过滤，有效避免灰尘进入控制箱的内部，可降低装置故障率，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明智能交通信号装置的整体外形结构示意图；

图2为本发明智能交通信号装置的剖视图；

图3为本发明智能交通信号装置的侧视图；

图4为本发明方法及装置的系统模具组成结构示意图。

图中：1、信号灯本体；2、控制箱；3、保护罩；4、支撑杆；5、顶盖；6、负压风机；7、进气口；8、防尘网；9、固定螺栓；10、分隔板；11、电源室；12、控制室；13、蓄电池组；14、超声波雷达模块；15、zigbee无线模块；16、PLC控制器；17、箱门；18、收纳槽；19、把手。

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。

实施例1：

请参阅图1-4，本发明提供的基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其包括如下步骤：

(1)设置一基于物联网感知控制的智能交通信号装置，其包括信号灯本体1及设置在该本体1内的多个信号灯、超声波雷达模块14、PLC控制器16、zigbee无线模块15、控制箱2；

(2)通电，超声波雷达模块14通过雷达对路口状况进行探测，并将实时数据传递至PLC控制器16处，PLC控制器16将实时数据传递至zigbee无线模块15处，接着PLC控制器16将实时数据和预设数据进行对比，并根据对比结果向控制箱2发送指令信号，控制箱2接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，或等待：

(3)zigbee无线模块15将实时数据传递至无线网络，远程控制平台通过无线网络获取实时数据，并能通过无线网络向zigbee无线模块15发送指令信号对PLC控制器16进行操作，PLC控制器16验证后发送对应指令给控制箱2，控制箱2，接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。

一种实施上述方法的基于物联网感知控制的智能交通信号装置，包括信号灯本体1，本体1内设有多个信号灯；信号灯本体1的背面固定安装有控制箱2，控制箱2的内壁固定连接有负压风机6，控制箱2的一侧开设有进气口7，控制箱2的顶部和一侧均设置有防尘网8，控制箱2的内壁固定连接有分隔板10，分隔板10将控制箱2的内部分隔成电源室11和控制室12，电源室11的内侧壁固定安装有蓄电池组13，控制室12的内侧壁分别固定安装有超声波雷达模块14、zigbee无线模块15和PLC控制器16，控制箱2的表面通过合页转动连接有箱门17。

本实施方案中，zigbee无线模块15的型号为UT-930型，超声波雷达模块14的型号为JSN-SR04T型，PLC控制器16的型号为FX1S-10MT型，通过设置超声波雷达模块14，能够对路口状况进行实现检测，同时通过zigbee无线模块15的配合，远程控制平台能够和PLC控制器16进行交互，进而有效提高了设备的智能化程度，通过设置负压风机6，能够将控制箱2内部的高温空气快速抽出，外部常温空气则通过进气口7进入控制箱2的内部，进而快速降低控制箱2内部的温度，十分有利于使用。

具体的，信号灯本体1的表面固定连接有保护罩3，保护罩3为透明亚克力板。

本实施例中，通过保护罩3的配合，能够对信号灯本体1进行保护。

具体的，控制箱2的顶部固定连接有支撑杆4，支撑杆4的顶部固定连接有顶盖5。

本实施例中，通过支撑杆4和顶盖5的配合，能够避免雨水从负压风机6处进入控制室12内。

具体的，防尘网8通过固定螺栓9与控制箱2固定安装，固定螺栓9与防尘网8之间设置有垫片。

本实施例中，通过固定螺栓9和垫片的配合，能够提高防尘网8的稳定性，同时远程控制平台也能够对防尘网8进行拆换。

具体的，PLC控制器16的输出端与信号灯本体1的输入端电性连接，超声波雷达模块14的输出端与PLC控制器16的输入端电性连接，PLC控制器16与zigbee无线模块15双向电性连接。

本实施例中，通过zigbee无线模块15和超声波雷达模块14的配合，远程控制平台能够远程对路口进行监控以及与PLC控制器16进行交互。

具体的，箱门17的表面开设有收纳槽18，收纳槽18的内壁通过转杆转动连接有把手19，把手19的表面设置有橡胶垫。

本实施例中，通过收纳槽18和把手19的配合，方便远程控制平台操作箱门17，同时将把手19收入收纳槽18中，能够对把手19进行保护。

本发明提供的装置工作时，负压风机6将控制室12内部的高温空气抽出，控制室12内部形成负压，外部常温空气在大气压的作用下通过进气口7进入控制室12的内部，形成单向流通的散热风道，进而快速将控制室12内部的热量带出，使得控制室12内部温度降低，通过防尘网8对进出控制室12的空气进行过滤，有效避免了外部灰尘进入控制室12的内部。

实施例2：

本实施例提高的基于物联网感知的智能交通信号控制方法及智能交通信号装置，与实施例1基本上相同，其不同之处在于，其应用于对于车辆的交通管理，控制方法包括如下步骤：

(4)设置一远程交通控制平台对设定区域内的多个智能交通信号装置进行编号编组管理；

(5)在智能交通汽车终端设备内，设置与zigbee无线模块15自动匹配的车载无线交互模块；

(6)当该智能交通汽车终端设备进入到最近的zigbee无线模块15天线覆盖的范围内时，该车载无线交互模块自动通过zigbee无线模块15连接，由其向远程交通控制平台发送信息，对智能交通汽车终端设备的信息进行验证并统计；

(7)远程交通控制平台对进入设定路口或区域内的多个智能交通信号装置覆盖范围内的智能交通汽车终端时间、数量、速度信息进行统计、运算后，根据最优调度方案，向各智能交通信号装置发送指令信号对PLC控制器16进行操作，，PLC控制器16验证后发送对应指令给控制箱2，控制箱2，接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行对车辆的智能交通引导。

实施例3：

本实施例提高的基于物联网感知的智能交通信号控制方法及智能交通信号装置，与实施例1基本上相同，其不同之处在于，其应用于对于人员的交通管理，控制方法包括如下步骤：

(41)设置一远程交通控制平台对设定区域内的多个智能交通信号装置进行编号编组管理；

(51)在智能手机终端设备内，设置与zigbee无线模块15自动匹配的车载无线交互模块；

(61)当该智能手机终端设备进入到最近的zigbee无线模块15天线覆盖的范围内时，该车载无线交互模块自动通过zigbee无线模块15连接，由其向远程交通控制平台发送信息，对智能交通汽车终端设备的信息进行验证并统计；

(71)远程交通控制平台对进入设定路口或区域内的多个智能交通信号装置覆盖范围内的智能手机终端时间、数量、速度信息进行统计、运算后，根据最优调度方案，向各智能交通信号装置发送指令信号对PLC控制器16进行操作，，PLC控制器16验证后发送对应指令给控制箱2，控制箱2，接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行对人员的智能交通引导。

本发明通过设置超声波雷达模块，能够对多个路口状况进行实现探测，同时通过zigbee无线模块的配合，远程交通控制平台能够和PLC控制器进行交互，有效提高了设备的网络化、智能化程度，能够实现单一交通路口、多个交通路口，以及设定区域内大范围的交通引导调度的智能化，大幅提升道路车辆、人员的混合通行能力。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）设置一基于物联网感知控制的智能交通信号装置，其包括信号灯本体（1）及设置在该本体（1）内的多个信号灯、超声波雷达模块（14）、PLC控制器（16）、zigbee无线模块（15）、控制箱（2）；

（2）通电，超声波雷达模块（14）通过雷达对路口状况进行探测，并将实时数据传递至PLC控制器（16）处，PLC控制器（16）将实时数据传递至zigbee无线模块（15）处，接着PLC控制器（16）将实时数据和预设数据进行对比，并根据对比结果向控制箱（2）发送指令信号，控制箱（2）接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，或等待：

（3）zigbee无线模块（15）将实时数据传递至无线网络，远程控制平台通过无线网络获取实时数据，并能通过无线网络向zigbee无线模块（15）发送指令信号对PLC控制器（16）进行操作，PLC控制器（16）验证后发送对应指令给控制箱（2），控制箱（2），接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。

2.根据权利要求1所述的基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（4）设置一远程交通控制平台对设定区域内的多个智能交通信号装置进行编号编组管理；

（5）在智能交通汽车终端设备内，设置与zigbee无线模块（15）自动匹配的车载无线交互模块；

（6）当该智能交通汽车终端设备进入到最近的zigbee无线模块（15）天线覆盖的范围内时，该车载无线交互模块自动通过zigbee无线模块（15）连接，由其向远程交通控制平台发送信息，对智能交通汽车终端设备的信息进行验证并统计；

（7）远程交通控制平台对进入设定路口或区域内的多个智能交通信号装置覆盖范围内的智能交通汽车终端时间、数量、速度信息进行统计、运算后，根据最优调度方案，向各智能交通信号装置发送指令信号对PLC控制器（16）进行操作，，PLC控制器（16）验证后发送对应指令给控制箱（2），控制箱（2），接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。

3.根据权利要求1所述的基于物联网感知的智能交通信号控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（41）设置一远程交通控制平台对设定区域内的多个智能交通信号装置进行编号编组管理；

（51）在智能手机终端设备内，设置与zigbee无线模块（15）自动匹配的车载无线交互模块；

（61）当该智能手机终端设备进入到最近的zigbee无线模块（15）天线覆盖的范围内时，该车载无线交互模块自动通过zigbee无线模块（15）连接，由其向远程交通控制平台发送信息，对智能交通汽车终端设备的信息进行验证并统计；

（71）远程交通控制平台对进入设定路口或区域内的多个智能交通信号装置覆盖范围内的智能手机终端时间、数量、速度信息进行统计、运算后，根据最优调度方案，向各智能交通信号装置发送指令信号对PLC控制器（16）进行操作，PLC控制器（16）验证后发送对应指令给控制箱（2），控制箱（2），接受指令信号并使对应的信号灯实现对应动作，进行智能交通引导。

4.一种实施权利要求1-3之一所述方法的智能交通信号装置，包括信号灯本体（1），其特征在于：所述信号灯本体（1）内设有多个信号灯，其背面固定安装有控制箱（2），所述控制箱（2）的内壁固定连接有负压风机（6），所述控制箱（2）的一侧开设有进气口（7），所述控制箱（2）的顶部和一侧均设置有防尘网（8），所述控制箱（2）的内壁固定连接有分隔板（10），所述分隔板（10）将控制箱（2）的内部分隔成电源室（11）和控制室（12），所述电源室（11）的内侧壁固定安装有蓄电池组（13），所述控制室（12）的内侧壁分别固定安装有超声波雷达模块（14）、zigbee无线模块（15）和PLC控制器（16），所述控制箱（2）的表面通过合页转动连接有箱门（17）。

5.根据权利要求2所述的智能交通信号装置，其特征在于：所述信号灯本体（1）的表面固定连接有保护罩（3），所述保护罩（3）为透明亚克力板。

6.根据权利要求2所述的智能交通信号装置，其特征在于：所述控制箱（2）的顶部固定连接有支撑杆（4），所述支撑杆（4）的顶部固定连接有顶盖（5）。

7.根据权利要求2所述的基于物联网感知控制的智能交通信号装置，其特征在于：所述防尘网（8）通过固定螺栓（9）与控制箱（2）固定安装，所述固定螺栓（9）与防尘网（8）之间设置有垫片。

8.根据权利要求2所述的智能交通信号装置，其特征在于：所述PLC控制器（16）的输出端与信号灯本体（1）的输入端电性连接，所述超声波雷达模块（14）的输出端与PLC控制器（16）的输入端电性连接，所述PLC控制器（16）与zigbee无线模块（15）双向电性连接。

9.根据权利要求2所述的智能交通信号装置，其特征在于：所述箱门（17）的表面开设有收纳槽（18），所述收纳槽（18）的内壁通过转杆转动连接有把手（19），所述把手（19）的表面设置有橡胶垫。

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