CN114283598A - 一种交通信号灯的监控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交通信号灯的监控方法和装置，包括：定位模块、传感检测模块、通信模块和主控模块，所述主控模块与所述定位模块、所述传感检测模块、所述通信模块分别电连接，所述定位模块为GNSS位置传感器，所述传感检测模块包括三轴陀螺仪、加速度传感器和三轴磁力计。本发明的主控模块根据传感检测模块采集的信息进行融合计算，判断信号灯是否发生故障并通过通信模块发送到故障处理中心，从而能快速自动地判断信号灯是否发生偏转故障并迅速通知维修人员进行维修。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通信号灯的监控方法及装置，尤其涉及交通信号灯偏转故障的监控方法及装置。
背景技术
道路交通安全设施主要是指道路交通信号灯。道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通故障的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。道路交通信号灯适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导交通信号灯和行人安全有序地通行。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，人、车、路三者之间的协调关系，已成为交通部门急需解决的问题，而交通信号灯的正确设置和稳定工作是保证道路交通畅通和安全的基础。因此，道路交通信号灯的设计、控制和故障的管理和报修显得尤为重要。随着对道路交通信号灯稳定、安全工作要求的不断提高，对道路交通信号灯工作状况参数的连续实时监控提出了更高的要求。各路口交通信号灯的姿态需实时监控(比如有没过度倾斜，有没偏转)，通过建立信号灯各种姿态信息监测的模块以实时采集交通信号灯的姿态信息，若出现故障(如倾斜、偏转)则立刻反馈故障信息。把数据实时传输到数据管理中心进行处理。改变“事后处理”的被动局面。通过对反馈的数据进行处理，及时通知维修人员进行报修。同时，通过对历史数据的分析。建立道路交通信号灯故障预警系统。目前的交通故障等检测停留在定期指定人员的巡检的方式，其检测周期长，数据反馈速度慢，报修效率不高，已经不能适应日益增大的道路交通安全的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交通信号灯的监控方法及装置，本发明所得的交通信号灯的监控方法及装置能够快速的判断信号灯是否发生偏转故障并迅速通知维修人员进行维修。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种交通信号灯的监控装置，包括：定位模块、传感检测模块、通信模块和主控模块，所述主控模块与所述定位模块、所述传感检测模块、所述通信模块分别电连接，所述定位模块为GNSS位置传感器，所述传感检测模块包括三轴陀螺仪、加速度传感器和三轴磁力计。
进一步地，所述通信模块为无线通信模块，所述无线通信模块为GPRS、3G通讯网络、4G通讯网络、5G通讯网络、LORA和433M中一种或多种。
本发明还提供一种交通信号灯的监控方法，包括：
步骤S1：定位模块采集当前交通信号灯位置信息并发送到主控模块；
步骤S2：三轴陀螺仪采集当前交通信号灯灯身倾斜角以及摇摆信息并发送到主控模块；
步骤S3：加速度传感器采集当前交通信号灯所受到外力的加速度和方向信息并发送到主控模块；
步骤S4：三轴磁力计采集当前交通信号灯磁场以及方位信息并发送到主控模块；
步骤S5：主控模块根据传感器采集的信息进行融合计算，判断所述灯身姿态信息是否超过阈值，如果发生了故障就将所述位置信息、故障信息和故障代码通过无线模块发送到故障处理中心。
进一步地，所述灯身姿态信息为所述三轴陀螺仪直接采集的X轴、Y轴、Z轴的角速度并通过积分运算转化为角度值，所述阈值为X轴±5°，Y轴±5°，Z轴±5°。
进一步地，所述步骤S5包括：当主控模块通过三轴陀螺仪的采集值判断X轴的角度值超过±5°、Y轴的角度值超过±5°和/或Z轴的角度值超过±5°时，继续通过三轴加速度计判断信号灯受到外力的加速度和方向是否异常以及通过三轴磁力计判断信号灯受到的外部磁场是否异常；如果信号灯受到外力的加速度和方向正常且外部磁场也处于正常状态则判定发生偏转故障。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：
1、通过检测交通信号灯倾斜程度以及加速度判断交通信号灯是否发生偏转、倾斜。
2、基于无线传输网络的通讯模组可实现交通信号灯定位，第一时间知晓交通信号灯发生交通故障的地理位置，方便抢修人员及时定位故障位置，进行抢修。
3、装置基于无线传输网络实现流体参数的实时上传和检测，无线传输网络具有低功耗、广覆盖、大连接、低成本的特点，可以提高数据传输的稳定性。
附图说明
图1为本发明交通信号灯监控装置的连接示意图。
图中：
1-传感器模块；11-GNSS定位模块；12-三轴陀螺仪；13-加速度计；14-三轴磁力计；2-主控模块；3-无线通讯模块；4-电源模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
请参见图1，本发明提供的交通信号灯监控装置，包括传感器模块1，无线通讯模块3和分别与传感器模块1及无线通讯模块3电连接的主控模块2，电源模块4为监控装置提供电源。
传感器模块1包括GNSS定位模块11用于获取交通信号灯当前位置信息并传送给主控模块2。
传感器模块1包括GNSS定位模块11三轴陀螺仪12测量旋转的角速度并通过积分计算得到对应的角度值并传送给主控模块2，主控模块对收到的X轴、Y轴、Z轴的角度值进行阈值判断，当X轴的角度值超过±5°或Y轴的角度值超过±5°，Z轴的角度值超过±5°时触发故障报警信息。
传感器模块1还包括三轴磁力计14，三轴磁力计测量采集当前交通信号灯磁场以及方位信息，传感器模块1还包括三轴加速度计13，三轴加速度计13的数据所受到外力的加速度和方向。当触发故障报警信息时，主控模块进一步判断交通信号灯所受的外力和外部磁场信息，如果都处于正常状态，则将故障报警信息和信号灯位置信息通过无线通讯模块3传输到故障处理中心，故障处理中心可以快速的安排维修人员进行抢修。
本发明利用陀螺仪、三轴加速计以及磁力计监测交通信号灯的倾斜角以及摇摆情况，可对交通信号灯是否发生交通故障以及发生交通故障的严重程度做出判断，无线传输模块可以根据全球导航卫星系统GNSS定位模块的定位信息，实时向远端后台发送交通故障的地点，必要时，实时报警求助。装置采用双重判断，准确度较高。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (5)
1.一种交通信号灯的监控装置，其特征在于，包括：定位模块、传感检测模块、通信模块和主控模块，所述主控模块与所述定位模块、所述传感检测模块、所述通信模块分别电连接，所述定位模块为GNSS位置传感器，所述传感检测模块包括三轴陀螺仪、加速度传感器和三轴磁力计。
2.如权利要求1所述的交通信号灯的监控装置，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块，所述无线通信模块为GPRS、3G通讯网络、4G通讯网络、5G通讯网络、LORA和433M中一种或多种。
3.一种交通信号灯的监控方法，其特征在于，采用如权利要求1-2任一项所述的交通信号灯的监控装置，所述监控方法包括：
步骤S1：定位模块采集当前交通信号灯位置信息并发送到主控模块；
步骤S2：三轴陀螺仪采集当前交通信号灯灯身倾斜角以及摇摆信息并发送到主控模块；
步骤S3：加速度传感器采集当前交通信号灯所受到外力的加速度和方向信息并发送到主控模块；
步骤S4：三轴磁力计采集当前交通信号灯磁场以及方位信息并发送到主控模块；
步骤S5：主控模块根据传感器采集的信息进行融合计算，判断所述灯身姿态信息是否超过阈值，如果发生了故障就将所述位置信息、故障信息和故障代码通过无线模块发送到故障处理中心。
4.如权利要求3所述的交通信号灯的监控方法，其特征在于，所述灯身姿态信息为所述三轴陀螺仪直接采集的X轴、Y轴、Z轴的角速度并通过积分运算转化为角度值，所述阈值为X轴±5°，Y轴±5°，Z轴±5°。
5.如权利要求4所述的交通信号灯的监控方法，其特征在于，所述步骤S5包括：当主控模块通过三轴陀螺仪的采集值判断X轴的角度值超过±5°、Y轴的角度值超过±5°和/或Z轴的角度值超过±5°时，继续通过三轴加速度计判断信号灯受到外力的加速度和方向是否异常以及通过三轴磁力计判断信号灯受到的外部磁场是否异常；如果信号灯受到外力的加速度和方向正常且外部磁场也处于正常状态则判定发生偏转故障。
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