CN114415059A - 信号色灯检测电路和信号色灯状态的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号色灯检测电路和信号色灯状态的检测方法。信号色灯检测电路包括：处理模块、安全与模块、多路选择模块、N个继电器和无线通信模块；安全与模块的控制端与处理模块电连接，安全与模块的输入端输入电源信号；多路选择模块的电源端与安全与模块的输出端电连接，多路选择模块的N个输出端与N个继电器一一对应电连接，多路选择模块的控制端与处理模块电连接；N个继电器用于为点灯控制电路提供干接点；无线通信模块与处理模块电连接，无线通信模块用于接收信号色灯的电流的波形；处理模块用于根据电流的波形判断信号色灯的状态。本发明实施例能够提高信号色灯状态检测的数字化程度，并提高检测结果的准确性。

Description

信号色灯检测电路和信号色灯状态的检测方法

技术领域

本发明实施例涉及铁路信号色灯检测技术领域，尤其涉及一种信号色灯检测电路和信号色灯状态的检测方法。

背景技术

传统的铁路信号色灯检测均是通过灯丝继电器来实现，灯丝继电器励磁吸起表示对应的信号色灯正常点亮；若灯丝继电器落下则表示该灯位信号灯未点亮。

然而，采用灯丝继电器来检测信号色灯的状态，数字化程度偏低，且对LED类型的信号色灯检测效果不佳。

发明内容

本发明提供一种信号色灯检测电路和信号色灯状态的检测方法，以提高信号色灯状态检测的数字化程度，并提高检测结果的准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种信号色灯检测电路，用于向控制信号色灯的点灯控制电路提供干接点并检测信号色灯的状态，所述信号色灯检测电路包括：

处理模块、安全与模块、多路选择模块、N个继电器和无线通信模块；

所述安全与模块的控制端与所述处理模块电连接，所述安全与模块的输入端输入电源信号，所述安全与模块用于根据所述处理模块的控制调整其输出端的输出状态；

所述多路选择模块的电源端与所述安全与模块的输出端电连接，所述多路选择模块的N个输出端与所述N个继电器一一对应电连接，所述多路选择模块的控制端与所述处理模块电连接，所述多路选择模块用于根据所述处理模块的控制调整其输出状态；

所述N个继电器用于为所述点灯控制电路提供干接点；

所述无线通信模块与所述处理模块电连接，所述无线通信模块用于接收所述信号色灯的电流的波形；所述处理模块用于根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态；N为大于或等于1的整数。

可选地，所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态具体包括：

若所述电流的波形包含N1个导通周期和M1个断开周期，则判断所述信号色灯为正常点亮；

若所述电流的波形包含N2个导通周期和M2个断开周期，则判断所述信号色灯为报警状态；

若所述电流的波形为其它波形，则判断所述信号色灯为故障状态；其中，N1与N2不同，M1与M2不同；

或者，若所述电流的波形为第一占空比，则判断所述信号色灯为正常点亮；若所述电流的波形为第二占空比，则判断所述信号色灯为报警状态；若所述电流的波形为其它占空比，则判断所述信号色灯为故障状态。

可选地，所述信号色灯检测电路还包括：电压电流采集模块和第一供电模块；所述处理模块包括第一处理器和第二处理器；

所述电压电流采集模块用于采集母线的电压和电流；所述电压电流采集模块与所述第一处理器及所述第二处理器均电连接；所述第一供电模块连接于所述电压电流采集模块与所述安全与模块的输入端之间；

所述处理模块配置为若所述第一处理器及所述第二处理器中的任意一个判断所述母线的电压或电流不满足预设条件，则控制所述安全与模块切断输出。

可选地，所述信号色灯检测电路还包括第一节点电压采集模块和第二节点电压采集模块；

所述第一节点电压采集模块用于采集所述N个继电器的电压并传输至所述第一处理器和所述第二处理器；

所述第二节点电压采集模块采集用于所述N个继电器的电压并传输至所述第一处理器和所述第二处理器；

所述第一处理器及所述第二处理器被配置为若所述第一节点电压采集模块采集的电压与所述第二节点电压采集模块采集的电压不一致，则控制所述安全与模块切断输出。

可选地，所述安全与模块包括：第一供电子模块、第一隔离采集供电子模块、第二隔离采集供电子模块、第一隔离驱动子模块、第二隔离驱动子模块、第三隔离驱动子模块、第一开关、及变压器；

所述变压器的第一输入端作为所述安全与模块的输入端，所述变压器的第二输入端与所述第一开关的第一端电连接，所述第一开关的第二端接地；

所述变压器的第一输出端及第二输出端作为所述安全与模块的输出端；

所述第一供电子模块与所述安全与模块的输入端电连接，用于为所述第三隔离驱动子模块提供电能；

所述第一隔离采集供电子模块与所述第一处理器电连接，用于为所述第一隔离驱动子模块供电；所述第二隔离采集供电子模块与所述第二处理器电连接，用于为所述第二隔离驱动子模块供电；

所述第一隔离驱动子模块与所述第一隔离采集供电子模块电连接，用于驱动所述第三隔离驱动子模块；

所述第二隔离驱动子模块连接于所述第二隔离采集驱动供电子模块与所述第一隔离驱动子模块之间，用于驱动所述第一隔离驱动子模块；

所述第三隔离驱动子模块连接于所述第一隔离驱动子模块与所述第一开关的控制端之间，用于驱动所述第一开关。

可选地，所述安全与模块还包括：反馈隔离子模块和控制子模块；

所述反馈隔离子模块用于采集所述安全与模块的输出端的电压；

所述控制子模块用于根据所述安全与模块的输出端的电压对所述安全与模块的输出端进行稳压控制。

可选地，所述多路选择模块包括：

N个与门子模块、N个第四隔离驱动子模块和N个第二开关；

所述与门子模块的两个输入端分别与所述第一处理器及所述第二处理器电连接，第M个第四隔离驱动子模块连接于第M个第二开关的控制端与第M个与门子模块的输出端之间，第M个第二开关的第一端与所述安全与模块的第M个输出端电连接，第M个第二开关的第二端与第M个继电器电连接；其中1≤M≤N。

第二方面，本发明实施例还提供了一种信号色灯状态的检测方法，由第一方面所述的信号色灯检测电路执行，所述信号色灯状态的检测方法包括：

所述无线通信模块接收所述信号色灯的电流的波形；

所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态。

可选地，所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态具体包括：

若所述电流的波形包含N1个导通周期和M1个断开周期，则判断所述信号色灯为正常点亮；

若所述电流的波形包含N2个导通周期和M2个断开周期，则判断所述信号色灯为报警状态；

若所述电流的波形为其它波形，则判断所述信号色灯为故障状态；其中，N1与N2不同，M1与M2不同；

或者，若所述电流的波形为第一占空比，则判断所述信号色灯为正常点亮；若所述电流的波形为第二占空比，则判断所述信号色灯为报警状态；若所述信号色灯为其它占空比，则判断所述信号色灯为故障状态。

可选地，所述信号色灯检测电路还包括：电压电流采集模块和第一供电模块；所述处理模块包括第一处理器和第二处理器；

所述电压电流采集模块用于采集母线的电压和电流；所述电压电流采集模块与所述第一处理器及所述第二处理器均电连接；所述第一供电模块连接于所述电压电流采集模块与所述安全与模块的输入端之间；

所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态之前还包括：

若所述第一处理器及所述第二处理器中的任意一个判断所述母线的电压或电流不满足预设条件，则控制所述安全与模块切断输出。

本发明实施例的技术方案，采用的信号色灯检测电路包括处理模块、安全与模块、多路选择模块、N个继电器和无线通信模块；安全与模块的控制端与处理模块电连接，安全与模块的输入端输入电源信号，安全与模块用于根据处理模块的控制调整其输出端的输出状态；多路选择模块的电源端与安全与模块的输出端电连接，多路选择模块的N个输出端与N个继电器一一对应电连接，多路选择模块的控制端与处理模块电连接，多路选择模块用于根据处理模块的控制调整其输出状态；N个继电器用于为点灯控制电路提供干接点；无线通信模块与处理模块电连接，无线通信模块用于接收信号色灯的电流的波形；处理模块用于根据电流的波形判断信号色灯的状态。通过无线通信的方式将流过信号色灯的电流发送至无线通信模块，并进一步有处理模块判断信号色灯是否故障，由于以载波的方式进行通信，有效避免了信号色灯部分击穿、信号色灯的点灯电流小不满足原有灯丝继电器的触发条件、供电电缆间分布电容大等原因造成的信号色灯虽然为灭灯状态，而灯丝继电器保持吸起的故障，从而提高检测结果的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种信号色灯检测电路的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种列车进站信号机点灯电路的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种信号色灯的电流的波形的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种安全与模块的电路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种多路选择模块的电路结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种第一节点电压采集模块的电路结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种第二节点电压采集模块的电路结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种信号色灯状态的检测方法的流程图；

图9为本发明实施例提供的又一种信号色灯状态检测方法的流程图。

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详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种信号色灯检测电路的电路结构示意图，参考图1，信号色灯检测电路用于向控制信号色灯的点灯控制电路提供干接点并检测信号色灯的状态，信号色灯检测电路包括：处理模块101、安全与模块102、多路选择模块103、N个继电器104和无线通信模块105；安全与模块102的控制端与处理模块101电连接，安全与模块102的输入端输入电源信号，安全与模块102用于根据处理模块101的控制调整其输出端的输出状态；多路选择模块103的电源端与安全与模块102的输出端电连接，多路选择模块103的N个输出端与N个继电器104一一对应电连接，多路选择模块103的控制端与处理模块101电连接，多路选择模块103用于根据处理模块101的控制调整其输出状态；N个继电器用于为点灯控制电路提供干接点；无线通信模块105与处理模块101电连接，无线通信模块105用于接收信号色灯的电流的波形；处理模块用于根据电流的波形判断信号色灯的状态；N为大于或等于1的整数。

具体地，本实施例所提供的信号色灯检测电路用于替代原有列车信号机点灯系统中灯丝继电器，本实施例中提供N个继电器，每个继电器均可以为一路信号色灯提供干接点，也即是说，当信号色灯检测电路只用于一个信号色灯检测时，只需要设置N等于1；处理模块101控制安全与模块102是否输出电源信号，进而控制多路选择模块103是否向选中的继电器104的线圈励磁；示例性地，图2为本发明实施例提供的一种列车进站信号机点灯电路的电路结构示意图，结合图1和图2，列车进站信号机点灯电路包括室内电路、变压器20、点灯控制电路21和信号色灯22；室内电路包括：熔断器(RD1、RD2、RD3)、信号色灯检测电路(第一信号色灯检测电路10和第二信号色灯检测电路11)和信号继电器(分别为列车信号继电器LXJ、正线信号继电器ZXJ、通过信号继电器TXJ、绿黄信号继电器LUXJ、引导信号继电器YXJ)，各个信号继电器的接点按照逻辑关系先后连接，从而组成点灯控制逻辑；信号色灯检测电路替代原有灯丝继电器的位置，其中信号色灯检测电路中任意一个继电器的干接点(CON1、……CONN)均可以替代灯丝继电器中的接点，也即是说，信号色灯检测电路中用于替代原有灯丝继电器接点的继电器的干接点与原有灯丝继电器的接点连接方式相同；信号色灯检测电路控制对应的继电器104吸起或落下，从而表征信号色灯不同的状态。

信号色灯22包括黄(1U)、绿(L)、红(H)、黄Ⅱ(2U)以及月白(YB)，其中，黄灯开放代表列车正线停车，双黄灯开放表示列车进到发线停车，绿灯开放表示列车经正线不停车通过，红灯开放表示列车在站外停车，红灯与月白灯同时开放表示引导信号，绿灯与黄灯同时开放表示进站列车通过第一个车场到另一个车场去或者在四显示自动闭塞区段通过车站但同方向出站信号机显示黄灯。示例性地，点亮红灯时的逻辑关系为XJZ220-RD1-第一信号色灯检测电路10-LXJ_31-33-H-LXJ_43-41-RD2-XJF220，其它信号色灯点亮时的逻辑在此不再赘述；当点亮红灯时，对应的信号色灯检测电路10中相应的继电器励磁吸起，并且信号色灯为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，对应的点灯控制电路21能够自动检测流过信号色灯的电流，并通过无线的方式发送给无线通信模块105，无线通信模块105将该电流传送给处理模块101，处理模块101判断该电流是否正常，若正常则表示信号色灯正常点亮，由于以载波的方式进行通信，有效避免了信号色灯部分击穿、信号色灯的点灯电流小不满足原有灯丝继电器的触发条件、供电电缆间分布电容大等原因造成的信号色灯虽然为灭灯状态，而灯丝继电器保持吸起的故障，从而提高检测结果的准确性。

本实施例的技术方案，采用的信号色灯检测电路包括处理模块、安全与模块、多路选择模块、N个继电器和无线通信模块；安全与模块的控制端与处理模块电连接，安全与模块的输入端输入电源信号，安全与模块用于根据处理模块的控制调整其输出端的输出状态；多路选择模块的电源端与安全与模块的输出端电连接，多路选择模块的N个输出端与N个继电器一一对应电连接，多路选择模块的控制端与处理模块电连接，多路选择模块用于根据处理模块的控制调整其输出状态；N个继电器用于为点灯控制电路提供干接点；无线通信模块与处理模块电连接，无线通信模块用于接收信号色灯的电流的波形；处理模块用于根据电流的波形判断信号色灯的状态。通过无线通信的方式将流过信号色灯的电流发送至无线通信模块，并进一步有处理模块判断信号色灯是否故障，由于以载波的方式进行通信，有效避免了信号色灯部分击穿、信号色灯的点灯电流小不满足原有灯丝继电器的触发条件、供电电缆间分布电容大等原因造成的信号色灯虽然为灭灯状态，而灯丝继电器保持吸起的故障，从而提高检测结果的准确性。

可选地，图3为本发明实施例提供的一种信号色灯的电流的波形的示意图，其中，波形1表示AC110V电压波形，波形2为信号色灯正常点亮状态下的电流波形，其中可包括N1个50Hz正弦电流波形(导通周期)和M1个空置波形(断开周期)；波形3为报警状态下的电流波形，其中包括N2个正弦电流波形和M2个空置波形；处理模块101根据电流的波形判断信号色灯的状态具体包括：若电流的波形包含N1个导通周期和M1个断开周期，则判断信号色灯为正常点亮；若电流的波形包含N2个导通周期和M2个断开周期，则判断信号色灯为报警状态；若电流的波形为其它波形，则判断信号色灯为故障状态；其中，N1与N2不同，M1与M2不同。

本实施例中，相比于传统的灯丝继电器只能够检测信号色灯是否点亮两种状态，能够提供三种检测状态，即灭灯状态，正常点亮状态和报警状态，报警状态表示信号色灯(LED灯盘)中不超过30％的LED损坏。当检测到信号色灯处于报警状态时，工作人员可及时进行维修。需要说明的是，处理模块101可通过微机监测接口(未示出)将信号色灯的状态发送至控制室，从而及时通知到工作人员。当电流波形由波形2或者波形3切换为其它波形(如电流全通、电流无等)为导向安全侧，而电流由无、电流全通和其它波形变为波形2或波形3时为导向危险侧。

可选地，处理模块101处可以计算电流波形中导通周期和断开周期的数量外，还可通过计算电流波形的占空比来判断信号色灯的状态，若电流的波形为第一占空比(如导通周期占导通周期与断开周期的比值80％)，则判断信号色灯为正常点亮；若电流的波形为第二占空比(如导通周期占导通周期与断开周期的比值60％)，则判断信号色灯为报警状态；若电流的波形为其它占空比，则判断信号色灯为故障状态。

可选地，继续参考图1，信号色灯检测电路还包括：电流电压采集模块106和第一供电模块107；处理模块101包括第一处理器1011和第二处理器1012；电流电压采集模块106用于采集母线的电压和电流；电压电流采集模块106与第一处理器1011及第二处理器1012均电连接；第一供电模块107连接于电压电流采集模块106与安全与模块102的输入端之间；处理模块101配置为若第一处理器1011及第二处理器1012中的任意一个判断母线的电压或电流不满足预设条件，则控制安全与模块102切断输出。

具体地，母线包括火线XJZ220和零线XJF220，信号色灯检测电路的输入端IN连接火线XJZ220，输出端OUT连接其它信号继电器的线圈；信号色灯检测电路还可包括防护滤波模块108，防护滤波模块108连接在输入端IN与电压电流采集模块106之间，用于对输入端的电能进行保护，防止雷击等因素对信号色灯造成损坏，并滤除输入电能中的高频谐波，留下50Hz的正弦波；电压电流采集模块106采集火线及零线的电压，并送到第一处理器1011和第二处理器1012，当第一处理器1011判断出火线上的电压或电流不满足预设条件(如误差超过10％)，或者判断出零线上的电压或电流不满足预设条件，此时若强行启动电路，电路故障的概率将会很高，因此此时第一处理器1011可控制安全与模块102无输出，从而使得继电器104的干接点处于关断状态，防止信号色灯点亮；当第二处理器1012判断出火线上的电压或电流不满足预设条件(如误差超过10％)，或者判断出零线上的电压或电流不满足预设条件，此时若强行启动电路，电路故障的概率将会很高，因此此时第二处理器1012可控制安全与模块102无输出，从而使得继电器104的干接点处于关断状态，防止信号色灯点亮；本实施例中任意一个处理器判断出电路不满足启动条件时，均可以切断安全与模块102的输出，从而进一步保证电路的安全性。本实施例中，可设置当第一处理器1011和第二处理器1012的控制信号均为一定频率的脉冲信号时，安全与模块102才能够正常为后级模块输出电源信号，当发生如下情况：1、第一处理器1011输出的控制信号为恒高或恒低；2、第二处理器1012输出的控制信号为恒高或恒低；3、第一处理器1011的控制信号因为故障而恒高或恒低；4、第二处理器1012的控制信号因为故障而恒高或恒低；此时安全与模块102均无输出，从而保证在故障或异常状态时，主回路切断并灭灯。第一供电模块107可用于为第一处理器1011、第二处理器1012以及安全与模块102供电，其中，第一供电模块107向第一处理器1011及第二处理器1012供电时，还可通过CPU供电模块之后再向第一处理器1011及第二处理器1012供电，从而为第一处理器1011及第二处理器1012提供匹配的电源信号。

可选地，继续参考图1，信号色灯检测电路还包括第一节点电压采集模块109和第二节点电压采集模块110；第一节点电压采集模块109用于采集N个继电器104的电压并传输至第一处理器1011和第二处理器1012；第二节点电压采集模块110用于采集N个继电器的电压并传输至第一处理器1011和第二处理器1012；第一处理器1011和第二处理器1012被配置为若第一节点电压采集模块109和第二节点电压采集模块110采集的电压不一致，则控制安全与模块切断输出。

具体地，第一节点电压采集模块109能够采集继电器104前节点和后节点的电压，第二节点电压采集模块110同样能够采集继电器104前节点和后节点的电压，第一处理器1011对第一节点电压采集模块109及第二节点电压采集模块110采集的相同节点的电压进行比较，同时第二处理器1012对第一节点电压采集模块109及第二节点电压采集模块110采集的相同节点的电压进行比较，若任意一个处理器检测到两个节点电压采集模块对相同节点采集到的电压不一致，则表示该节点电流变化较快，可能会出现故障，此时第一处理器1011或者第二处理器1012可及时切断安全与模块102的输出，从而保证电路的安全性。

可选地，图4为本发明实施例提供的一种安全与模块的电路结构示意图，参考图4，安全与模块102包括：第一供电子模块1021、第一隔离采集供电子模块1022、第二隔离采集供电子模块1023、第一隔离驱动子模块1024、第二隔离驱动子模块1025、第三隔离驱动子模块1026、第一开关1027及变压器1028；

变压器1028的第一输入端作为安全与模块102的输入端，变压器1028的第二输入端与第一开关1027的第一端电连接，第一开关1027的第二端接地；变压器1028的第一输出端及第二输出端作为安全与模块102的输出端；第一供电子模块1021与安全与模块102的输入端电连接，用于为第三隔离驱动子模块1016提供电能；第一隔离采集供电子模块1022与第一处理器1011电连接，用于为第一隔离驱动子模块1024供电；第二隔离采集供电子模块1023与第二处理器1012电连接，用于为第二隔离驱动子模块1025供电；第一隔离驱动子模块1024与第一隔离采集供电子模块1022电连接，用于驱动第三隔离驱动子模块1026；第二隔离驱动子模块1025连接于第二隔离采集供电子模块1023与第一隔离驱动子模块1024之间，用于驱动第一隔离驱动子模块1024；第三隔离驱动子模块102连接于第一隔离驱动子模块1024与第一开关1027的控制端之间，用于驱动第一开关1027。

具体地，安全与模块102中变压器1028主要用于将输入和输出隔离，第一开关1027通过高频通断实现变压器输入和输出的DC-DC变换，并且通过第一开关1027控制变压器1028的一次侧是否通电，变压器1028的二次侧为后级电路提供电能，其中变压器1028第一输出端和第二输出端中的一个可以作为公共端，另一个作为输出电源端；由于处理器与驱动第一开关的信号不共地，因而可设置隔离采集供电子模块进行隔离，隔离采集供电子模块除能够隔离处理器的信号与驱动第一开关的信号之外，还能够对后级模块进行供电，以及采集对应处理器的信号并反馈给处理器进行判断，以保证处理器输出的信号正常。且由于处理器与驱动第一开关的信号不共地，还需要设置隔离驱动子模块将第一开关与隔离采集供电子模块进行隔离，当第一处理器1011和第二处理器1012均输出一定频率的脉冲信号时，第二隔离驱动子模块1025和第一隔离采集供电子模块1022才均有输出，此时第一隔离驱动子模块1024才能够输出驱动信号驱动第三隔离驱动子模块1026，进而驱动第一开关1027，使得安全与模块102有输出；当第一处理器1011和第二处理器1012中的任意一个没有输出时，第一隔离驱动子模块1024均无法输出驱动信号，从而切断安全与模块102的输出，也即实现了逻辑与的功能。

进一步地，继续参考图4，安全与模块还包括：反馈隔离子模块1029和控制子模块1020；反馈隔离子模块1029用于采集安全与模块102的输出端的电压；控制子模块1020用于根据安全与模块的输出端的电压对安全与模块的输出端进行稳压控制。

具体地，为了保证安全与模块102输出端电压的稳定性，可通过反馈隔离电路1029采集安全与模块输出端的电压，并送至控制子模块1020，控制子模块1020例如可以通过控制第二隔离驱动子模块1025输出的驱动信号，进而对安全与模块102的输出进行稳压控制；需要说明的是，控制子模块1020也可以控制第一隔离驱动子模块1024或者第三隔离驱动子模块1026输出的驱动信号进而对安全与模块102的输出进行控制。

可选地，图5为本发明实施例提供的一种多路选择模块的电路结构示意图，参考图5，多路选择模块包括：N个与门子模块1031、N个第四隔离驱动子模块1032和N个第二开关1033；与门子模块1031的两个输入端分别与第一处理器1011及第二处理器1012电连接，第M个第四隔离驱动子模块1032连接于第M个第二开关1033的控制端与第M个与门子模块1031的输出端之间，第M个第二开关1033的第一端与安全与模块102的第M个输出端电连接，第M个第二开关1033的第二端与第M个继电器104电连接；其中1≤M≤N。

具体地，与门子模块1031用于对第一处理器1011和第二处理器1012的控制信号做逻辑与运算，均为高时输出高，有一个为低时输出低，从而保证第一处理器1011和第二处理器1012共同控制每个继电器104；并且由于处理器与第二开关不共地，可通过第四隔离驱动子模块1032进行隔离，当第四隔离驱动子模块1032输出驱动信号时，对应的第二开关导通，从而安全与模块102输出的电源信号能够驱动继电器104励磁。

示例性地，图6为本发明实施例提供的一种第一节点电压采集模块的电路结构示意图，第一节点电压采集模块包括第一OE门1091、第一光电隔离器1092、第二光电隔离器1093及第一电阻1094；第一OE门1091的输入端与第一处理器1011电连接，第一OE门1091的输出端与第一光电隔离器1092的第一输入端电连接，第一光电隔离器1092的第二输入端接地；第二光电隔离器1093的第一输入端与N个继电器104电连接，第二光电隔离器1094的第二输入端与第一光电隔离器1092的第一输出端电连接，第一光电隔离器1092的第二输出端接地；第二光电隔离器1093的第一输出端接入电源信号，第二光电隔离器1093的第二输出端通过第一电阻1094接地；第二光电隔离器1094的第二输出端与第一处理器1011及第二处理器1012电连接。

具体地，OE门例如可以在处理器的控制下输出低电平或者输出高电平，当第一处理器1011输出控制信号后，第一OE门1091输出，从而使得第一光电隔离器1092的输出端导通，进而使得继电器104对应的节点电压施加在第二光电隔离器1093中的光电二极管上，使得第二光电隔离器1093的输出端导通，进而使得第二光电隔离器1093的第二输出端电位与继电器104的电位相关，并送到第一处理器1011和第二处理器1012进行处理。

图7为本发明实施例提供的一种第二节点电压采集模块的电路结构示意图，第二节点电压采集模块包括第二OE门1101、第三光电隔离器1102、第四光电隔离器1103及第二电阻1104；第二OE门1101的输入端与第一处理器1011电连接，第二OE门1101的输出端与第三光电隔离器1102的第一输入端电连接，第三光电隔离器1102的第二输入端接地；第四光电隔离器1103的第一输入端与N个继电器104电连接，第四光电隔离器1104的第二输入端与第三光电隔离器1102的第一输出端电连接，第三光电隔离器1102的第二输出端接地；第四光电隔离器1103的第一输出端接入电源信号，第四光电隔离器1103的第二输出端通过第二电阻1104接地；第四光电隔离器1104的第二输出端与第一处理器1011及第二处理器1012电连接。

具体地，OE门例如可以在处理器的控制下输出低电平或者输出高电平，当第二处理器1012输出控制信号后，第二OE门1101输出，从而使得第三光电隔离器1102的输出端导通，进而使得继电器104对应的节点电压施加在第四光电隔离器1103中的光电二极管上，使得第四光电隔离器1103的输出端导通，进而使得第四光电隔离器1103的第二输出端电位与继电器104的电位相关，并送到第一处理器1011和第二处理器1012进行处理。

需要说明的是，第一节点电压采集模块109和第二节点电压采集模块110可同时采集多个节点的电压，当采集到的电压经第一处理器或者第二处理器处理后发现不一致时，表示存在某个节点电压变化较快，此时第一处理器或者第二处理器可发出控制信号切断安全与模块102的输出。

本发明实施例还提供了一种信号色灯状态的检测方法，由本发明任意实施例提供的信号色灯检测电路执行，如图8所示，图8为本发明实施例提供的一种信号色灯状态的检测方法的流程图，信号色灯状态的检测方法包括：

步骤S301，无线通信模块接收信号色灯的电流的波形；

步骤S302，处理模块根据电流的波形判断信号色灯的状态。

具体地，信号色灯对应的点灯控制电路能够自动检测流过信号色灯的电流，并通过无线的方式发送给无线通信模块105，无线通信模块105将该电流传送给处理模块101，处理模块101判断该电流是否正常，若正常则表示信号色灯正常点亮，由于以载波的方式进行通信，有效避免了信号色灯部分击穿、信号色灯的点灯电流小不满足原有灯丝继电器的触发条件、供电电缆间分布电容大等原因造成的信号色灯虽然为灭灯状态，而灯丝继电器保持吸起的故障，从而提高检测结果的准确性。

示例性地，如图3所示，波形1表示AC110V电压波形，波形2为信号色灯正常点亮状态下的电流波形，其中可包括N1个50Hz正弦电流波形(导通周期)和M1个空置波形(断开周期)；波形3为报警状态下的电流波形，其中包括N2个正弦电流波形和M2个空置波形；处理模块101根据电流的波形判断信号色灯的状态具体包括：若电流的波形包含N1个导通周期和M1个断开周期，则判断信号色灯为正常点亮；若电流的波形包含N2个导通周期和M2个断开周期，则判断信号色灯为报警状态；若电流的波形为其它波形，则判断信号色灯为故障状态；其中，N1与N2不同，M1与M2不同。

本实施例中，相比于传统的灯丝继电器只能够检测信号色灯是否点亮两种状态，能够提供三种检测状态，即灭灯状态，正常点亮状态和报警状态，报警状态表示信号色灯(LED灯盘)中不超过30％的LED损坏。当检测到信号色灯处于报警状态时，工作人员可及时进行维修。需要说明的是，处理模块101可通过微机监测接口(未示出)将信号色灯的状态发送至控制室，从而及时通知到工作人员。当电流波形由波形2或者波形3切换为其它波形(如电流全通、电流无等)为导向安全侧，而电流由无、电流全通和其它波形变为波形2或波形3时为导向危险侧。

可选地，处理模块101处可以计算电流波形中导通周期和断开周期的数量外，还可通过计算电流波形的占空比来判断信号色灯的状态，若电流的波形为第一占空比(如导通周期占导通周期与断开周期的比值80％)，则判断信号色灯为正常点亮；若电流的波形为第二占空比(如导通周期占导通周期与断开周期的比值60％)，则判断信号色灯为报警状态；若电流的波形为其它占空比，则判断信号色灯为故障状态。

可选地，结合图1和图8，信号色灯检测电路还包括：电流电压采集模块和第一供电模块；处理模块包括第一处理器和第二处理器；电压电流采集模块用于采集母线的电压和电流；电压电流采集模块与第一处理器及第二处理器均电连接；第一供电模块连接于电压电流采集模块与安全与模块的输入端之间；

处理模块根据电流的波形判断信号色灯的状态之前还包括：若第一处理器及第二处理器中的任意一个判断母线的电压和电流不满足预设条件，则控制安全与模块切断输出。

示例性地，图9为本发明实施例提供的又一种信号色灯状态检测方法的流程图，主要包括：系统供电；主控制系统启动；电压采集、电流采集，也即电压电流采集模块采集母线的电压和电流；并将数据传输至主控单元，也即将数据传送至第一处理器和第二处理器；是否满足电路启动条件，也即判断母线的电压和电流是否满足预设条件；若不满足，则切断安全与模块的输出；若满足，则启动电路，并向电路发送启动相关的控制信号；随后进入节点电压采集，也即利用第一节点电压采集模块和第二节点电压采集模块采集电压；随后由第一处理器和第二处理器计算节点电压是否一致；若不一致则切断安全与模块的输出；若一致则进一步计算室外发送的信号是否为正常状态，也即计算信号色灯的电流的波形是否正常；若正常则通过微机监测接口发送正常指令；若不一致则计算室外发送的信号是否为LED灯盘损坏率超过30％，也即判断电流的波形是否为N2个导通周期和M2个断开周期；若否，则表示信号色灯为报警状态，此时可向微机监测发送警报指令，提醒工作人员尽快维修信号色灯；若否，则进一步判断室外发送的信号是否为LED灯盘损坏超过50％，也即判断电流的波形是否为除正常和报警以外的其它波形，若是，则向微机监测发送故障指令，提醒工作人员尽快更换信号色灯。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种信号色灯检测电路，用于向控制信号色灯的点灯控制电路提供干接点并检测信号色灯的状态，其特征在于，所述信号色灯检测电路包括：

处理模块、安全与模块、多路选择模块、N个继电器和无线通信模块；

所述安全与模块的控制端与所述处理模块电连接，所述安全与模块的输入端输入电源信号，所述安全与模块用于根据所述处理模块的控制调整其输出端的输出状态；

所述多路选择模块的电源端与所述安全与模块的输出端电连接，所述多路选择模块的N个输出端与所述N个继电器一一对应电连接，所述多路选择模块的控制端与所述处理模块电连接，所述多路选择模块用于根据所述处理模块的控制调整其输出状态；

所述N个继电器用于为所述点灯控制电路提供干接点；

所述无线通信模块与所述处理模块电连接，所述无线通信模块用于接收所述信号色灯的电流的波形；所述处理模块用于根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态；N为大于或等于1的整数。

2.根据权利要求1所述的信号色灯检测电路，其特征在于，所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态具体包括：

若所述电流的波形包含N1个导通周期和M1个断开周期，则判断所述信号色灯为正常点亮；

若所述电流的波形包含N2个导通周期和M2个断开周期，则判断所述信号色灯为报警状态；

若所述电流的波形为其它波形，则判断所述信号色灯为故障状态；其中，N1与N2不同，M1与M2不同；

或者，若所述电流的波形为第一占空比，则判断所述信号色灯为正常点亮；若所述电流的波形为第二占空比，则判断所述信号色灯为报警状态；若所述电流的波形为其它占空比，则判断所述信号色灯为故障状态。

3.根据权利要求1所述的信号色灯检测电路，其特征在于，所述信号色灯检测电路还包括：电压电流采集模块和第一供电模块；所述处理模块包括第一处理器和第二处理器；

所述电压电流采集模块用于采集母线的电压和电流；所述电压电流采集模块与所述第一处理器及所述第二处理器均电连接；所述第一供电模块连接于所述电压电流采集模块与所述安全与模块的输入端之间；

所述处理模块配置为若所述第一处理器及所述第二处理器中的任意一个判断所述母线的电压或电流不满足预设条件，则控制所述安全与模块切断输出。

4.根据权利要求3所述的信号色灯检测电路，其特征在于，所述信号色灯检测电路还包括第一节点电压采集模块和第二节点电压采集模块；

所述第一节点电压采集模块用于采集所述N个继电器的电压并传输至所述第一处理器和所述第二处理器；

所述第二节点电压采集模块采集用于所述N个继电器的电压并传输至所述第一处理器和所述第二处理器；

所述第一处理器及所述第二处理器被配置为若所述第一节点电压采集模块采集的电压与所述第二节点电压采集模块采集的电压不一致，则控制所述安全与模块切断输出。

5.根据权利要求3所述的信号色灯检测电路，其特征在于，所述安全与模块包括：第一供电子模块、第一隔离采集供电子模块、第二隔离采集供电子模块、第一隔离驱动子模块、第二隔离驱动子模块、第三隔离驱动子模块、第一开关、及变压器；

所述变压器的第一输入端作为所述安全与模块的输入端，所述变压器的第二输入端与所述第一开关的第一端电连接，所述第一开关的第二端接地；

所述变压器的第一输出端及第二输出端作为所述安全与模块的输出端；

所述第一供电子模块与所述安全与模块的输入端电连接，用于为所述第三隔离驱动子模块提供电能；

所述第一隔离采集供电子模块与所述第一处理器电连接，用于为所述第一隔离驱动子模块供电；所述第二隔离采集供电子模块与所述第二处理器电连接，用于为所述第二隔离驱动子模块供电；

所述第一隔离驱动子模块与所述第一隔离采集供电子模块电连接，用于驱动所述第三隔离驱动子模块；

所述第二隔离驱动子模块连接于所述第二隔离采集驱动供电子模块与所述第一隔离驱动子模块之间，用于驱动所述第一隔离驱动子模块；

所述第三隔离驱动子模块连接于所述第一隔离驱动子模块与所述第一开关的控制端之间，用于驱动所述第一开关。

6.根据权利要求5所述的信号色灯检测电路，其特征在于，所述安全与模块还包括：反馈隔离子模块和控制子模块；

所述反馈隔离子模块用于采集所述安全与模块的输出端的电压；

所述控制子模块用于根据所述安全与模块的输出端的电压对所述安全与模块的输出端进行稳压控制。

7.根据权利要求3所述的信号色灯检测电路，其特征在于，所述多路选择模块包括：

N个与门子模块、N个第四隔离驱动子模块和N个第二开关；

所述与门子模块的两个输入端分别与所述第一处理器及所述第二处理器电连接，第M个第四隔离驱动子模块连接于第M个第二开关的控制端与第M个与门子模块的输出端之间，第M个第二开关的第一端与所述安全与模块的第M个输出端电连接，第M个第二开关的第二端与第M个继电器电连接；其中1≤M≤N。

8.一种信号色灯状态的检测方法，由权利要求1-7任一项所述的信号色灯检测电路执行，其特征在于，所述信号色灯状态的检测方法包括：

所述无线通信模块接收所述信号色灯的电流的波形；

所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态。

9.根据权利要求8所述的信号色灯状态的检测方法，其特征在于，所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态具体包括：

若所述电流的波形包含N1个导通周期和M1个断开周期，则判断所述信号色灯为正常点亮；

若所述电流的波形包含N2个导通周期和M2个断开周期，则判断所述信号色灯为报警状态；

若所述电流的波形为其它波形，则判断所述信号色灯为故障状态；其中，N1与N2不同，M1与M2不同；

或者，若所述电流的波形为第一占空比，则判断所述信号色灯为正常点亮；若所述电流的波形为第二占空比，则判断所述信号色灯为报警状态；若所述信号色灯为其它占空比，则判断所述信号色灯为故障状态。

10.根据权利要求8所述的信号色灯状态的检测方法，其特征在于，所述信号色灯检测电路还包括：电压电流采集模块和第一供电模块；所述处理模块包括第一处理器和第二处理器；

所述电压电流采集模块用于采集母线的电压和电流；所述电压电流采集模块与所述第一处理器及所述第二处理器均电连接；所述第一供电模块连接于所述电压电流采集模块与所述安全与模块的输入端之间；

所述处理模块根据所述电流的波形判断所述信号色灯的状态之前还包括：

若所述第一处理器及所述第二处理器中的任意一个判断所述母线的电压或电流不满足预设条件，则控制所述安全与模块切断输出。

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