CN1471060A - 无线交通灯信号控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种无线交通灯信号控制方法和装置，其信号传输方法利用GPRS或CDMA2000－1X技术，通过数据传输网络，将控制中心和交通灯信号控制机以虚拟连接管道的无线方式连接起来，实现无线遥控交通灯信号控制机并可以实时获得交通灯信号控制机的运行状态信息和各个参与联网的相应路口的交通流量信息。交通灯信号控制机由主控电路模板，驱动输出电路模板，通信电路模板和图形显示/控制界面模板组成，各模板间通过总线背板连接，各模板上均置有一个8位微处理器。采用了本发明所说结构的装置和信息传输方法，交通信息可以进行双向的交换，实现控制中心对交通的优化控制；而且系统的建立和维护费用低，可以快速的部署和实施。

Description

无线交通灯信号控制方法和装置

所属技术领域

一种无线交通灯信号控制方法和装置，涉及交通灯信号控制传递方法的改变以及交通灯信号控制机装置的改进。

背景技术

目前，中国采用的交通灯信号控制机主要采用单点控制模式，各个信号控制机之间以及和交通管理控制中心都不能相联。少数可以联网的交通灯信号控制机，基本是通过有线连接。真正采用无线联网的信号控制机很少，也只是主要有两种方式：专用无线网络或全球移动通信网(下称GSM)的电路型数据业务模式(下称CSD)。由于采用单点控制的交通信号控制机，不能使各个交通路口协同工作，绿波带难以形成；而采用有线联网的交通信号控制机则需要开挖道路，铺设管线，建设周期长，费用高昂；利用专用无线网络的信号控制机维护费用高，局限于少数开通了专用网络的地区；利用GSM网CSD模式的信号控制机，通信费用按语音资费计算，通信成本高。

发明内容

为了克服现有的交通灯信号控制机的上述问题，本发明提供一种无线交通灯信号控制方法和装置，该装置的信号传输方法利用通用分组无线业务(下称GPRS)或码分多址无线电通信技术(下称CDMA2000-1X技术)，通过数据传输网络2，将控制中心1和交通灯信号控制机3以无线的方式连接起来，控制中心1的主控台上由计算机13和通信装置14组成，通过利用数据传输网络2的虚拟连接管道，实现无线遥控交通灯信号控制机3并可以实时获得交通灯信号控制机3的运行状态信息和各个参与联网的相应路口的交通流量信息。

本发明所说的无线交通灯信号控制机装置3采用的技术方案是：在由主控电路模板4、驱动输出电路模板5、通信电路模板6组成的无线交通灯信号控制机3中，各电路模板之间通过总线7连接，同时在总线7上还接有车流检测电路模板16，驱动输出电路模板5直接接往交通信号灯15，各个模块或电路各装有一块微控制器MCU。

为了利用GPRS或CDMA2000-1X技术，通过在本发明所说的无线交通灯信号控制机3上安装的通信电路模板6，把控制中心1的控制信息和各个路口的交通灯信号控制机3的运行状态信息以及相应路口的交通流量信息通过数据传输网络2利用TCP/IP协议进行双向数据交换。具体实现方式是：无线交通灯信号控制机3利用GPRS或CDMA-1X技术连接上无线网络，控制中心1通过CSD/ISDN/xDSL/DDN等方式连接上因特网(Internet)，然后通过无线运营商的虚拟专用网(下称VPN)，把控制中心1和各个路口的交通灯信号控制机3建立虚拟连接，控制中心1的控制信息、各路口的交通灯信号控制机3的运行状态信息和相应路口的交通流量信息就可以使用TCP/IP协议通过该虚拟连接管道进行双向数据交换，从而提高控制中心1对各路口交通情况的及时掌握和及时管理。

由于本发明采用了所说的GPRS或CDMA2000-1X技术进行数据信息的远距离传输，交通控制中心1和所有安装了这种通信电路的交通灯信号控制机3可以方便地通过数据传输网络2建立虚拟无线连接，信息可以进行双向的交换，实现控制中心1对城市整体交通的优化控制；而且系统的建立和维护费用低，可以快速的部署和实施。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所说的无线交通灯信号控制方法和装置原理框图；

图2是本发明所说的交通灯信号控制机的结构原理框图；

图3是本发明所说的交通灯信号控制机的通信电路模板6的原理框图；

图4是本发明所说的交通灯信号控制机的驱动输出电路模板5的原理框图；

图5是本发明用于无线交通灯信号控制机的手持终端机12的原理框图。

图中：1.控制中心，2.数据传输网络，3.交通灯信号控制机，4.主控电路模板，5.驱动输出电路模板，6.通信电路模板，7.总线，8.通信微控制器，9.通信模块，10.外围供电保护电路，11.对外接口电路，12.手持终端机，13.计算机，14.通信装置，15.交通信号灯，16.车流检测电路模板，17.驱动输出微控制器，18.互感器控制电路，19.继电器模块，20.互感器，21.限幅电路，22.放大滤波电路，23.脉冲稳定电路，24.图形显示/控制界面模板。

具体实施方式

如图1所示，本发明所说的无线交通灯信号控制装置由控制中心1，数据传输网络2和交通灯信号控制机3组成，其中该装置的信号传输方法利用GPRS或CDMA2000-1X技术，通过数据传输网络2，将控制中心1和交通灯信号控制机3通过利用数据传输网络2的虚拟连接管道以无线的方式连接起来，实现无线遥控各路口交通灯信号控制机3并可以实时获得交通灯信号控制机3的运行状态信息和各个参与联网的相应路口的交通流量信息；在控制中心1的主控台上由计算机13和通信装置14组成。

如图1图2所示，本发明所说的交通灯信号控制机3由主控电路模板4、驱动输出电路模板5、通信电路模板6、图形显示/控制界面模板24、车流检测电路模板16和交通信号灯15组成，其中各模板间通过总线7背板连接，在所说的主控电路模板4、驱动输出电路模板5、通信电路模板6和图形显示/控制界面模板24上各置有一个8位微控制器MCU。在实际生产时，如果要提高交通灯信号控制机3的运行速度，可以把所说各模板的微控制器MCU更换采用16位或32位或64位或以上的微控制器即可。

使用本发明所说的交通灯信号控制机3工作的基本原理是：当操作员只要通过点击图形显示/控制界面模板24的液晶触摸屏上对应的信号按钮，就可以实现对交通灯信号控制机3的控制操作，触摸显示屏幕的有关功能发出执行指令后，该信息通过总线7把指令送到主控电路模板4上，主控电路模板4处理以后通过总线7送到驱动输出电路模板5，驱动输出电路模板5的MCU根据指令进行放大输出，控制路口各个交通信号灯15的颜色灯的开灭；同时驱动输出电路模板5把交通灯信号控制机3的实时运行状态信息送到主控电路模板4，主控电路模板4的MCU把信息整理后通过通信电路模板6，把信息发送回交通灯控制中心1，从而让控制中心1知道该路口的交通信号灯15实时的路灯显示状况。

如图3所示，本发明所说的交通灯信号控制机3的通信电路模板6由通信微控制器8、通信模块9、外围供电保护电路10和对外接口电路11组成，其中通信电路模板6有两个工作流程状态：1、当通信模块9从数据传输网络2获得控制信息，经处理后把该信息送到通信微控制器8，通信微控制器8通过总线7把该信息送到交通灯信号控制机3的主控电路模板4，外围供电保护电路10负责对通信电路模板6的供电和供电保护；2、当主控电路模板4把需要传输的信息通过总线7送到通信微控制器8后，通信微控制器8把该信息送到通信模块9进行处理，通信模块9将信息处理以后按照要求发送，经过数据传输网络2送到控制中心1上，外围供电保护电路10负责供电和供电保护。

如图4所示，是本实用新型所说的交通灯信号控制机3的驱动输出电路模板5的线路结构示意图，所说的驱动输出电路模板5由互感器控制电路18、驱动输出微控制器17和继电器模块19组成，继电器模块19直接接往路口的各个交通信号灯15，互感器控制电路18则由其中所说的互感器20、限幅电路21、放大滤波电路22和脉冲稳定电路23组成。当驱动输出电路模板5的回路上的出现电流变化时，互感器20立刻可以感应到继电器模块19回路上的电流变化，并把变化信息送到放大滤波电路22上进行放大和滤波，然后把过滤后提取的信息送到脉冲稳定电路23进行判断，并将判断后的信息送给驱动输出微控制器17进行处理。如果出现的信息说明是继电器模块19的输出故障，驱动输出微控制器17立即向主控电路模板4发出报警信息，主控电路模板4可以自动发出指令把交通信号灯15切换到黄闪状态，并通过通信电路模板6向控制中心1报警；此时限幅电路21主要起到对驱动输出电路模板5的保护作用。

本发明所说的无线交通灯信号控制装置由交通灯信号控制中心1，数据传输网络2和交通灯信号控制机3组成，其中由于本发明采用的信号传输方法是利用GPRS或CDMA2000-1X技术，通过数据传输网络2，将控制中心1和交通灯信号控制机3以虚拟连接管道无线的方式连接起来的。为了方便交通民警可以在指挥交通的时候，可以随时按照路面情况及时调整交通信号灯15，我们在本发明所说的装置中，为各个交通路口的交通灯信号控制机3再配置一台用于现场调制交通灯信号15的手持终端机12，如图3、图5所示。本发明所说的手持终端机12由掌上电脑的形式，采用了由主控电路模板4、通信电路模板6、图形显示/控制界面模板24组成，与交通灯信号控制机3不同的是不再设置驱动输出电路模板5和不用直接与交通信号灯15直接相接，其中各模板间同样是通过总线7背板连接，同样在所说的主控电路模板4、通信电路模板6和图形显示/控制界面模板24上各置有一个8位微控制器MCU；其中所说的图形显示/控制界面模板24采用触摸控制显示屏作为信号输入显示装置，所说的手持终端机12的图形显示/控制界面模板24采用Microsoft Windows CE嵌入式微软中文视窗操作系统，所说的Windows CE的版本为2.11以上。这样所有经过触摸控制显示屏24编定的信号信息，通过手持终端机12的通信电路模板6的对外接口电路11发送到通信微处理器8，通信微处理器8再将此控制信息通过总线7发送到主控电路模板4，主控电路模板4把手持终端机12需要获得的信息通过总线7送到通信微控制器8，再通过对外接口电路11返送到手持终端机12的触摸控制显示屏24上，操作者就可以站在远离交通灯信号控制机的路口外，可以直观地在手持终端机12的触摸控制显示屏24上下达指令，通过交通灯信号控制机3对交通信号灯15实行实时控制并获取状态信息了。

采用了本发明所说结构的无线交通灯信号控制方法和装置，由交通控制中心1的计算机13发出的交通控制指令，控制指令被送到中心无线交通灯信号控制台的通信装置14内，通信装置14采用SMS\CSD\GPRS\TCP/IP\UDP/IP\CDMA2000-1X\DDN\ISDN\xDSL等方式连接送到数据传输网络2，通过GPRS\CDMA2000-1X的信息传输方式与交通信号控制机3的通信电路模板6建立连接，控制指令通过该连接被送到通信电路模板6上，通信电路模板6将处理后的控制指令送到总线7上，然后传到主控电路模板4，主控电路模板4接收该控制指令，并按照指令作出相应的操作，如控制路口各交通信号灯15的灯号的各路输出、变换有关路口的灯色显示、可以及时按照要求把需要应急的某段路段变为绿波通道等等......；反之由各个路口的交通灯信号控制机3的实时状态信息、故障检测信息和车流量检测信息通过上述数据传输网络2的虚拟连接管道，传送到控制中心1的无线交通灯信号控制台的大型显示屏上，方便整个区域或城市的交通管理中心对该区域或城市交通的疏导管理，及时保障城市交通的顺畅。

Claims (5)

1、一种无线交通灯信号控制装置的信号传输方法，由交通灯信号控制中心(1)、数据传输网络(2)和交通灯信号控制机(3)组成，其特征在于所说的交通灯信号控制机(3)使用TCP/IP协议通过GPRS或CDMA2000-1X技术接入数据传输网络(2)，交通灯信号控制中心(1)利用CSD/ISDN/xDSL/DDN等方式接入数据传输网络(2)，从而与交通灯信号控制机(3)建立虚拟连接管道，在交通灯信号控制中心1的主控台上由计算机13和通信装置14组成。

2、一种交通灯信号控制机(3)，是由主控电路模板(4)、驱动输出电路模板(5)、通信电路模板(6)和图形显示/控制界面模板(24)组成，其特征在于在总线(7)上还接有车流检测电路(16)，各模板间通过总线(7)背板连接，在所说的主控电路模板(4)、驱动输出电路模板(5)、通信电路模板(6)和图形显示/控制界面模板(24)上各置有一个8位微控制器(MCU)，驱动输出电路模板(5)的输出端直接接往交通信号灯(15)。

3、根据权利要求2所说的交通灯信号控制机(3)，其特征在于所说的通信电路模板(6)由通信微控制器(8)、通信模块(9)、外围供电保护电路(10)和对外接口电路(11)组成，其中通信电路模板(6)的各个模块或电路都单独接有一块微控制器(MCU)。

4、根据权利要求2所说的交通灯信号控制机(3)，其特征在于所说的驱动输出电路模板(5)由互感器控制电路(18)、驱动输出微控制器(17)和继电器模块(19)组成，继电器模块(19)直接接往路口的各个交通信号灯(15)，互感器控制电路(18)则由其中所说的互感器(20)、限幅电路(21)、放大滤波电路(22)和脉冲稳定电路(23)组成。

5、一种用于无线交通灯信号控制机(3)的手持终端机(12)，由主控电路模板(4)、通信电路模板(6)和图形显示/控制界面模板(24)组成，其特征在于各模板间通过总线(7)背板连接，所说的主控电路模板(4)、通信电路模板(6)和图形显示/控制界面模板(24)上各置有一个8位微控制器(MCU)组成，触摸式显示屏(24)采用Microsoft Windows CE嵌入式微软中文操作系统，所说的Windows CE的版本为2.11以上。

Images