CN201122351Y - 道路交通信号控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种道路交通信号控制装置。它包括与处理控制部件(5)电连接的通讯传输部件(4)和灯组驱动部件(6)，以及与通讯传输部件(4)电连接的交通信息采集部件(2)和灯组状态检测部件(8)，与灯组驱动部件(6)电连接的信号灯组阵列(7)，特别是(a)处理控制部件(5)为成都英创公司的32位嵌入式系统NETBOX－II模块；(b)通讯传输部件(4)由四只串行接口(COM1，COM2，COM3，COM4)和一只以太网通讯接口(RJ45)构成；(c)灯组驱动部件(6)经PC104总线与处理控制部件(5)电连接。它能实时地向上位计算机(3)上传所在路口的交通状况，并按其下传的优化控制方案自行进行现场交通控制；可广泛地用于大、中城市交叉路口的交通控制。

Description

道路交通信号控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种信号控制装置，尤其是一种道路交通信号控制装置。

背景技术

目前，人们为了提高道路的车辆通行率，在城市中的各个交叉路口均设有交通信号灯，这些交通信号灯是由道路交通信号控制机根据不同的路况和监测到的车流信息，人工或上位机设定交通信号灯变化的周期，来实现实时交通控制的，如各大、中城市里正在使用的各种道路交通信号控制机。

道路交通信号控制机主要由置于机箱内的主控制器和与其电连接的外围电路，以及与外围电路电连接的探测车流量传感器和信号灯组构成。其中，外围电路为电源电路、通讯电路、故障检测电路和驱动电路，主控制器多为8位单片机，通讯电路为单通道的通讯接口。如在2007年4月18日公开的中国发明专利申请公布说明书CN 1949294A中披露的“一种交通灯信号控制系统及其控制方法”，它的基本构造即如上所述。使用时，由人工或上位计算机设定不同时段的控制方案，通过键盘或通讯电路下载到主控制器里，主控制器根据控制方案启动驱动电路按一定的时序周而复始地驱动不同的信号灯色变化，同时主控制器将此信息与现场信号灯状态如灯色、故障、相位状态等经通讯电路上传给上位计算机。但是，随着城市面积的不断扩大和机动车量的大量增加，导致了交通拥挤状况日益严重的现状，使得这种道路交通信号控制机存在着不足之处，首先，主控制器多为8位单片机，因其能力有限，不能面对现代交通的各种复杂状态，即难以胜任实时地对交通信息的自动采集、通讯、处理和控制的工作；其次，单通道的通讯接口因通讯方式单一，故无法及时地完成主控制器自动采集交通信息、与上位计算机间的实时通讯等，成为抑制通讯的瓶颈，而且不能实现智能交通控制所需的多数据融合、带多路传感器的需求，制约了道路交通信号控制机功效的正常发挥。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种处理控制能力强、通讯方式多元化的道路交通信号控制装置。

为解决本实用新型的技术问题，所采用的技术方案为：道路交通信号控制装置包括与处理控制部件电连接的通讯传输部件和灯组驱动部件，以及与通讯传输部件电连接的交通信息采集部件和灯组状态检测部件，与灯组驱动部件电连接的信号灯组阵列，特别是(a)所说处理控制部件为成都英创公司的32位嵌入式系统NETBOX-II模块，用于处理键盘显示、数据存储、检测交通信息、通讯控制、整机状态监测、向上位计算机上传交通信息和根据其下传的按区域优化算法生成的优化控制方案进行灯组的驱动，所说NETBOX-II模块上置有用于电连接的第一排针脚和第二排针脚；(b)所说通讯传输部件由四只串行接口和一只以太网通讯接口构成，其中，第一串行接口和第三串行接口用作本地通讯接口，以实现处理控制部件与交通信息采集部件和灯组状态检测部件间的通讯，第二串行接口、第四串行接口和以太网通讯接口用作远程通讯接口，以实现处理控制部件与上位计算机间的通讯；(c)所说灯组驱动部件经PC104总线与所说处理控制部件电连接，用于将处理控制部件输出的控制信号驱动信号灯组阵列，以实现交通信号的控制。

作为道路交通信号控制装置的进一步改进，所述的第一串行接口和第三串行接口均为3线制串行接口，所说3线制串行接口为RS-232串行接口，其接收线RX、发送线TX分别电连接所说第一排针脚的第11脚、12脚和第20脚、22脚，其第3线接信号地；所述的第二串行接口为3线制串行接口，所说3线制串行接口为RS-232串行接口或RS-485串行接口，其接收线RX和发送线TX分别电连接所说第一排针脚的第13脚和14脚，其第3线接信号地；所述的第四串行接口为9线制串行接口，所说9线制串行接口为GPRS串行接口，其接收线RX、发送线TX、线RTS#、线CTS#、线DTR#、线DCD#、线DSR#和线RI#分别电连接所说第一排针脚的第25脚、27脚、29脚、31脚、28脚、30脚、26脚和32脚，其第9线接信号地；所述的以太网通讯接口的线TPTX+、线TPTX-、线TPRX+和线TPRX-分别电连接所说第一排针脚的第33～36脚；所述的灯组驱动部件的扩展芯片82C55的复位线RESET、写控制线WE#、读控制线RD#和片选线CS#分别电连接所说第二排针脚的第14脚、17脚、18脚和16脚，扩展芯片82C55的地址线A0和A1分别电连接所说第二排针脚的第9脚和第10脚，扩展芯片82C55的8位数据线D0～D7分别电连接所说第二排针脚的第1～8脚；所述的交通信息采集部件的输入端与多路传感器阵列电连接，用于检测由多路传感器阵列实时探测的路口各方向的流量、速度、占道率、排队长度和拥堵程度的交通信息，并通过通讯传输部件的第一串行接口或第三串行接口将交通信息传送至处理控制部件；所述的灯组状态检测部件的输入端与信号灯组阵列电连接，用于检测信号灯组阵列的各灯组的运行状态，并通过通讯传输部件的第一串行接口或第三串行接口与处理控制部件下传的正确灯组状态进行比对，以将异常告警信息通过通讯传输部件的第一串行接口或第三串行接口传送至处理控制部件。

相对于现有技术的有益效果是，其一，处理控制部件选用32位嵌入式系统做核心处理器，既完全地解决了处理能力有限的难题，又拓展了处理控制部件的功能，还为其进一步的升级留有了余地；其二，通讯传输部件扩展成由四只串行接口和一只以太网通讯接口构成的五只通讯接口，不仅极大地提高了通讯的能力，杜绝了瓶颈效应，还使通讯路径的选择灵活便捷，充分地发挥了道路交通信号控制装置智能化的功效，可实现现代城市智能交通信号单点自适应、绿波、BRT和区域优化等高要求控制目标；其三，基于较强的通讯能力，实现了多数据融合，使其可带多路传感器，从而满足了现代智能交通单点自适应控制、干线协调控制和区域优化控制的要求；其四，使用PC104总线电连接处理控制部件与灯组驱动部件，较好地解决了高性能的处理控制部件与现有的灯组驱动部件间的电连接问题。

作为有益效果的进一步体现，一是第一、第二和第三串行接口均优选为3线制串行接口，其中，第一和第三串行接口优选为RS-232串行接口，第二串行接口优选为RS-232串行接口或RS-485串行接口，第四串行接口为9线制串行接口，加上以太网通讯接口，一共有RS-232、RS-485、无线GPRS和以太网通讯四种通信方式可供用户选择，使通讯既灵活方便又快捷；二是处理控制部件与上位计算机间的通讯，既可通过第二串行接口进行有线通讯，也可通过第四串行接口进行无线通讯，更可通过以太网进行有线通讯；三是交通信息采集部件的输入端与多路传感器阵列电连接，在检测由多路传感器阵列实时探测的路口各方向的流量、速度、占道率、排队长度和拥堵程度的交通信息时，既可通过通讯传输部件的第一串行接口，也可通过第三串行接口将交通信息传送至处理控制部件。灯组状态检测部件的输入端与信号灯组阵列电连接，在检测信号灯组阵列的各灯组的运行状态时，既可通过通讯传输部件的第一串行接口，也可通过第三串行接口与处理控制部件下传的正确灯组状态进行比对，以将异常告警信息通过通讯传输部件的第一或第三串行接口传送至处理控制部件。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的优选方式作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的一种基本电路结构示意图。

具体实施方式

参见图1，道路交通信号控制装置包括一个交通信息采集部件2、一个通讯传输部件4、一个处理控制部件5、一个灯组驱动部件6、一个信号灯组阵列7和一个灯组状态检测部件8。处理控制部件5与通讯传输部件4和灯组驱动部件6电连接，并分别经通讯传输部件4和灯组驱动部件6与交通信息采集部件2、灯组状态检测部件8和信号灯组阵列7电连接。

其中，处理控制部件5为本装置的核心，它为成都英创公司的32位嵌入式系统NETBOX-I I模块，用于处理键盘显示、数据存储、检测交通信息、通讯控制、整机状态监测、向上位计算机3上传交通信息和根据其下传的按区域优化算法生成的优化控制方案进行灯组的驱动；其中，处理控制部件5与上位计算机3、交通信息采集部件2、灯组状态检测部件8间的通讯由其程控选择。该NETBOX-II模块上置有用于电连接的第一排针脚CN1和第二排针脚CN2。

通讯传输部件4由四只串行接口(COM1，COM2，COM3，COM4)和一只以太网通讯接口RJ45构成。其中，第一串行接口COM1和第三串行接口COM3均为3线制串行接口，该3线制串行接口为RS-232串行接口，其接收线RX、发送线TX分别电连接第一排针脚CN1的第11脚、12脚和第20脚、22脚，其第3线接信号地；以用作本地通讯接口，来实现处理控制部件5与交通信息采集部件2和灯组状态检测部件8间的程控通讯。第二串行接口COM2为3线制串行接口，该3线制串行接口为RS-232串行接口或RS-485串行接口，其接收线RX和发送线TX分别电连接第一排针脚CN1的第13脚和14脚，其第3线接信号地；第四串行接口COM4为9线制串行接口，该9线制串行接口为GPRS串行接口，其接收线RX、发送线TX、线RTS#、线CTS#、线DTR#、线DCD#、线DSR#和线RI#分别电连接第一排针脚CN1的第25脚、27脚、29脚、31脚、28脚、30脚、26脚和32脚，其第9线接信号地；以太网通讯接口RJ45的线TPTX+、线TPTX-、线TPRX+和线TPRX-分别电连接第一排针脚CN1的第33～36脚；此第二串行接口COM2、第四串行接口COM4和以太网通讯接口RJ45均用作远程通讯接口，以实现处理控制部件5与上位计算机3间的程控通讯。

交通信息采集部件2为现有的成熟技术部件，其输入端与多路传感器阵列1电连接，用于检测由多路传感器阵列1实时探测的路口各方向的流量、速度、占道率、排队长度和拥堵程度的交通信息，并通过通讯传输部件4的第一串行接口COM1或第三串行接口COM3将交通信息传送至处理控制部件5。

灯组状态检测部件8为现有的成熟技术部件，其输入端与信号灯组阵列7电连接，用于检测信号灯组阵列7的各灯组的运行状态，并通过通讯传输部件4的第一串行接口COM1或第三串行接口COM3与处理控制部件5下传的正确灯组状态进行比对，以将异常告警信息通过通讯传输部件4的第一串行接口COM1或第三串行接口COM3传送至处理控制部件5，由处理控制部件5根据故障严重程度决定是否转降级工作，并在现场或远程报警显示。

灯组驱动部件6主要由NEC公司的I/O扩展芯片82C55及其驱动外围电路构成，为成熟的现有技术，它经PC104总线与处理控制部件5电连接，用于将处理控制部件5输出的控制信号放大后驱动信号灯组阵列7，以实现交通信号的控制。灯组驱动部件6的扩展芯片82C55的复位线RESET、写控制线WE#、读控制线RD#和片选线CS#分别电连接所说第二排针脚CN2的第14脚、17脚、18脚和16脚，扩展芯片82C55的地址线A0和A1分别电连接所说第二排针脚CN2的第9脚和第10脚，扩展芯片82C55的8位数据线D0～D7分别电连接所说第二排针脚CN2的第1～8脚。

信号灯组阵列7为现有技术，包括红、黄、绿三色信号灯或红、绿两色方向灯或液晶显示屏。

使用时，对本装置通电后，在处理控制部件5的监控下，本装置即可实时地向上位计算机3上传所在路口的交通状况，并按上位计算机3下传的优化控制方案自行对所在路口的交通进行现场控制，以实现对交通流量的最佳控制。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型的道路交通信号控制装置进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1、一种道路交通信号控制装置，包括与处理控制部件(5)电连接的通讯传输部件(4)和灯组驱动部件(6)，以及与通讯传输部件(4)电连接的交通信息采集部件(2)和灯组状态检测部件(8)，与灯组驱动部件(6)电连接的信号灯组阵列(7)，其特征在于：

(a)所说处理控制部件(5)为成都英创公司的32位嵌入式系统NETBOX-II模块，用于处理键盘显示、数据存储、检测交通信息、通讯控制、整机状态监测、向上位计算机(3)上传交通信息和根据其下传的按区域优化算法生成的优化控制方案进行灯组的驱动，所说NETBOX-II模块上置有用于电连接的第一排针脚(CN1)和第二排针脚(CN2)；

(b)所说通讯传输部件(4)由四只串行接口(COM1，COM2，COM3，COM4)和一只以太网通讯接口(RJ45)构成，其中，第一串行接口(COM1)和第三串行接(COM3)用作本地通讯接口，以实现处理控制部件(5)与交通信息采集部件(2)和灯组状态检测部件(8)间的通讯，第二串行接口(COM2)、第四串行接口(COM4)和以太网通讯接口(RJ45)用作远程通讯接口，以实现处理控制部件(5)与上位计算机(3)间的通讯；

(c)所说灯组驱动部件(6)经PC104总线与所说处理控制部件(5)电连接，用于将处理控制部件(5)输出的控制信号驱动信号灯组阵列(7)，以实现交通信号的控制。

2、根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征是第一串行接口(COM1)和第三串行接(COM3)均为3线制串行接口，所说3线制串行接口为RS-232串行接口，其接收线RX、发送线TX分别电连接所说第一排针脚(CN1)的第11脚、12脚和第20脚、22脚，其第3线接信号地。

3、根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征是第二串行接口(COM2)为3线制串行接口，所说3线制串行接口为RS-232串行接口或RS-485串行接口，其接收线RX和发送线TX分别电连接所说第一排针脚(CN1)的第13脚和14脚，其第3线接信号地。

4、根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征是第四串行接口(COM4)为9线制串行接口，所说9线制串行接口为GPRS串行接口，其接收线RX、发送线TX、线RTS#、线CTS#、线DTR#、线DCD#、线DSR#和线RI#分别电连接所说第一排针脚(CN1)的第25脚、27脚、29脚、31脚、28脚、30脚、26脚和32脚，其第9线接信号地。

5、根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征是以太网通讯接口(RJ45)的线TPTX+、线TPTX-、线TPRX+和线TPRX-分别电连接所说第一排针脚(CN1)的第33～36脚。

6、根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征是灯组驱动部件(6)的扩展芯片82C55的复位线RESET、写控制线WE#、读控制线RD#和片选线CS#分别电连接所说第二排针脚(CN2)的第14脚、17脚、18脚和16脚，扩展芯片82C55的地址线A0和A1分别电连接所说第二排针脚(CN2)的第9脚和第10脚，扩展芯片82C55的8位数据线D0～D7分别电连接所说第二排针脚(CN2)的第1～8脚。

7、根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征是交通信息采集部件(2)的输入端与多路传感器阵列(1)电连接，用于检测由多路传感器阵列(1)实时探测的路口各方向的流量、速度、占道率、排队长度和拥堵程度的交通信息，并通过通讯传输部件(4)的第一串行接口(COM1)或第三串行接口(COM3)将交通信息传送至处理控制部件(5)。

8、根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征是灯组状态检测部件(8)的输入端与信号灯组阵列(7)电连接，用于检测信号灯组阵列(7)的各灯组的运行状态，并通过通讯传输部件(4)的第一串行接口(COM1)或第三串行接口(COM3)与处理控制部件(5)下传的正确灯组状态进行比对，以将异常告警信息通过通讯传输部件(4)的第一串行接口(COM1)或第三串行接口(COM3)传送至处理控制部件(5)。