CN201392592Y - 太阳能远程交通信号集中控制系统 - Google Patents

Abstract

一种太阳能远程交通信号集中控制系统，用于解决信号灯远程监控问题。其技术方案是：它由控制台、设置于每个路口的主控制信号机和与每个路口不同方向信号灯相对应的辅控制信号机组成，三者内部均设置有无线通讯模块，且控制台和主控制信号机内还设置有GPS接收电路，所述控制台与主控制信号机之间通过无线通讯网络进行通讯，所述主控制信号机通过无线信号对该路口的辅控制信号机实施监控，所述辅控制信号机的信号输出端接信号灯。本实用新型不仅安装施工方便、运行成本低，而且调控操作方便、快捷，性能稳定可靠。

Description

太阳能远程交通信号集中控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种利用无线通讯网络实现的交通信号远程测控系统，属控制技术领域。

背景技术

道路交叉口主要由交通信号灯来指挥交通，交通信号灯绝大多数采用交通信号机来控制，现有的交通信号机可分为有线信号机和无线信号机两大类。有线信号机的控制命令由电缆传送到信号灯，其优点是控制命令简单，设计、制作方便，性能可靠，可以组成网络，实现功能完善的交通控制系统，但是信号机与信号灯之间必须铺设电缆，工程施工费时、麻烦，有时还需在完好的路面上挖沟以铺设电线。无线信号机的控制命令由无线电波或红外波传送给信号灯，信号机与信号灯之间无需铺设电缆，工程施工省时、省力，但目前使用的无线信号机是传统信号控制机的翻版，设置参数需要在现场人工进行，给操作人员带来不便，并且这种信号机一般都是安装在灯杆或信号灯内部，人工设置参数相当麻烦。还有一些无线控制的信号灯采用了编码技术，但由于命令较简单，很容易受到干扰。另外，目前，大部分交通信号灯的供电电源采用220/380V交流电源，对于比较偏远的地方，铺设电线非常不便，而且线路损耗较大。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种安装施工快捷、性能稳定可靠、调控操作方便且能量消耗少的太阳能远程交通信号集中控制系统。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种太阳能远程交通信号集中控制系统，由控制台、设置于每个路口的主控制信号机和与每个路口不同方向信号灯相对应的辅控制信号机组成，三者内部均设置有无线通讯模块，且控制台和主控制信号机内还设置有GPS接收电路，所述控制台与主控制信号机之间通过无线通讯网络进行通讯，所述主控制信号机通过无线信号对该路口的辅控制信号机实施监控，所述辅控制信号机的信号输出端接信号灯。

上述太阳能远程交通信号集中控制系统，所述主控制信号机由主控单片机U1、GPS接收机U2、时钟芯片U5、短信模块U4、主无线收发器U7构成，所述GPS接收机U2的输出信号经双路RS-232收发器U3接主控单片机U1的RXD1和TXD1端，所述短信模块U4的TXD、RXD端经接口芯片接主控单片机U1的RXD2和TXD2端，所述主无线收发器U7的MISO、MOSI端分别接U1的RXD3和TXD3端，所述时钟芯片U5的AD0～AD7端接U1的P0.0～P0.7端。

上述太阳能远程交通信号集中控制系统，所述辅控制信号机由辅控单片机U8、时钟芯片U11、辅无线收发器U9、接口芯片U10和信号灯驱动电路构成，所述辅无线收发器U9的MISO、MOSI端分别接U8的RXD和TXD端，所述时钟芯片U11的AD0～AD7端接辅控单片机U8的P0.0～P0.7端，所述信号灯驱动电路由多个三极管Q构成，每个三极管Q接成的开关电路控制一个信号灯，不同三极管Q的基极接接口芯片U10的不同输出端口，所述接口芯片U10采用81C55，其AD0～AD7端接辅控单片机U8的P0.0～P0.7端。

上述太阳能远程交通信号集中控制系统，所述主控制信号机和辅控制信号机均由太阳能电池供电。

上述太阳能远程交通信号集中控制系统，所述三极管Q的基极与接口芯片U10之间还设置有光电耦合器U12。

本实用新型由控制台、各路口的主控制信号机、每个路口与不同方向信号灯相对应的辅控制信号机三部分组成。控制台设置在监控室，控制台以及各路口的主信号控制机利用GPS接收器共同提取GPS信号，通过GPS对各个路口的主信号控制机进行定位，从而提取出每个主信号控制机的精确经纬度，利用GPS授时，规划所有信号机的运行时间。主信号控制机通过GSM网络传送指令方式接收控制台的指令，再将接收的信号传送给各分路口辅信号控制机进行信号授时的调整，从而实现控制台对远程信号机的远程控制。由于本实用新型的三个组成部分之间采用无线通讯传递信息，且主控制信号机和辅控制信号机均由太阳能电池供电，不需要电缆，因而施工简单方便，安装和运行成本低；由控制台对交通整个系统的信号灯进行监控，操作方便、快捷；主控制信号机与辅控制信号机以及控制台之间采用传统的DL645通讯协议，多重数据保密，误码率低，能有效避免相互之间的干扰，使通讯可靠，运行稳定。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是主控制信号机的电原理图；

图2是辅控制信号机的电原理图。

图中各标号为：U1、主控单片机，U2、GPS接收机，U3、双路RS-232收发器，U4、短信模块，U5、时钟芯片，U6、接口芯片，U7、主无线收发器，U8、辅控单片机，U9、辅无线收发器，U10、接口芯片，U11、时钟芯片，U12、光电耦合器，Q、三极管，L、信号灯。

具体实施方式

本实用新型所有各集成块的型号是：U1、P89C58X2，U2、GPS15L，U3、ADM202E，U4、GP35，U5、DS12887，U6、MAX232，U7、nRF905，U8、P89C58X2，U9、nRF905，U10、81C55，U11、DS12887，U12、P521。主控制信号机利用GPS确定位置以及授时。

参看图1，由于主控单片机U1的输出为0V～5V的_TTL电平，而GPS接收机U2(GPS15L)配置的是RS-232标准串行接口，二者的性能规范不一致，不能直接进行通信。为使1TTL电平与RS-232标准协调，在主控单片机U1和GPS接收机U2之间设置一种双路RS-232收发器U3，该电路的功耗低，只需单电源(+5V)供电，片内具有两套电压提升器构成的4倍电压变换器，能产生+10V和-10V电压，这样就使主控单片机U1和OEM板之间的电压完全匹配。

主控单片机U1通过串口更改GPS15L的输出数据格式的设置，再通过串口提取当前主控制信号机的经纬度以及精确的运行时间，随时纠正DS12887型时钟芯片U5的时间误差。在查询状态下DS12C887型时钟芯片U5提供客户的是精确的时间，从而为主控制信号机运行提供精确的运行时段，无积累误差，也可通过控制台查询此路口主信号控制机的详细地理位置，方便了控制台的查询。

控制台安装有GSM发送/接收终端，主信号控制机安装有GSM网路的传输模块GP35。主控制信号机主控单片机U1(P89C58X2)通过串口对GP35短信模块的控制，GP35短信模块是主信号控制机与控制台之间的传输纽带。控制台通过GSM发送/接收终端发送指令到主信号控制机，安装有GP35的主信号控制机在不断查询过程中查出并接收控制台对自己的指令，通过串口传到主控单片机U1，主控单片机U1对指令进行分析，对正确可执行的指令，运行程序按指令操作并通过GSM网络传回执行完成的回复报告，对非正确指令不予理会，并通过GSM网络发回错误报告。

参看图1、图2，当控制台对主信号控制机发出正确指令，主控制信号机接收后，主控单片机U1通过主无线收发器U7对其路口四个辅信号控制机进行信息传送。在无控制台命令时，主信号控制机通过主无线收发器U7与四台辅信号控制机对话，进行正常周期运行的检测和控制，辅信号控制机将运行情况通过辅无线收发器U9回传主信号控制机。

正常运行状态下，主信号控制机通过U7将运行指令发送到辅信号控制机，辅信号控制机通过U9接收后，辅控单片机U8对路口各个方向的信号灯逐一进行控制。通过81C55串口控制信号灯的亮灭。

当运行方案发生更改时，主信号控制机同样通过主无线收发器U7将更改指令发送到辅信号控制机，辅信号控制机通过辅无线收发器U9接收主信号控制机的方案调整命令后，P89C58X2型辅控单片机U8更改自身的运行方案，达到更改调整时序的目的。

如果指挥管理中心人员想通过控制台了解路口的信号灯运行状况，指挥管理中心人员在主控制台通过计算机编译计算机语言，通过GSM收/发网络终端将计算机语言指令发到路口的主信号控制机，主信号机通过GP35接收控制台发来的询问指令，主信号控制机程序处理后，将编译后的指令通过nRF905发到辅信号控制机，辅信号控制机通过nRF905接收查询指令，将信息通过串口发到芯片P89C58X2型辅控单片机U8，辅控单片机U8再将各路口收集来的运行状况信息通过无线数传模块nRF905回传主控制信号机，由主控制信号机将信息通过短信模块GP35发回控制台，完成信息的查询。

Claims (5)

1、一种太阳能远程交通信号集中控制系统，其特征是，它由控制台、设置于每个路口的主控制信号机和与每个路口不同方向信号灯相对应的辅控制信号机组成，三者内部均设置有无线通讯模块，且控制台和主控制信号机内还设置有GPS接收电路，所述控制台与主控制信号机之间通过无线通讯网络进行通讯，所述主控制信号机通过无线信号对该路口的辅控制信号机实施监控，所述辅控制信号机的信号输出端接信号灯(L)。

2、根据权利要求1所述太阳能远程交通信号集中控制系统，其特征是，所述主控制信号机由主控单片机(U1)、GPS接收机(U2)、时钟芯片(U5)、短信模块(U4)、主无线收发器(U7)构成，所述GPS接收机(U2)的输出信号经双路RS-232收发器(U3)接主控单片机(U1)的RXD1和TXD1端，所述短信模块(U4)的TXD、RXD端经接口芯片接主控单片机(U1)的RXD2和TXD2端，所述主无线收发器(U7)的MISO、MOSI端分别接(U1)的RXD3和TXD3端，所述时钟芯片(U5)的AD0～AD7端接(U1)的P0.0～P0.7端。

3、根据权利要求1或2所述太阳能远程交通信号集中控制系统，其特征是，所述辅控制信号机由辅控单片机(U8)、时钟芯片(U11)、辅无线收发器(U9)、接口芯片(U10)和信号灯驱动电路构成，所述辅无线收发器(U9)的MISO、MOSI端分别接(U8)的RXD和TXD端，所述时钟芯片(U11)的AD0～AD7端接辅控单片机(U8)的P0.0～P0.7端，所述信号灯驱动电路由多个三极管(Q)构成，每个三极管(Q)接成的开关电路控制一个信号灯，不同三极管(Q)的基极接接口芯片(U10)的不同输出端口，所述接口芯片(U10)采用81C55，其AD0～AD7端接辅控单片机(U8)的P0.0～P0.7端。

4、根据权利要求3所述太阳能远程交通信号集中控制系统，其特征是，所述主控制信号机和辅控制信号机均连接太阳能电池。

5、根据权利要求4所述太阳能远程交通信号集中控制系统，其特征是，所述三极管(Q)的基极与接口芯片(U10)之间还设有光电耦合器(U12)。

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