CN203038472U - 一种车辆和信号灯双向信息交换控制器 - Google Patents

一种车辆和信号灯双向信息交换控制器 Download PDF

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杨聚宝
詹华伟
韩洪兴
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Abstract

本实用新型公开了一种车辆和信号灯双向信息交换控制器,交通灯智能模块与车载智能模块中间通过无线通信模块连接;交通灯智能模块的输入、输出端分别与CPU模块和和交通灯之间信号互换模块连接,交通灯智能模块的输出端与驱动电路的输入端连接,所述的驱动电路的输出端与交通灯的输入端连接。本实用新型具有以下效果:交通信号灯系统不是固定的程序控制,可以根据每一个相邻路口传送过来的信息,收集到每个车俩所行方向、车流量来决定每个方向的红绿灯时长,信号灯把收集到的本路口信息发送给自己相邻的路口,也可收集相邻每条道路的路况信息,发送给每辆车的司机相邻道路车流量的状况,并且可以显示出每辆车以最佳行驶速度或时间通过下一个路口。

Description

一种车辆和信号灯双向信息交换控制器
[0001] 技术领域:
[0002] 本实用新型涉及一种控制线路,更准确地说,是涉及一种根据当前路况信息合理分配道路交通信号时长,实现交通灯根据车流量和相近信号控制信号灯的一种车辆和信号灯双向信息交换控制器。
[0003] 背景技术:
[0004] 在当今的社会,人们生活水平的提高,机动车辆越来越多,同时也造成了交通的拥堵现象越来越严重。传统的交通灯以渐渐不能适应现在的交通现状,传统交通灯多为固定的程序控制,不管车流量的大小,按照预先设定的时间实现红绿灯的转换。这种方式很不科学,造成很大的浪费。在路口区域,交通灯为程序固定的信号灯,都是设置好的,不能根据路况实时有效的控制交通状况。当路口单项车辆很少,绿灯的通行率不高,而同时路口另一方向车流量很大,等红灯的车辆造成车辆积压,对当前道路的有效应用时间造成了巨大的浪费,不能切实为司机考虑,造成时间的延误和交通的阻塞。
[0005] 经文献检索,中国专利申请号201110060845.6公开了一种交通信号灯智能系统,该技术包括交通灯控制箱和车载交通灯显示与辅助预警模块,交通灯控制箱通过无线方式与车载无线模块相连并传输交通灯信号和车辆车道信息,车载无线模块与车载交通灯显示与辅助预警模块相连并传输交通灯信号和车道信息,车载车道识别模块与车载交通灯显示与辅助预警模块相连并输出车辆所在车道信息,车载交通灯显示与辅助预警模块显示当前路口的所有转向上的交通信号并重点显示车辆前进方向上交通信号,实现闯红灯预警和红灯变绿灯提示功能。其缺点是:该技术只涉及交通信号的显示,闯红灯预警和提示功能,不能有效的提高交通利用率,实现交通灯根据车流量和相关交通灯显示智能的控制交通灯的时长。
[0006] 发明内容:
[0007] 本实用新型的任务是提出一种及时根据当前路况信息合理分配道路交通信号时长,并能及时根据相关连交通信息使停车率下降的一种车辆和信号灯双向信息交换控制器。
[0008] 本实用新型的任务是这样完成的,一种车辆和信号灯双向信息交换控制器,其特征在于:交通灯智能模块与车载智能模块中间通过无线通信模块连接;所述的交通灯智能模块的输入、输出端分别与CPU模块和交通灯之间信号互换模块连接,交通灯智能模块的输出端与驱动电路的输入端连接,所述的驱动电路的输出端与交通灯的输入端连接,所述车载智能模块的输出端与显示模块连接,操作模块的输出端与车载智能模块的输入端连接。所述的交通灯智能模块通过无线通信模块输出交通灯信号至车载智能模块和通过交通灯之间信息互换模块输出交通灯信息至下一个路口的交通灯智能模块并接收车载智能模块输出的车辆行驶信息,通过CPU控制器处理当前传输的车流量路况,调整当前信号灯时长并生成交通信号控制信息至驱动电路,交通灯驱动电路与交通灯相连并根据接收的控制结果驱动交通灯显示。所述的车载智能模块通过操作模块把行驶信息通过无线通信模块传输给交通灯智能模块,车载智能模块通过无线通信模块接受交通灯控制信息,并通过显示模块显示。交通灯智能模块包括可编程控制器硬件,I/o输入输出口,储存器,所述的可编程控制器硬件电路是采用串口通信单片机80C320做交通灯处理核心,外带扩展可控与程序存储器E2PR0M和静态随机存储RAM芯片,串口输出两路,一路作为接受司机传输过来的行驶信息,另一路输出交通灯显示,所述交通灯控制器是采用可编程序的存储器;在其内部存储并执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作的指令,通过数字量或模拟量的输入输出来控制交通灯的时长,利用可编程控制器实现对交通灯智能模块的数据。所述的驱动电路采用74H164芯片,所述交通灯之间信号互换模块是采用可编程控制器硬件,所述无线通信模块是一个基于GPRS网络远程无线平台,并通过GPRS通信模块与车载智能模块进行数据传输。所述智能模块包括PIC芯片,存储器、I/O 口,所述PIC芯片进行数据处理,通过I/O 口把接受到的交通灯长信息处理后通过显示模块LCD显示给司机;操作模块采用按键方式便于信息传输。
[0009] 本实用新型具有以下效果:交通信号灯系统不是固定的程序控制,可以根据每一个相邻路口传送过来的信息,收集到每个车俩所行方向、车流量来决定每个方向的红绿灯时长,这样可以解决某一路段因某一时间车流量突然增大造成的城市交通拥堵现象。
[0010] 信号灯把收集到的本路口信息发送给自己相邻的路口,也可收集相邻每条道路的路况信息,发送给每辆车的司机相邻道路车流量的状况,并且可以显示出每辆车以最佳行驶速度或时间通过下一个路口,避免了等红灯,减少刹车,减少尾气排放。
[0011] 整个城市的信号灯系统是相互关联的,车辆在通过本次路口时,可以把下一个路口通行方向,告诉信号灯系统,信号灯可以传输给相邻的信号灯,确保车辆在通过的时候是绿灯,这样车辆可以顺利通行。
[0012] 附图说明:
[0013] 图1是本实用新型的方框结构不意图;图2是十字路口意图;图3是车载显操作示意图。
[0014] 具体实施方式:
[0015] 结合以上附图详细描述实施例,本实用新型由交通灯智能模块和车载智能模块构成,所述的交通灯智能模块5由交通灯之间信号互换模块1、交通灯2、驱动电路3、CPU模块4构成,所述的车载智能模块7由显示模块8,操作模块9构成;交通灯智能模块与车载智能模块通过无线通信模块6连接。实现交通灯信号的时长控制信息传给车载智能单元并接收相邻交通灯传输的信息,车载智能单元把车辆行驶信息传输给交通信号灯。交通灯智能单元和相邻交通灯智能单元相连并相互传输信号灯信息。实现交通灯根据车流量和相邻信号灯信息控制交通灯时长。
[0016] 所述的交通灯智能模块5的输入、输出端分别与CPU模块4和交通灯之间信号互换模块I连接,交通灯智能模块的输出端与驱动电路3的输入端连接,所述的驱动电路的输出端与交通灯2的输入端连接。所述车载智能模块7的输出端与显示模块8连接,操作模块9的输出端与车载智能模块的输入端连接。
[0017] 如图1所示,所述的交通灯智能模块用于传输交通灯时长信息给车载智能模块和给下一个交通灯的交通灯智能模块,接收车载控制模块发送过来的车辆行驶信息。包括:交通灯控制器、CPU模块、驱动电路、交通灯之间信号互换模块。其中:如图3所示,在路口 H时交通灯控制器收集D、E、F、G四个方向司机传送过来的车流量数据,交通灯控制器经过内部芯片逻辑运算和CPU模块处理得到的交通灯时长信息通过无线通信模块输出至车载智能模块和下一个路口 D的交通灯智能模块。并接收车载智能模块输出的车辆行驶信息,通过CPU控制器处理当前传输的车流量路况,调整当前信号灯时长并生成交通信号控制信息至驱动电路。
[0018] 交通灯智能模块包括可编程控制器件,I/O输入输出口,存储器。可编程控制器的工作主要就是对传过来的车辆信息操作进行扫描,即依次对所需要操作的信息全部进行访问和处理。该控制器运行时,有众多的车辆信息需要执行,但是一个CPU每一个时刻只能执行I个操作而不能同时执行多个操作,因此CPU按程序的顺序依次执行各个车辆信息。本实用新型中所用的可编程控制器硬件电路是采用串口通信单片机80C320做交通灯处理核心,外带扩展可擦写程序存储器E2PR0M和静态随机存储RAM芯片,串口输出两路总线,一路作为接受司机传输过来的行驶信息,另一路输出交通灯显示。交通灯控制器它采用一种可编程序的存储器,在其内部存储并执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作的指令,通过数字量或模拟量的输入输出来控制交通灯的时长。
[0019] 驱动电路3采用74H164芯片,我们利用74H164芯片的串入并出的功能,8位移位寄存器,串行输入,并行输出,兼容TTL电平,最高工作时钟频率20MHz,扇出系数10,和交通灯控制器单片机进行串行通讯,并行输出口直接驱动交通灯显示,这样可以扩展单片机的I/O 口,降低单片机的资源需求。而且,芯片的安装方法非常灵活,可以减少显示面板的连接导线的数量,提高系统的可靠性。
[0020] 交通灯之间信号互换模块I把交通灯相邻路口的时长信息收集过来,确保车辆可以绿灯通过。交通灯智能模块采用可编程控制器件,其内部的存储器碱性逻辑运算,控制功能,当车辆通过一个路口时,把行驶信息传给了当前路口的交通灯。下一个路口的交通灯根据前一个路口灯的时长,距离,车速。计算出前一个路口绿灯放行的一拨车辆通过下一个路口的绿灯通行时间。从而确保车辆可以顺利的行驶,免去等红灯的困扰。
[0021] 无线通信模块6用于交通灯智能模块和车载智能模块之间数据的传输系统着眼于建立一个基于GPRS网络远程无线平台,能够实现交通灯智能模块与车载智能模块的GPRS远程通信,同时将该无线平台与智能交通技术结合起来,实现基于GPRS远程无线智能交通灯系统,利用可编程控制器实现对交通灯智能模块的数据采集和处理功能,并通过GPRS通信模块与车载智能模块进行数据传输。无线通信网络具有数据传输速率高,较低的误码率,传输流量大的优点。
[0022] 如图1所示,车载智能模块把司机行驶的方向信息通过操作模块传给交通灯智能模块和接收交通灯智能模块传送来的交通灯控制信息并根据每个路口距离一定得出最佳行驶时间或速度,其中包括:显示模块、操作模块,其中如图3所示,司机通过操作模块把行驶信息传输给交通灯智能模块,车载控制器通过无线通信模块接受交通灯控制信息,在显示模块中显示出来。
[0023] 所述车载智能模块7包括:PIC芯片、存储器、I/O 口,其中:司机通过操作模块把行驶信息给车载智能模块便于传输给交通灯智能模块。车载智能模块采用PIC系列单片机芯片PIC16F877进行数据处理,通过I/O 口把接受到的交通灯时长信息处理后通过IXD显示给司机。
[0024] 司机在行驶过程中当要通行路口时,可以按下要通行的方向,直、左转、右转。采用按键方式,便于信息传输(见图3)。

Claims (4)

1.一种车辆和信号灯双向信息交换控制器,其特征在于:交通灯智能模块与车载智能模块中间通过无线通信模块连接;所述的交通灯智能模块的输入、输出端分别与CPU模块和交通灯之间信号互换模块连接,交通灯智能模块的输出端与驱动电路的输入端连接,所述的驱动电路的输出端与交通灯的输入端连接,所述车载智能模块的输出端与显示模块连接,操作模块的输出端与车载智能模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种车辆和信号灯双向信息交换控制器,其特征在于:所述的车载智能模块通过操作模块把行驶信息通过无线通信模块传输给交通灯智能模块,车载智能模块通过无线通信模块接受交通灯控制信息,并通过显示模块显示。
3.根据权利要求1所述的一种车辆和信号灯双向信息交换控制器,其特征在于:所述的驱动电路采用74H164芯片,所述交通灯之间信号互换模块是采用可编程控制器硬件,所述无线通信模块是一个基于GPRS网络远程无线平台,并通过GPRS通信模块与车载智能模块进行数据传输。
4.根据权利要求1或2所述的一种车辆和信号灯双向信息交换控制器,其特征在于:所述智能模块包括PIC芯片、存储器、I/O 口,所述PIC芯片进行数据处理,通过I/O 口把接受到的交通灯长信息处理后通过显示模块LCD显示给司机;操作模块采用按键方式便于信息传输。
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