CN204731991U - 智能交通信号故障检测电路 - Google Patents

Abstract

本专利申请公开了一种交通信号检测技术，具体地讲是智能交通信号故障检测电路，包括单片机，分别与单片机输出端连接的第一光耦合器、第二光耦合器，第二光耦合器与单片机之间还设有反相器；还包括与信号灯串接的第一电控开关，与信号灯并联的第二电控开关；第一、二电控开关分别受第一光耦合器、第二光耦合器触发。单片机分别检测第一电控开关输出端与信号灯连线的电流状态，通过单片机输出端的高低触发电平，来检测判断电路的8种工作状态。本实用新型克服了现有技术中存在的检测状态单一的缺陷，还能为后续的故障处理提供有利信息。

Description

智能交通信号故障检测电路

技术领域

本实用新型涉及交通信号检测技术领域，具体涉及一种交通信号灯的故障检测电路。

背景技术

交通信号灯故障分为两大类：常亮故障和常灭故障，绿冲突也是由常亮故障引起。目前交通信号灯的检测方式包括电流检测和电压检测，电流检测用于检测常灭故障，电压检测用于检测常亮故障。这种方式只能对信号灯工作状态作出故障与非故障的判断，但无法对故障的具体原因进行分类，无法对后续的故障处理提供有利信息。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能交通信号故障检测电路，在对信号灯的常亮和常灭进行检测的同时，还能提供与故障原因相关的检测数据，为后续的故障处理提供有利信息。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

智能交通信号故障检测电路，包括单片机，单片机包括第一输出端与第一、二、三输入端，其中第三输入端与第一输出端相连；

第一光耦合器，包括第一发光二极管及对应的第一光电晶体管，其中第一发光二极管的阳极连接有驱动电源，第一发光二极管的阴极直接与单片机的第一输出端连接；

第二光耦合器，包括第二发光二极管及对应的第二光电晶体管，其中第二发光二极管的阳极连接有驱动电源，第二发光二极管的阴极通过一反相器与单片机的第一输出端连接；

第一电控开关，与信号灯一并串接在零线与火线之间，第一电控开关包括有第一触发端，第一触发端与第一光电晶体管的输出端相连；

第二电控开关，跨接于信号灯两端，第二电控开关包括有第二触发端，所述第二触发端与第二光电晶体管的输出端相连；第二电控开关的输入端与第一电控开关的输出端耦接，第二电控开关的输出端连接至单片机的第二输入端；

电流互感器，设于第一电控开关的输出端与信号灯之间的火线上，电流互感器的输出端连接至单片机的第一输入端。

现以非故障状态为例，解释本方案的工作原理：

1、由第一输出端来控制第一、二光耦合器以及第一、二电控开关的通断。第一输出端输出低电平->第一发光二极管两端形成电势差而导通发光->第一光电晶体管向第一触发端发送触发信号->第一电控开关导通，信号灯发光->电流互感器得电，向第一输入端输送电流；

第一输出端输出低电平->反相器反相输出高电平->第二发光二极管两端无法形成导通电压，而无法导通发光->第二电控开关的触发端无法得到来自第二光电晶体管的触发信号而截止，第二输入端无法检测到电流；

第一输出端输出低电平->第三输入端检测到低电平。

2、第一输出端输出高电平->第一发光二极管两端无法形成导通电压，无法发光->第一触发端无法得到触发信号->第一电控开关截止，信号灯灭->电流互感器失电，第一输入端无法检测到电流；

第一输出端输出高电平->反相器反相输出低电平->第二发光二极管两端形成导通电压，第二发光二极管发光->第二电控开关的触发端得到来自第二光电晶体管的触发信号，但是第二电控开关的输入端无法得到来自第一电控开关输出端的驱动电压，所以第二电控开关依然截止，第二输入端未检测到电流；

第一输出端输出高电平->第三输入端检测到高电平。

综上，本领域的技术人员可以显而易见地得出故障、非故障状态下单片机各输入端的状态情况，如下表所示：

如上表所示，8种电路状态，无论是故障还是非故障，单片机三个输入端具有8种不同的组合方式。这样人们可以直接根据单片机记录的三个输入端的状态来判别出相应的电路状态。例如当第三输入端为高电平时，第一输入端检测为无电流，第二输入端检测为有电流，当第三输入端为低电平时，第一、二输入端的检测状态不变的，就可以判定，电路处于表中的第8种状态（信号灯及其输入、输出的连接线断开而且第一、二电控开关均击穿或被短接）。当第一输入端一直检测到电流时，则为常亮，当第一输入端一直检测不到电流时，则为常灭。

由此可见，本实用新型可以判断出7种故障状态，能让维修人员精确定位故障位置，明确故障原因。

进一步，所述第一光电晶体管与第二光电晶体管的驱动端均耦接至火线。

通过火线提供驱动电源，节省布置额外电源的空间。

进一步，所述第二电控开关输出端与第二输入端之间串接有限流电阻。

增设限流电阻，避免输入电流过大，损害单片机。

进一步，所述电流互感器与第一输入端之间还设有运算放大器。

电流互感器本身产生的电流较小，为避免线路损耗过大，影响检测效果，特在电流互感器与第一输入端之间设置运算放大器。

附图说明

图1为本实用新型智能交通信号故障检测电路实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

本实用新型智能交通信号故障检测电路，用于检测串接在零线与火线之间的信号灯LAMP，包括：

单片机，包括第一输出端、第一输入端1、第二输入端2、第三输入端12，其中第三输入端12与第一输出端相连；在本实例中可选用51单片机，考虑到51单片机输出端电平较低，可以在第一输出端上设置增压电路；当然单片机也可以采用ARM芯片来扩展。

第一光耦合器OPT1，包括第一发光二极管及对应的第一光电晶体管，其中第一发光二极管的阳极连接有驱动电源，第一发光二极管的阴极直接与单片机的第一输出端连接；

第二光耦合器OPT2，包括第二发光二极管及对应的第二光电晶体管，其中第二发光二极管的阳极连接有驱动电源，第二发光二极管的阴极通过一反相器U1与单片机的第一输出端连接；第一、二光耦合器可以采用南京江泉出产的H11B3光耦合器。当然也可以采用光电三极管来代替图1所示的光电晶体管。

第一电控开关K1，与信号灯一并串接在零线与火线之间，第一电控开关包括有第一触发端，第一触发端与第一光电晶体管的输出端相连；

第二电控开关K2，跨接于信号灯两端，第二电控开关包括有第二触发端，所述第二触发端与第二光电晶体管的输出端相连；第二电控开关的输入端与第一电控开关的输出端耦接，第二电控开关的输出端连接至单片机的第二输入端；第一、二电控开关可以采用可控硅，则所述触发端及可控硅门极。

然而在实际检测中，若是采用可控硅作为电控开关，需要在零线N与火线N之间再串接一个继电开关（由单片机的另一个输出端口直接控制），每次在第一输出端变换电平前，都需要让所述继电开关断开再接入一次，使可控硅断电再通电，这样可控硅的通断每次都能受门极、第一输出端的调控。否则，可控硅导通后，门极便不再影响可控硅的通断。当然也可以直接采用继电器来代替图的可控硅，所述触发端即继电器电磁线圈的连入端，由继电器内的继电开关来与信号灯串接或并联。

本实用新型智能交通信号故障检测电路还包括电流互感器，设于第一电控开关的输出端与信号灯之间的火线上，电流互感器的输出端连接至单片机的第一输入端。

所述第一光电晶体管与第二光电晶体管的驱动端均耦接至火线。而且火线与第二光电晶体管的驱动端之间设有第二限流电阻R2。火线与第一光电晶体管的驱动端之间也设有限流电阻。

所述第二电控开关输出端与第二输入端之间串接有第一限流电阻R1。所述电流互感器与第一输入端之间还设有运算放大器。

单片机可连接显示器等以用于显示检测信息。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.智能交通信号故障检测电路，其特征在于，包括单片机，单片机包括第一输出端与第一、二、三输入端，其中第三输入端与第一输出端相连；

第一光耦合器，第一光耦合器包括第一发光二极管及对应的第一光电晶体管，其中第一发光二极管的阳极连接有驱动电源，第一发光二极管的阴极直接与单片机的第一输出端连接；

第二光耦合器，第二光耦合器包括第二发光二极管及对应的第二光电晶体管，其中第二发光二极管的阳极连接有驱动电源，第二发光二极管的阴极通过一反相器与单片机的第一输出端连接；

第一电控开关，第一电控开关与信号灯一并串接在零线与火线之间，第一电控开关包括有第一触发端，第一触发端与第一光电晶体管的输出端相连；

第二电控开关，跨接于信号灯两端，第二电控开关包括有第二触发端，所述第二触发端与第二光电晶体管的输出端相连；第二电控开关的输入端与第一电控开关的输出端耦接，第二电控开关的输出端连接至单片机的第二输入端；

电流互感器，设于第一电控开关的输出端与信号灯之间的火线上，电流互感器的输出端连接至单片机的第一输入端。

2.如权利要求1所述的智能交通信号故障检测电路，其特征在于，所述第一光电晶体管与第二光电晶体管的驱动端均耦接至火线。

3.如权利要求1所述的智能交通信号故障检测电路，其特征在于，所述第二电控开关输出端与第二输入端之间串接有限流电阻。

4.如权利要求1所述的智能交通信号故障检测电路，其特征在于，所述电流互感器与第一输入端之间还设有运算放大器。