CN206489716U - 交通信号灯的智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交通信号灯的智能控制装置，包括电源电路、控制器电路，和与控制器电路连接的交通信号灯驱动电路、车流量检测电路、时间显示电路、存储器模块、无线通信电路和就地控制电路；电源电路供电；控制器电路通过交通信号灯驱动电路驱动信号灯；车流量检测电路检测交车流量信息上传；时间显示电路显示时间；存储器模块存储工作参数和检测数据；就地控制电路实现信号灯的就地控制；无线通信电路将工作参数和检测数据对外进行发送，或者接收外部发送的控制命令。本实用新型电路设计可靠，低成本，实现信号灯的灵活控制和智能控制；通过无线通信电路将工作参数和检测数据进行上传，实现了各个路口车辆信息的实时检测和数据上报。

Description

交通信号灯的智能控制装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种交通信号灯的智能控制装置。

背景技术

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，无论是公交车还是私家车，车辆已经广泛进入了人们日常的生产和生活之中，给人们带来了无穷无尽的便利。

交通信号灯是道路车辆管理的重要组成部分，其往往设置在交叉路口，承担着分流车辆和控制车辆行驶的作用。目前的交通信号灯往往都采用的是定时管控的机制，即达到设定时间后，某一方向信号灯变换一种颜色，剩余方向的信号灯则相应的变换颜色，从而达到交通信号灯的作用。

但是，目前随着车辆数目的不断增多以及城区道路交通的复杂度越来越高，现在市区内的交通信号灯采用的定时机制则显得过于死板：在现在的城市的道路中，某一方向的车辆拥堵而另一方向的道路无车辆行驶的情况比比皆是，而此时定时机制的交通信号灯就显得额外的死板，而且其浪费了大量的公共资源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种成本低廉，可靠性高，智能化程度高的交通信号灯的智能控制装置。

本实用新型提供的这种交通信号灯的智能控制装置，包括电源电路、控制器电路，和与控制器电路连接的交通信号灯驱动电路、车流量检测电路、时间显示电路、存储器模块、无线通信电路和就地控制电路；电源电路给所述交通信号灯的智能控制装置供电；控制器电路通过交通信号灯驱动电路进行驱动，从而控制交通信号灯适时的点亮和关闭；车流量检测电路用于检测交通信号灯所在位置各个路口的车流量信息，并将检测到的车流量信息发送控制器电路，以便控制器电路能够根据车流量信息自动调整交通信号灯的时长，使得车流量大的路口通行时间更长；时间显示电路与控制器电路连接，用于显示各个路口的信号灯的持续时间；存储器模块与控制器电路连接，用于存储所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据；就地控制电路与控制器电路连接，用于实现交通信号灯的就地控制；无线通信电路与控制器电路连接，用于将所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据对外进行发送，或者接收外部对所述交通信号灯的智能控制装置发送的控制命令。

所述的交通信号灯的智能控制装置还包括后台服务器；后台服务器通过无线通信电路与所述交通信号灯的智能控制装置连接，用于接收所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据，也用于对所述交通信号灯的智能控制装置发出控制命令。

所述的交通信号灯的智能控制装置还包括手动遥控器；所述手动遥控器通过无线通信电路与控制器电路连接，用于交通信号灯的管理者通过手动遥控器对交通信号灯进行操作。

所述的交通信号灯还包括强光强声报警器；所述强光强声报警器与控制器电路连接，用于在有车辆不遵守信号灯时发出强光强声报警。

所述的电源电路为交流/直流整流电路。

所述的控制器电路采用由型号为STC12C5A60S2的单片机芯片组成的电路。

所述的交通信号灯驱动电路采用继电器电路；控制器的I/O引脚连接到继电器的控制端，继电器的活动端一端连接所述高压电源的正极，另一端连接交通信号灯的电源信号引脚。

所述的车流量检测电路采用环形线圈车辆检测电路，具体包括依串接的感应线圈、LC振荡器电路、放大器电路、滤波电路和整形电路；车辆驶过感应线圈时切割磁通线引起线圈回路电感量的变化，该变化通过LC振荡器电路产产生正弦波振荡，并依次通过放大器电路放大、滤波电路滤波和整形电路整形后，得到控制器电路能够识别的信号并输入控制器。

所述的无线通信电路包括信号调制电路、天线阻抗匹配电路和天线；控制器发的数据信号通过信号调制电路进行调制，然后通过天线阻抗匹配电路进行阻抗匹配后通过天线对外发送；或者天线接收外部发送的数据，通过天线阻抗匹配电路和信号调制电路将数据传输到控制器。

所述的就地控制电路采用1组启动按钮开关和若干组操作按钮开关；按钮开关的一端均与地连接，另一端各自分别与控制器的I/O口连接；启动按钮开关用于启动所述的就地控制模式；操作按钮开关用于控制各个路口的信号灯的点亮或关闭状态。

本实用新型提供的这种交通信号灯的智能控制装置，通过可靠的电路设计，实现了交通信号灯的智能控制装置的低成本和高可靠性，并且通过手动遥控器和就地控制按钮实现交通信号灯的随时灵活控制；此外，通过车流量检测和数据上传实现交通信号灯的智能控制；最后，通过无线通信电路将所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据进行上传，还实现了各个路口车辆信息的实时检测和数据上报。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的控制器电路和就地控制按钮之间连接的电路原理图。

图3为本实用新型的无线通信电路中的信号调制电路的电路原理图。

图4为本实用新型的无线通信电路中的天线阻抗匹配电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种交通信号灯的智能控制装置，包括电源电路、控制器电路、后台服务器和手动遥控器，以及与控制器电路连接的交通信号灯驱动电路、车流量检测电路、时间显示电路、存储器模块、无线通信电路、就地控制电路、就地控制电路、手动遥控器和强光强声报警器；电源电路给所述交通信号灯的智能控制装置供电；控制器电路通过交通信号灯驱动电路进行驱动，从而控制交通信号灯适时的点亮和关闭；车流量检测电路用于检测交通信号灯所在位置各个路口的车流量信息，并将检测到的车流量信息发送控制器电路，以便控制器电路能够根据车流量信息自动调整交通信号灯的时长，使得车流量大的路口通行时间更长；时间显示电路与控制器电路连接，用于显示各个路口的信号灯的持续时间；存储器模块与控制器电路连接，用于存储所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据；就地控制电路与控制器电路连接，用于实现交通信号灯的就地控制；无线通信电路与控制器电路连接，用于将所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据对外进行发送，或者接收外部对所述交通信号灯的智能控制装置发送的控制命令；后台服务器通过无线通信电路与所述交通信号灯的智能控制装置连接，用于接收所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据，也用于对所述交通信号灯的智能控制装置发出控制命令；所述手动遥控器通过无线通信电路与控制器电路连接，用于交通信号灯的管理者通过手动遥控器对交通信号灯进行操作；所述强光强声报警器与控制器电路连接，用于在有车辆不遵守信号灯时发出强光强声报警。

电源电路为交流/直流整流电路。交通信号灯驱动电路采用继电器电路；控制器的I/O引脚连接到继电器的控制端，继电器的活动端一端连接所述高压电源的正极，另一端连接交通信号灯的电源信号引脚。车流量检测电路采用环形线圈车辆检测电路，具体包括依串接的感应线圈、LC振荡器电路、放大器电路、滤波电路和整形电路；车辆驶过感应线圈时切割磁通线引起线圈回路电感量的变化，该变化通过LC振荡器电路产产生正弦波振荡，并依次通过放大器电路放大、滤波电路滤波和整形电路整形后，得到控制器电路能够识别的信号并输入控制器。

如图2所示为本实用新型的控制器电路和就地控制按钮之间连接的电路原理图：控制器电路采用由型号为STC12C5A60S2的单片机芯片和型号为74HC373的锁存器组成的电路。单片机的18和19引脚连接晶振电路，芯片的32~39号引脚连接锁存器芯片的1D~8D信号引脚，锁存器芯片实现地址线和信号线的复用；图中的就地控制电路采用3组按钮开关S1~S3；按钮开关的一端均与地连接，另一端各自分别与控制器的I/O口连接，同时也通过各自的上拉电路连接电源正极；启动按钮开S1关用于启动所述的就地控制模式；当按钮开关S1按下式，按钮开关S2和S3的操作才有作用；而操作按钮开关S2和S3则用于控制各个路口的信号灯的点亮或关闭状态。

如图3所示为本实用新型的无线通信电路中的信号调制电路的电路原理图：信号调制电路包括第一电容（图中标示C5）、第二电容（图中标示C6）、第三电容（图中标示C7）、第一电感（图中标示L3）、第二电感（图中标示L4）和稳压管（图中标示V2）；信号调制线路与控制器通过射频负极信号（图中标示RFN）和射频正极信号（图中标示RFP）连接，并通过一路信号（图中标示ANT）与后端所述的天线阻抗匹配电路连接；当控制器处于接收模式时，所述的天线阻抗匹配电路输出信号，通过并联一阶电感-电容滤波器后输入控制器的射频负极信号，同时经过电容器换相后，同样通过并联的一阶电感-电容谐振滤波器后，输入控制器的射频正极；控制器内部接收器收到的两路信号相差第一电容的相位角，稳压管用于稳定控制器的射频正极信号为0.75V。

如图4所示为本实用新型的无线通信电路中的天线阻抗匹配电路的电路原理图：天线阻抗匹配电路包括π型滤波器（图中标示C3、C4和L1）、电感-电容谐振滤波器（图中标示C2、C12、L2和L9）、高频耦合电容（图中标示C11）、阻抗调节电容器（图中标示C1）和保护管（图中标示V1）；依据天线阻抗50Ω的匹配原则，利用π型滤波器进行阻抗匹配，既可以增大天线增益，减少信号反射系数，又可以实现滤波的功能；电感-电容谐振滤波器共有两组，包括第一谐振电感（图中标示L2）、第一谐振电容（图中标示C12）组成的第一组电感-电容谐振滤波器，以及由第二谐振电感（图中标示L9）、第二谐振电容（图中标示C2）组成的第二组电感-电容谐振滤波器；电感-电容谐振滤波器和高频耦合电容用于减少信号耦合和天线噪声；阻抗调节电容器用于调节天线阻抗匹配电路的阻抗特性，使与外置的天线进行阻抗匹配；保护管用于电路的静电和信号保护。

Claims (9)

1.一种交通信号灯的智能控制装置，其特征在于包括电源电路、控制器电路，和与控制器电路连接的交通信号灯驱动电路、车流量检测电路、时间显示电路、存储器模块、无线通信电路和就地控制电路；电源电路给所述交通信号灯的智能控制装置供电；控制器电路通过交通信号灯驱动电路进行驱动，从而控制交通信号灯适时的点亮和关闭；车流量检测电路用于检测交通信号灯所在位置各个路口的车流量信息，并将检测到的车流量信息发送控制器电路，以便控制器电路能够根据车流量信息自动调整交通信号灯的时长，使得车流量大的路口通行时间更长；时间显示电路与控制器电路连接，用于显示各个路口的信号灯的持续时间；存储器模块与控制器电路连接，用于存储所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据；就地控制电路与控制器电路连接，用于实现交通信号灯的就地控制；无线通信电路与控制器电路连接，用于将所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据对外进行发送，或者接收外部对所述交通信号灯的智能控制装置发送的控制命令。

2.根据权利要求1所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于还包括后台服务器；后台服务器通过无线通信电路与所述交通信号灯的智能控制装置连接，用于接收所述交通信号灯的智能控制装置的工作参数和检测数据，也用于对所述交通信号灯的智能控制装置发出控制命令。

3.根据权利要求1所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于还包括手动遥控器；所述手动遥控器通过无线通信电路与控制器电路连接，用于交通信号灯的管理者通过手动遥控器对交通信号灯进行操作。

4.根据权利要求1所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于还包括强光强声报警器；所述强光强声报警器与控制器电路连接，用于在有车辆不遵守信号灯时发出强光强声报警。

5.根据权利要求1所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于所述的电源电路为交流/直流整流电路。

6.根据权利要求1~5之一所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于所述的控制器电路采用由型号为STC12C5A60S2的单片机芯片组成的电路。

7.根据权利要求1~5之一所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于所述的车流量检测电路采用环形线圈车辆检测电路，具体包括依串接的感应线圈、LC振荡器电路、放大器电路、滤波电路和整形电路；车辆驶过感应线圈时切割磁通线引起线圈回路电感量的变化，该变化通过LC振荡器电路产生正弦波振荡，并依次通过放大器电路放大、滤波电路滤波和整形电路整形后，得到控制器电路能够识别的信号并输入控制器。

8.根据权利要求1~5之一所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于所述的无线通信电路包括信号调制电路、天线阻抗匹配电路和天线；控制器发的数据信号通过信号调制电路进行调制，然后通过天线阻抗匹配电路进行阻抗匹配后通过天线对外发送；或者天线接收外部发送的数据，通过天线阻抗匹配电路和信号调制电路将数据传输到控制器。

9.根据权利要求1~5之一所述的交通信号灯的智能控制装置，其特征在于所述的就地控制电路采用1组启动按钮开关和若干组操作按钮开关；按钮开关的一端均与地连接，另一端各自分别与控制器的I/O口连接；启动按钮开关用于启动所述的就地控制模式；操作按钮开关用于控制各个路口的信号灯的点亮或关闭状态。