CN209572186U - 一种led信号机采集电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED信号机采集电路，属于轨道交通技术领域；包括电源管理单元、第一处理器单元、第二处理器单元、灯盘电压电流采集单元、灯室状态采集单元、双表决器以及安全继电器，灯盘电压电流采集单元通过AD转换芯片采集多路串联的灯珠线路上的电流电压，检测到的电流电压反应每路灯珠状态，从而实现报警和防护；灯室的状态采集主要有灯室温度，灯室光强，灯室发光颜色，通过相应的传感器采集后提供给MCU；安全继电器状态采集主要是通过MCU检测干节点通路上是否连通PHI信号。

Description

一种LED信号机采集电路

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，具体涉及一种LED信号机采集电路。

背景技术

现如今，随着轨道交通行业的不断发展，LED信号机这种具有安全性高，发热量低，无热辐射，节能环保的新型信号机渐渐登上历史舞台。而就目前市场上的LED信号机的安全检测手段还不够完善。对于需要安全稳定为主的轨道交通行业来说，这些LED信号机的状态采集电路也因运而生，加强系统对信号机工作状态的检测和管理。

相此较传统的灯丝状态检测，主要是通过灯丝继电器DJ检测灯丝的完整性，灯丝继电器主要是电流继电器，当主回路上的电流不小于100mA，继电器才有效吸合，当其处于灭灯状态时，线路电流不应大于40mA；然而，LED信号机要求更高精度的灯盘状态以达到高稳定性的需求，传统灯丝状态检测手段无法满其应用需求。

故，针对现有技术存在的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

实用新型内容

为实现LED信号机的稳定性，本实用新型提供了一种LED信号机采集电路，满足传统灯丝电流检测的基础上，对每路LED通道上进行AD的电流电压采集，从而能够较准确的检测灯盘状态；另外，为了保证灯盘的工作寿命，对灯室环境进行检测，包括灯室温度，灯盘的发光强度以及点灯颜色；增强系统对点灯过程的把控能力。

为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种LED信号机采集电路，该采集电路与灯盘相连接，用于采集状态信息并以此控制灯盘工作，其特征在于，该采集电路包括电源管理单元、第一处理器单元、第二处理器单元、灯盘电压电流采集单元、灯室状态采集单元、双表决器以及安全继电器，其中，

所述电源管理单元至少包括多路电源和电源状态采集模块，所述电源状态采集模块用于实时监测各路电源的输出电压并给出安全稳定的电压以及当某单路电源出现异常能够无隙切系；

所述灯盘电压电流采集单元用于采集灯盘中各路灯珠的电流信息和电压信息；

所述灯室状态采集单元采用多个传感器设置在灯室中，用于采集灯盘的点灯状态信息；

所述第一处理器单元和第二处理器单元为异构的双处理器，分别与所述电源管理单元、灯盘电压电流采集单元、灯室状态采集单元相连接，用于并行处理其获取的状态信息并以此输出表决信息；所述双表决器用于接收所述第一处理器单元和第二处理器单元的表决信息并当两者表决信息相一致时控制所述安全继电器以控制灯盘工作状态。

作为进一步改进方案，所述安全继电器至少包括主回路开关和状态采集开关，所述主回路开关用于控制灯盘亮灭；所述状态采集开关为设置在同一制动杆上的其他开关，用于实时监测主回路开关的执行状态，其一端输入PHI波形信号，另一端经该信号回采到所述第一处理器单元和第二处理器单元中，所述第一处理器单元和第二处理器单元通过监测安全继电器内同步联动的干节点状态，判断点灯的安全继电器是否有效吸合落下以实现安全继电器的状态采集。通过监测安全继电器内同步联动的干节点状态，判断点灯的安全继电器是否有效吸合落下，从而实现安全点灯。

作为进一步改进方案，所述灯盘电压电流采集单元，采用多通道AD采集模块对每路的LED灯珠进行电流和电压采集，以获得各路灯珠的电流信息和电压信息并发送给所述第一处理器单元和第二处理器单元。从而能够检测整个灯盘的灭灯状态，实现信号的检测和报警。

作为进一步改进方案，每路LED灯珠中，至少包括第一AD电流采集单元、第一AD电压采集单元、第二AD电流采集单元和第二AD电压采集单元，其中，所述第一AD电流采集单元和第一AD电压采集单元与所述第一处理器单元相连接，所述第二AD电流采集单元和第二AD电压采集单元与所述第二处理器单元相连接。

作为进一步改进方案，所述灯室状态采集单元至少包括温度传感器、光强传感器和颜色传感器，分别用于对灯室中的温度、光强、颜色进行实时监测以获取灯盘的点灯状态信息并发送给所述第一处理器单元和第二处理器单元。从而能够对灯室中的温度，光强，颜色进行实时监测，以监测灯盘的点灯状态安全稳定。

作为进一步改进方案，所述电源状态采集模块用于实时监测输入的电压电流并能选择稳定性最好的一路作为主电源输出。

作为进一步改进方案，所述灯盘电压电流采集单元同时采集灯盘电流信息和电压信息，当相应的灯珠支路没有电流电压信号时，判定为灯丝断丝。

作为进一步改进方案，当灯盘总电流小于预设值的70％，异构的双处理器产生报警信号。

作为进一步改进方案，当灯盘总电流小于预设值的50％，异构的双处理器产生报警信号，并控制安全继电器落下使灯珠全部熄灭。

作为进一步改进方案，所述安全继电器具有强制导向接点结构。即使发生接点粘连现象时也能确保安全。

作为进一步改进方案，电源状态采集模块中，前级是经过防雷电路，滤波电路，再经过隔离稳压输出的双路电源；保证电源性能安全，保证电源纹波平稳；电源状态采集模块则实时监测输入的电压电流，并能选择稳定性好的一路作为主电源输出，如果某单路电源出现异常，则无隙切系，以保证整个系统的工作电源安全稳定。

作为进一步改进方案，灯盘电压电流采集单元中，灯盘电流和电压同时采集，并且通过异构的双处理器分别检测12路串联支路。

作为进一步改进方案，灯室状态采集单元中，其分为灯室温度采集、灯室光强采集、灯室颜色采集，其中温度采集由温度传感器检测，将灯室中的温度实时传送到处理器，以检测系统工作温度；光强采集由光强传感器检测，将信号机的发光强度实时传送到处理器，以保证灯盘的放光功率能达到相应标准；颜色采集是由颜色传感器检测，将信号机灯盘的点灯颜色信息传送到处理器，以保证正确的色灯点亮成功，并且无颜色偏差。

与现有技术相此较，本实用新型具有如下技术效果：

1)灯丝电压电流采集单元结合多通道AD采集芯片将各路电流和电压信号发送到处理器，然后分析电流状态确定灯盘是否正常工作，从而能够较准确的检测灯盘状态，以满足灯盘机构的发光二极管灭灯损坏数量达到30％±5％时，应报警；发光二极管灭灯损坏数量超过50％±5％时，应使灯丝继电器可靠落下的设计标准。

2)灯室状态采集结合多种传感器，将灯室内的温度，光强，颜色信息传送到处理器，以实时检测灯盘的工作状况。

3)安全继电器的状态采集主要是通过检测同一连动杆上的开关是否通过PHI波形信号，来判断安全继电器是否有效吸起落下。

附图说明

图1是本实用新型实施例的原理图。

标号说明：电源管理单元1、第一处理器单元2、第二处理器单元3、第一AD电流采集单元4、第一AD电压采集单元5、第二AD电流采集单元6、第二AD电压采集单元7、灯盘8、温度传感器9、光强传感器10、颜色传感器11、双表决器12、安全继电器13。

具体实施方式

以下结合具体实施例来说明本实用新型，下列实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并不限定本实用新型的保护范围。

实施例一：

一种LED信号机点灯电路，包括以下功能设备：

电源管理单元1，用于对灯盘工作电源的检测和管理，从电网获取的电经过防护稳压滤波输入到电源管理芯片，电源管理芯片根据客户设计需求给外部提供多路安全稳定的电源，并且能实时监测各路电源的工作状态，当某路电源工作异常时，能无隙切系，保障电能长期有效的工作。

第一处理器单元2和第二处理器单元3是异构的32位处理器，具有较快的处理速度，双处理器主要同时采集12路灯珠的电流电压信息，当某支路没有电流电压的AD信号当断丝处理，当总电流小于预设值的70％，处理器会发出报警信号，当总电流小于预设值的50％，处理器发出报警信息，并且让灯丝继电器落下，灯珠全部熄灭。

双处理器实时监测灯盘工作状态，安全输出驱动信号，通过与门表决器12，当表决器同时获取双处理器的驱动信号再去驱动安全继电器13，而安全继电器13具有强制导向特性，一路作为主回路开关，控制灯盘亮灭，而在同一制动杆上的其他开关作为状态采集开关，一端输入PHI波形信号，另一端回采到双处理器中，实现安全继电器的状态采集。

灯室内状态采集单元主要通过温度传感器9，光强传感器10，颜色传感器11，分别对灯室温度，发光强度，点灯颜色进行实时采集，从而能检测灯盘工作温度是否正常，灯盘发光强度是否达到标准，点灯亮度是否正确。

AD电流采集单元4和AD电流采集单元6是相同器件，是16路的AD采集模块，用来采集灯盘12上12路串联灯珠的电流信号，模块4和模块6分别将采集信号传递给第一处理器单元2和第二处理器单元3，让双处理器能并行处理电流信息，分析灯珠状态，以达到安全点灯，断丝报警。

AD电压采集单元5和AD电压采集单元7是相同器件，为16路AD采集模块用来采集灯盘12上的供电电压信号，模块5和模块7分别将采集信号传递给第一处理器单元2和第二处理器单元3，让双处理器能并行处理，检测采集的电压信号是否正常，已确定灯盘工作状态。

安全继电器13主要功能是实现驱动命令的执行与外部设备状态的反馈。为确保系统的可靠性，电子驱动单元选用的继电器均为安全继电器，安全继电器具有强制导向接点结构，即使发生接点粘连现象时也能确保安全。

以上公开的仅为本申请的具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED信号机采集电路，该采集电路与灯盘相连接，用于采集状态信息并以此控制灯盘工作，其特征在于，该采集电路包括电源管理单元、第一处理器单元、第二处理器单元、灯盘电压电流采集单元、灯室状态采集单元、双表决器以及安全继电器，其中，

所述电源管理单元至少包括多路电源和电源状态采集模块，所述电源状态采集模块用于实时监测各路电源的输出电压并给出安全稳定的电压以及当某单路电源出现异常能够无隙切系；

所述灯盘电压电流采集单元用于采集灯盘中各路灯珠的电流信息和电压信息；

所述灯室状态采集单元采用多个传感器设置在灯室中，用于采集灯盘的点灯状态信息；

所述第一处理器单元和第二处理器单元为异构的双处理器，分别与所述电源管理单元、灯盘电压电流采集单元、灯室状态采集单元相连接，用于并行处理其获取的状态信息并以此输出表决信息；所述双表决器用于接收所述第一处理器单元和第二处理器单元的表决信息并当两者表决信息相一致时控制所述安全继电器以控制灯盘工作状态。

2.根据权利要求1所述的LED信号机采集电路，其特征在于，所述安全继电器至少包括主回路开关和状态采集开关，所述主回路开关用于控制灯盘亮灭；所述状态采集开关为设置在同一制动杆上的其他开关，用于实时监测主回路开关的执行状态，其一端输入PHI波形信号，另一端经该信号回采到所述第一处理器单元和第二处理器单元中，所述第一处理器单元和第二处理器单元通过监测安全继电器内同步联动的干节点状态，判断点灯的安全继电器是否有效吸合落下以实现安全继电器的状态采集。

3.根据权利要求1或2所述的LED信号机采集电路，其特征在于，所述灯盘电压电流采集单元，采用多通道AD采集模块对每路的LED灯珠进行电流和电压采集，以获得各路灯珠的电流信息和电压信息并发送给所述第一处理器单元和第二处理器单元。

4.根据权利要求3所述的LED信号机采集电路，其特征在于，每路LED灯珠中，至少包括第一AD电流采集单元、第一AD电压采集单元、第二AD电流采集单元和第二AD电压采集单元，其中，所述第一AD电流采集单元和第一AD电压采集单元与所述第一处理器单元相连接，所述第二AD电流采集单元和第二AD电压采集单元与所述第二处理器单元相连接。

5.根据权利要求1或2所述的LED信号机采集电路，其特征在于，所述灯室状态采集单元至少包括温度传感器、光强传感器和颜色传感器，分别用于对灯室中的温度、光强、颜色进行实时监测以获取灯盘的点灯状态信息并发送给所述第一处理器单元和第二处理器单元。

6.根据权利要求1或2所述的LED信号机采集电路，其特征在于，所述电源状态采集模块用于实时监测输入的电压电流并能选择稳定性最好的一路作为主电源输出。

7.根据权利要求3所述的LED信号机采集电路，其特征在于，所述灯盘电压电流采集单元同时采集灯盘电流信息和电压信息，当相应的灯珠支路没有电流电压信号时，判定为灯丝断丝。

8.根据权利要求3所述的LED信号机采集电路，其特征在于，当灯盘总电流小于预设值的70％，异构的双处理器产生报警信号。

9.根据权利要求3所述的LED信号机采集电路，其特征在于，当灯盘总电流小于预设值的50％，异构的双处理器产生报警信号，并控制安全继电器落下使灯珠全部熄灭。

10.根据权利要求1或2所述的LED信号机采集电路，其特征在于，所述安全继电器具有强制导向接点结构。