CN2153101Y - 程控全自动交通信号控制显示装置 - Google Patents

Abstract

一种程控全自动交通信号控制显示装置，包括二 位大屏幕数字显示器(4)和控制系统(5)，控制系统 (5)包括单片机系统(2)，与单片机系统(2)相连接的 光、电信号采样系统(1)，与单片机系统(2)相连接并 与二位大屏幕数字显示器(4)相连接的数显驱动器 (3)，单片机系统中固化有自动控制程序，信号灯工作 时，即自动开机，具有仅从红绿灯处引出三条电缆，不 需增加其它电缆，并可与任何型号的信号机配套使 用，安装方便、成本低，自动开关机、掉电保护等优 点。

Description

本实用新型属于道路车辆的交通控制系统，具体涉及一种数字式程控全自动交通信号控制显示装置。

目前用于交叉路口的自动控制交通指挥设施，一般由分立元件或中规模集成电路组成的信号控制机和用白炽灯发光的三色信号灯构成。例如：中国专利CN87207659公开了一种数字显示自控交通指挥设施，其不足之处是由于采用白炽灯、耗电量大、寿命短、维修工作量大，使用成本高，另外，其控制机的核心是一位微处理器系统，由6块5G14500系列电路构成，其功能较弱，没有编程能力，因此，其自动化程度低。为了解决上述现有技术中存在的不足，有人设计了数显式电脑交通控制系统，如：中国专利1990年11月14日公开的，申请号：90102512.7 申请日：1990年5月7日 申请人：核工业总公司国营二六七厂，该数字显示电脑交通信号控制系统，由高亮度半导体发光器件组成的三色信号灯，大屏幕二位数字显示器和一个由单片机控制的多时段自动循环的，具有遥控应急和软件保护的控制仪三部分组成，信号灯和数字显示器并排安装在交叉路口的立柱上，控制仪安装在交通指挥岗亭中，能自动给出不同色别的信号灯，而且还能给出具体的允许通行或等候时间，具有亮度高，使用寿命长，降低能耗、自动化程度高，功能齐全的优点，但存在的主要问题是结构复杂，维修工作量大，只能与其自身的信号机配套使用，安装时需拆掉原有信号机，它不仅需增设电源线，而且要新增设近60条控制电缆，安装费用高，并需人员设定时段和操作。

本实用新型的目的，就在于克服背景技术中存在的问题，设计一种程控全自动交通信号控制显示装置，它能适用于任何型号的信号机，能随信号机给出的时间自动显示，安装时不需增加任何电缆（尤其是不需单独的电源线）只需从红、绿灯处引出所需电缆即可，安装非常方便，结构简单，成本低，适用性强。

本实用新型的目的是采用如下措施来实现的：该装置包括二位大屏幕数字显示器4和控制系统5，其特征在于：控制系统5包括单片机系统2、与单片机系统2相连接的光、电信号采样系统1，与单片机系统2相连接并与二位大屏幕数字显示器4相连接的数显驱动器3，单片机系统中固化有自动控制程序，信号灯工作时，即自动开机，前二个周期数字显示器4不显示任何数字，从第三个周期开始，自动与信号灯以逐秒递减到1秒进行数字显示，在紧急特殊情况下，关闭显示，待恢复正常后又循环显示，信号灯灭时，即自动关机。

该装置从信号灯引出电缆21、22、23构成整个控制系统电源的输入端。

该装置的单片机系统2包括CPU芯片7，只读存贮器9，地址译码器8，与单片机P₁口连接的锁存器10和11。

与单片机系统2相连接的光电耦合采样系统包括一个光电采样电路18、与光电采样电路18相连接的滤波整形电路19、20、6相连进行采样。

本实用新型的程控全自动交通信号控制显示装置，主要由控制和显示两部分构成，二位大屏幕数字显示器为显示部分，它由高亮度半导体发光器件组成，控制部分主要包括电源、特殊型号单片机系统、单片机与光、电信号的采样系统、单片机系统内部固化有信号显示工作程序，红、绿灯亮时即自动开机，单片机通过光电采样电路进行采样，在前二个周期，显示器不显示任何数字，从第三个周期开始，单片机即随红、绿灯信号采样，而自动同步显示（到计时方式），在紧急或手动情况下，如果信号机设置时间变化较大（一般＞3秒），那么显示器将停止显示，等恢复正常后又重新循环同步显示，红、绿灯灭时即自动关机。控制部分由于采用了特殊的集成电路能保证在任何温度下全天侯工作。

与现有技术相比，本实用新型所具有的优点是：不仅采用了高亮度半导体器件作显示器，提高了寿命，降低了功耗，自动化程度高，主要优点是能与任何信号机相配套，结构简单、成本低、不需增设任何电源和电缆线，也不需人设定和操作，安装维修方便，能适应于各种环境温度。该系统的实施，对有效地提高路口的通行能力，减少交通事故，降低能耗有明显的效果，是改善交通管理的理想设施，可实现无人操作的自动化管理，同时在采用光电器件作为采样器件时，具有极强的抗干扰性能，由于采用特殊型号的单片机作为控制中心，因此，它能够在黄灯或绿灯闪烁时引起的断电情况下，能进行自动断电保护，以保证整个系统的正常工作。

图1是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置原理方框图；

图2是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置单片机系统硬件原理方框图；

图3是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置数字显示器驱动原理图；

图4是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置二位大屏幕数字显示器示意图；

图5是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置光电耦合采样电原理图；

图6是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置电源电原理图；

图7是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置自动控制程序流程图；

图8红、绿灯采样中断程序流程图；

图9时间中断程序图；

图中：1光电耦合采用系统 2单片机系统 3数显驱动器 4二位大屏幕数字显示器 5控制系统 6信号触发电路 7CPU芯片 8地址译码器 9只读存贮器 10、11锁存器 12光电耦合器 13开关三极管 14 7段笔划板 15数字显示器 16外壳 17“8”字型笔划板 18光电采样电路 19滤波电路 20整形电路 21、22、23电源输入端。

附图1－9是本实用新型程控全自动交通信号控制显示装置的最佳实施例，下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

本实用新型采用分离式结构：即控制装置5和大屏幕二位数字显示器4组成。数字显示器4与交叉路口右侧的信号灯并排安装，而控制装置安装在立柱上，每个路口各需一套，控制装置5自动控制显示器4，也可将控制装置5与显示器4装配一起，安装在右侧信号灯的立柱上。对交叉路口的各向车辆和行人实施指挥。

本发明采用分离式结构：即由控制部分5和显示系统4组成。两部分的安装可以根据用户的要求而随意设定。控制部分5自动控制数字显示器4，对交叉路口的各向车辆和行人实施指挥。

控制部分的结构5（附图1）为：其核心部分是一个特殊型号的单片系统2，与单片机系统2相连接的数显驱动器3与大屏幕二位数字显示器4相接，控制显示相应的逐秒递减至1秒的时间，然后与信号灯同步转换，与单片机相连接的红、绿灯采样中断处理系统1，控制显示随红、绿灯自动同步转换。如遇到紧急特殊情况，显示器4将自动关闭，不进行显示，等恢复到正常秩序时再重新显示。

单片机系统2硬件（附图2）结构为：在整个控制系统中，它不仅需要完成时间采集，逐秒递减的大屏幕数字显示，紧急状态控制，而且还要完成软件保护和断电保护、采样中断处理等一系列功能。因此，本系统采用功能强的80C31芯片机作为CPU，并配有外部可编程只读存贮器（27C16）9，地址译码器8，单片机（80C31）的P₁口作为二位大屏幕数字显示器4的段数据输出控制口。

数显驱动部分3电原理图（附图3）为：80C31的P₁口经锁存器10和11与14个光电耦合器12相连，14个光电耦合器12分别与14个开关三极管13相连接，14个开关三极管控制由7段笔划板14组成的两个“8”字型数字显示器15。

二位大屏幕数字显示器4的结构为（附图4）：由外壳16和带2个“8”字型笔划板17组成。

光电耦合采样原理（附图5）为：将光电器件18固定在信号灯反光罩的边缘位置。当信号灯发生变换时，经滤波电路19和整形电路20后，在6处形成一个由高到低的触发信号，由80C31中断处理，实现信号的自动转换。

电源供电原理图（附图6）为：只需从红、绿灯处引3条线21、22、23作为电源的输入端。为在硬件上实现断电保护，因此采用特殊型号器件，以保证整个系统的正常工作，它产生用于控制部分的＋5V电源和驱动部分的＋24V电源。

单片机控制部分固化有交通信号显示处理程序，自动控制程序（附图7）流程为：红、绿灯亮时，计算机即开始工作，首先进行系统的初始化处理，然后判断显示单元十位数是否为零，如果为零则关十位显示，否则就显示十位数值。然后判断显示单元是否为零，如果为零则关整个显示，否则显示个位数。然后循环往复扫描判断显示单元，红、绿灯灭时，即自动关机，另有其它几个子程序，比较简单，在此不再详述。

Claims (4)

1、一种程控全自动交通信号控制显示装置，包括二位大屏幕数字显示器(4)和控制装置(5)，其特征在于：控制装置(5)包括单片机装置(2)、与单片机装置(2)相连接的光、电信号采样器(1)，与单片机装置(2)相连接并与二位大屏幕数字显示器(4)相连接的数显驱动器(3)。

2、根据权利要求1所述的程控全自动交通信号控制显示装置，其限定部分为：从信号灯引出电缆（21）、（22）、（23）构成整个控制装置电源的输入端。

3、根据权利要求1所述的程控全自动交通信号控制显示装置，其限定部分为：单片机装置（2）包括CPU芯片（7），只读存贮器（9），地址译码器（8），与单片机P₁口连接的锁存器（10）和（11）。

4、根据权利要求1所述的程控全自动交通信号控制显示装置，其限定部分为：与单片机装置（2）相连接的光电耦合采样装置包括一个光电采样电路（18）、与光电采样电路（18）相连接的滤波整形电路（19）、（20）、（6），也可以采用单片机装置（2）直接与滤波整形电路（19）、（20）、（6）相连进行采样。

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