CN217902550U - 一种交通灯故障实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种交通灯故障实时监测装置，包括：交通灯连接插口、单片机、光电传感器、电阻采样单元、以及交通灯驱动器连接插口。交通灯连接插口串联电阻后，与交通灯驱动器连接插口一起并联到光电传感器，光电传感器连接至单片机；交通灯连接插口串联电阻的均连接一个所述电阻采样单元，以监测所述电阻工作状态，每一个电阻采样单元连接到单片机。申请交通灯故障实时监测装置可以不破坏原有信号灯的设计、结构与电路，可以直接连接到信号灯原有控制电路中，并且主动监测和实时监测，第一时间判断测试目标状态，并可以智能监测交通灯笔画缺失和信号灯衰减情况。

Description

一种交通灯故障实时监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种交通灯故障监测装置，尤其涉及一种能够实时监测、并发送报警的交通灯故障监测装置。

背景技术

交通灯是交通管理必不可少的基础设施，通常由红、黄、绿三种颜色灯组成，是用于指挥交通通行的信号灯，包括出台的很多交通相关法律、法规中，都明确规定了交通灯不同工作状态下对行人、车辆动作或不动作的相关要求，可见交通灯正常工作对于交通管理具有极为重要的作用。

交通灯如果出现故障，一方面行人和车辆可能会因为得不到正确的指示而产生违章，更重要的是，还可能造成交通事故。因此，交通灯的故障需要进行实时监控。

目前主要的监控是通过交通灯本身的供电的电路进行，例如，灯亮时电流/电压为1，灯灭时电流/电压为0，从而形成二进制表达逻辑，供电电路即可获得电流输出表达式。

但是，这种判断电路存在的问题是，如果电流正常供电，但是灯本身因为老化或其他故障导致光线不能射出或者光线很暗，则可能无法正常判断是否存在故障，电路仍然在正常工作，但是行人和车辆已经收到电路故障的影响。

实用新型内容

本实用新型提供了一种交通灯故障实时监测装置，通过实施监测交通灯的亮度，从而判断交通灯是否存在故障。

本申请提供一种交通灯故障实时监测装置，包括：交通灯连接插口、单片机、光电传感器、电阻采样单元、以及交通灯驱动器连接插口，其中：

交通灯连接插口串联电阻后，与交通灯驱动器连接插口一起并联到光电传感器，光电传感器连接至单片机；交通灯连接插口串联的电阻均连接一个所述电阻采样单元，以监测所述电阻工作状态，每一个电阻采样单元连接到单片机。

在一种优选实施例中，所述交通灯故障实时监测装置包括连接单片机或位于单片机内的信号放大/调理模块，电阻采样单元和/或光电传感器连接至信号放大/调理模块。

在一种优选实施例中，所述交通灯故障实时监测装置包括连接单片机或位于单片机内的电流检测和故障判断模块，电阻采样单元和/或光电传感器连接至电流检测和故障判断模块。

更优选地，电阻采样单元和/或光电传感器通过信号放大/调理模块连接至电流检测和故障判断模块。

在一种优选实施例中，所述所述交通灯故障实时监测装置包括连接单片机或位于单片机内的定位模块。

在一种优选实施例中，所述交通灯故障实时监测装置包括连接单片机或位于单片机内的姿态传感器，用于监测交通灯姿态。

在一种优选实施例中，所述交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口分别独立的包括二针脚插口和/或四针脚插口。

在一种优选实施例中，所述二针脚插口中，其中一个针脚接地，另一个针脚连接到光电传感器。

更优选地，所述二针脚插口的交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口分别为两个，第一个交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口通过光电传感器连接到红灯单片机红灯故障监测引脚；第二个交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口通过光电传感器连接到红灯单片机绿灯故障监测引脚。

在一种优选实施例中，所述四针脚插口中，其中一个针脚接地，另外三个针脚中，交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口的第一针脚直接并联至第一光电传感器，第一光电传感器连接至单片机的红灯数码管监测引脚；交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口的第二针脚直接并联至第二光电传感器，第二光电传感器连接至单片机的绿灯数码管监测引脚；交通灯连接插口的第一针脚串联电阻后、与交通灯驱动器连接插口的第一针脚并联至第三光电传感器，第三光电传感器连接至单片机的黄灯监测引脚。

在一种优选实施例中，所述交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口分别独立的包括七针脚插口(可以是一个或两个、或更多个七针脚插口)，分别用于连接数字交通灯数码管和交通灯交通灯驱动器；两个七针脚插口之间，针脚一一连接，针脚之间还串联一个第二电阻，每个第二电阻连接一个电阻采样单元，每一个电阻采样单元连接到单片机。

在一种优选实施例中，所述交通灯故障实时监测装置，还包括交通灯驱动器信号接收单元，用于接收交通灯驱动器向交通灯发送的工作信号。从而，交通灯驱动器向交通灯发送信号时，同时将信号发送给交通灯驱动器信号接收单元，单片机对比监测到的交通灯工作信息是否与交通灯驱动器发送的信息匹配。

在一种优选实施例中，每一个电阻采样单元串联一个信号放大器，然后连接至单片机。

在一种优选实施例中，每一个电阻采样单元连接至亮度判断芯片，亮度判断芯片连接至单片机的亮度判断引脚。

更优选地，每一个电阻采样单元串联一个信号放大器后，信号放大器连接至亮度判断芯片。

在一种优选实施例中，所述交通灯故障实时监测装置还包括通讯模块，通讯模块连接或集成于单片机内。

在一种优选实施例中，所述交通灯故障实时监测装置还包括定位模块，定位模块连接或集成于单片机内。

在一种优选实施例中，所述交通灯故障实时监测装置包括无限电模块，用于多个(至少二个)交通灯故障实时监测装置组成局域网。

本申请交通灯故障实时监测装置可以不破坏原有信号灯的设计、结构与电路，可以直接连接到信号灯原有控制电路中，并且主动监测和实时监测，第一时间判断测试目标状态，并可以智能监测交通灯笔画缺失和信号灯衰减情况。

附图说明

图1是本申请交通灯故障实时监测装置工作原理图；

图2是本申请交通灯故障实时监测装置安装结构原理图；

图3是本申请交通灯故障实施监测装置工作流程示意图；

图4是本申请一种实施例中二针脚插口的交通灯连接电路示意图；

图5是本申请一种实施例中电阻采样单元电路结构示意图；

图6是本申请一种实施例中四针脚插口的交通灯连接电路示意图；

图7是本申请一种实施例中七针脚插口电路示意图；

图8是本申请一种实施例中交通灯驱动器信号接收单元的交通灯故障实时监测装置安装结构原理图。

具体实施方式

实施例1

参照图1和图2，以只有红灯和绿灯的交通灯为例，对本申请进行详细介绍。本申请交通灯故障实时监测装置，包括：两个交通灯连接插口，分别用于连接红灯和绿灯，参照图4，以红灯故障监测为例，交通灯连接插口P2为二针脚插口，其中一个针脚接地，另一个针脚串联一个电阻R1。

另外，交通灯驱动驱动器连接插口P1也是二针脚插口，其中一个针脚接地，另一个针脚与交通灯连接插口P2/电阻R1组成的电路并联，然后(可以通过电阻R2后)连接到光电传感器U1，光电传感器U1连接到单片机。

电阻采样单元连接与电阻R1两端，采集电阻R1的参数，参照图5，电阻采样单元设有信号放大器U5(或称为信号放大调理器、或信号放大调理网络)，信号放大器U5连接到一个亮度判断芯片，亮度判断芯片连接到单片机或集成于单片机内。

参照图2，本申请安装时，原交通灯控制电路设计不做改变，将原控制板(交通灯驱动驱动器)与交通灯之间的连接端子断开，本申请交通灯驱动驱动器连接插口P1连接到原控制板，交通灯连接插口P2连接到交通灯。

参照图1和图3，当原控制板向红灯发送工作信号时，正常情况下，红灯亮起，R1有电流通过，电阻采样单元采集电流、电压等信号，发送给信号放大器U1，然后发送给亮度判断芯片，亮度判断芯片通过电流大小与亮度关系，可以判断红灯亮度，并判断亮度是否处于阈值范围，并将结果通过单片机对外发送例如，可以是通过网络(如现有或已知的通讯网络)发送，从而实时判断故障是否存在。并且，单片机可以利用导航系统或定位模块，将具体位置发送给后台，从而判断交通灯故障位置。

同样，绿灯也可以采用同样的方式进行判断。

实施例2

参照图1和图6，红灯、黄灯和绿灯同时存在为例，对本申请进行详细介绍。同时，很多情况下，交通灯还存在一个数字提示灯，红色和绿色提示灯在同一个数码管灯上，这个时候就需要判断红灯、绿灯、黄灯与提示灯的颜色是否一直。

本申请交通灯故障实时监测装置，包括三组交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口，参照图6和图4，两个二针脚交通灯连接插口P2，分别连接红灯和绿灯，具体可参照实施例1。

第三个交通灯连接插口P4、交通灯驱动器连接插口P3均为四针脚插口，其中一个针脚接地，另外三个针脚一一对应并联后，各自连接一个光电传感器，如红灯RE线路为光电传感器U2，红灯GR线路为光电传感器U4，黄灯YE线路为光电传感器U3。

安装方式可以参考实施例1，本实施例中不再赘述。

以黄灯YE线路为例，参照实施例5和图6，交通灯连接插口P4的第二针脚串联一个电阻R3，电阻采样单元连接与电阻R3两端，采集电阻R3的参数，信号放大器U5连接到一个亮度判断芯片，亮度判断芯片连接到单片机或集成于单片机内。从而判断黄灯是否存在故障。

参照图6，本申请还设置红色数码管监测电路和绿色数码管监测电路，分别直接连接在四针脚的交通灯连接插口P4、交通灯驱动器连接插口P3之间的第三针脚连接线路、第四针脚连接线路上。数码管灯的接口插入到交通灯连接插口P4，原控制板发送红色提示工作信号时，数码管灯为红色，此时红色数码管监测电路的光电传感器U2监测到电流，从而判断红色数码管的工作。

同样，绿色数码管亮时，绿色数码管监测电路的光电传感器U4监测到电流，从而判断绿色数码管的工作。

实施例3

对于数码管组成的数字字形的红色和绿色信号灯(数码管1和数码管2)，每个数字均由7个笔画(每个笔画为一组发光二极管)组成，为此，本申请还设计了七针脚插口(交通灯连接插口P6和交通灯驱动器连接插口P5)的交通灯和交通灯驱动器；参照图7两个七针脚插口之间，针脚一一连接，针脚之间还串联一个第二电阻，每个第二电阻连接一个电阻采样单元(参照实施例1和图5)。每一个笔画对应一个针脚。

工作时，扫描所有数码管点亮信息，并获得每一个数码管的电流信息，根据电流信息判断是否有数码管存在故障。或者，设置一个软件，可以根据字形码规则，以及所得电流信息，判断字形是否缺少笔画，同时，也可以结合实施例2的方式，判断各个灯是否亮度正常。

实施例4

在以上实施例的基础上，本实施例中，还增加了姿态传感器，姿态传感器可以监测交通灯是否存在倾斜等问题，并连接单片机，将姿态信息发送给单片机进行处理，以便于即使维护。

实施例5

在以上实施例的基础上，本实施例中，还增加了远距离无线电模块，将一个区域内的多个路口的交通灯组成一个无线局域网，当其中一个路口的交通灯故障实时监测装置的通讯模块存在故障不能对外发送信号、或因为客观原因不能对外发送信号时，单片机可以将信号发送给其他路口的交通灯的交通灯故障实时监测装置，通过其他路口交通灯的交通灯故障实时监测装置继续发送信号。

实施例6

本申请上述实施例中，所述交通灯故障实时监测装置，还可以包括交通灯驱动器信号接收单元，参照图8，交通灯驱动器有两路数据线连接到本申请交通灯故障实时监测装置，交通灯驱动器通过其中一路向交通灯发送信号，同时通过另一路将信号发送给交通灯驱动器信号接收单元，单片机对比监测到的交通灯工作信息是否与交通灯驱动器发送的信息匹配，这样，如果交通灯接收交通灯驱动器发送信号错误，例如，因为线路故障，交通灯驱动器发送红灯亮的信号，但是交通灯却错误接收信号，红灯未亮起，或其他灯亮起，则交通灯工作信息与交通灯驱动器发送的信息不匹配，发送故障信息。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种交通灯故障实时监测装置，其特征在于，包括：交通灯连接插口、单片机、光电传感器、电阻采样单元、以及交通灯驱动器连接插口，其中：

交通灯连接插口串联电阻后，与交通灯驱动器连接插口一起并联到光电传感器，光电传感器连接至单片机；交通灯连接插口串联的电阻均连接一个所述电阻采样单元，以监测所述电阻工作状态，每一个电阻采样单元连接到单片机。

2.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯故障实时监测装置包括连接单片机或位于单片机内的信号放大模块，电阻采样单元和/或光电传感器连接至信号放大模块。

3.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯故障实时监测装置包括连接单片机或位于单片机内的电流检测和故障判断模块，电阻采样单元和/或光电传感器连接至电流检测和故障判断模块。

4.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯故障实时监测装置包括连接单片机或位于单片机内的姿态传感器，用于监测交通灯姿态。

5.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口分别独立的包括二针脚插口；其中：所述二针脚插口中，其中一个针脚接地，另一个针脚连接到光电传感器。

6.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口分别独立的包括四针脚插口；

所述四针脚插口中，其中一个针脚接地，另外三个针脚中，交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口的第一针脚直接并联至第一光电传感器，第一光电传感器连接至单片机的红灯数码管监测引脚；交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口的第二针脚直接并联至第二光电传感器，第二光电传感器连接至单片机的绿灯数码管监测引脚；交通灯连接插口的第一针脚串联电阻后、与交通灯驱动器连接插口的第一针脚并联至第三光电传感器，第三光电传感器连接至单片机的黄灯监测引脚。

7.根据权利要求1、5或6所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯连接插口、交通灯驱动器连接插口分别独立的包括七针脚插口，分别用于连接数字交通灯数码管和交通灯交通灯驱动器；两个七针脚插口之间，针脚一一连接，针脚之间还串联一个第二电阻，每个第二电阻连接一个电阻采样单元。

8.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，每一个电阻采样单元连接至亮度判断芯片，亮度判断芯片连接至单片机的亮度判断引脚。

9.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯故障实时监测装置，还包括交通灯驱动器信号接收单元，用于接收交通灯驱动器向交通灯发送的工作信号。

10.根据权利要求1所述的交通灯故障实时监测装置，其特征在于，所述交通灯故障实时监测装置包括无限电模块，用于至少二个交通灯故障实时监测装置组成局域网。

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