TWI693579B

TWI693579B - Ｌｅｄ號誌燈故障偵測回報系統及方法

Info

Publication number: TWI693579B
Application number: TW108102912A
Authority: TW
Inventors: 劉俊賢; 張世光
Original assignee: 晶亮電工股份有限公司
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-05-11
Also published as: TW202029145A

Abstract

一種LED號誌燈故障偵測回報系統，該LED號誌燈故障偵測回報系統設於一號誌控制器與一第一LED號誌燈、一第二LED號誌燈、一第三LED號誌燈之間。該LED號誌燈故障偵測回報系統包含：一第一電壓/電流偵測裝置，電性連接於號誌控制器與第一LED號誌燈之間；一第二電壓/電流偵測裝置，電性連接於號誌控制器與第二LED號誌燈之間；一第三電壓/電流偵測裝置，電性連接於號誌控制器與第三LED號誌燈之間、及一號誌燈故障偵測裝置，分別電性連接於第一電壓/電流偵測裝置、第二電壓/電流偵測裝置、及第三電壓/電流偵測裝置，用以判斷第一LED號誌燈、第二LED號誌燈、或第三LED號誌燈是否為故障。

Description

LED號誌燈故障偵測回報系統及方法

本發明有關於一種故障偵測回報系統及方法，特別是關於一種LED號誌燈故障偵測回報系統及方法。

與使用傳統燈泡例如白熾燈泡的交通號誌燈相比，使用LED的交通號誌燈具有更省電，亮度更亮，壽命更長的優點，因此目前的交通號誌燈已大多改使用紅色、綠色、黃色三個獨立的LED圓盤陣列指示。並且，透過號誌控制器輸出110V或220V供電電壓至紅色、綠色、或黃色LED號誌燈，來控制紅色、綠色、或黃色LED號誌燈的亮滅。交通號誌燈不免有故障的情況發生，傳統燈泡式的號誌燈，其瓦數很大，大約100瓦左右，且消耗電流也大，約1A(安培)以上，因此故障時，其屬於大電流故障，可以較易的偵測出，不易有誤判的情況。但是，當改換成LED號誌燈，其瓦數較小，大約10瓦左右，且消耗電流也小，僅約0.1A(安培)，因此故障時，其屬於小電流故障，不易偵測出，容易有誤判的情況。具體來說，小電流故障情況跟大電流故障情況不同，大電流故障特徵明顯，故障量值很大，故障狀態與正常狀態界限分明，而小電流故障情況則不同，故障量值非常小，故障狀態與正常狀態界限不分明，特徵不明顯，並且，各廠牌各規格的LED號誌燈的消耗電流也不同，因此很容易有誤判的情況，有鑑於此，本發明人本於多年從事相關產品之開發與設計，有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的在於提供一種LED號誌燈故障偵測回報系統及方法，以解決上述問題。

本發明公開一種LED號誌燈故障偵測回報系統，該LED號誌燈故障偵測回報系統設於一號誌控制器與一第一LED號誌燈、一第二LED號誌燈、一第三LED號誌燈之間，該號誌控制器用以輸出一供電電壓至該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈，以控制該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈的亮滅；其中，該LED號誌燈故障偵測回報系統包含：一第一電壓/電流偵測裝置，電性連接於該號誌控制器與該第一LED號誌燈之間；一第二電壓/電流偵測裝置，電性連接於該號誌控制器與該第二LED號誌燈之間；一第三電壓/電流偵測裝置，電性連接於該號誌控制器與該第三LED號誌燈之間；及一號誌燈故障偵測裝置，分別電性連接於該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、及該第三電壓/電流偵測裝置，該號誌燈故障偵測裝置用以在該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流偵測裝置有偵測到該供電電壓時使有偵測到該供電電壓的該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流檢測裝置進行電流偵測，且該號誌燈故障偵測裝置根據有偵測到該供電電壓的該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流偵測裝置偵測到的一電流信號與相應的一初始電流信號進行比較，據此判斷該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈的故障，並當判斷該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈故障時，生成相應的一號誌燈故障資訊，並將相應的該LED號誌燈故障資訊發送出，以進行故障回報。

優選地，該號誌燈故障偵測裝置更用以在該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、及該第三電壓/電流偵測裝置未偵測到該號誌控制器輸出的供電電壓時，生成相應的一號誌控制器故障資訊，並將相應的該號誌控制器故障資訊發送出，以進行故障回報。

優選地，該初始電流信號為該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈第一次安裝且正常運作時相應的該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流偵測裝置偵測到的電流信號。

優選地，該號誌燈故障偵測裝置根據有偵測到該供電電壓的該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流偵測裝置所偵測到的該電流信號與相應的該初始電流信號進行比較，當比較出該電流信號對應的值的下降比例超過相應的該初始電流信號對應的值的一預定百分比，據此判斷該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈的故障。

優選地，該預定百分比為百分之五十。

優選地，該LED號誌燈故障資訊包含有相應該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈的識別位址。

優選地，該識別位址為唯一的MAC位址。

優選地，該號誌燈故障偵測裝置包含有一微電腦處理器及一電性連接該微電腦處理器的通訊模組，該微電腦處理器能用以生成該LED號誌燈故障資訊，該無線通訊模組能用以發送該LED號誌燈故障資訊至一通訊連接於交控中心的號誌控制器或透過一閘道器發送至一遠端服務器。

本發明公開一種LED號誌燈故障偵測回報方法，適用於一LED號誌燈故障偵測回報系統，該LED號誌燈故障偵測回報系統設於一號誌控制器與一第一LED號誌燈、一第二LED號誌燈、一第三LED號誌燈之間，該號誌控制器用以輸出一供電電壓至該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈，以控制該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈的亮滅；其中，該LED號誌燈故障偵測回報系統包含：一第一電壓/電流偵測裝置，電性連接於該號誌控制器與該第一LED號誌燈之間；一第二電壓/電流偵測裝置，電性連接於該號誌控制器與該第二LED號誌燈之間；一第三電壓/電流偵測裝置，電性連接於該號誌控制器與該第三LED號誌燈之間；及一號誌燈故障偵測裝置，分別電性連接於該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、及該第三電壓/電流偵測裝置；該LED號誌燈故障偵測回報方法，包括：以該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、及該第三電壓/電流偵測裝置偵測該號誌控制器輸出的供電電壓；以該號誌燈故障偵測裝置判斷該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流偵測裝置是否偵測到該供電電壓；若判斷出該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流偵測裝置有偵測到該供電電壓，則：以有偵測到該供電電壓的該第一電壓/電流偵測裝置、該第二電壓/電流偵測裝置、或該第三電壓/電流偵測裝置進行電流偵測；以該號誌燈故障偵測裝置比較偵測到的電流信號與相應的初始電流信號，判斷偵測到的該電流信號是否正常；及若判斷出偵測到的該電流信號為不正常，則：據此判斷相應的該第一LED號誌燈、該第二LED號誌燈、或該第三LED號誌燈為故障，接者，生成相應的號誌燈故障資訊，並將相應的該LED號誌燈故障資訊發送出，以進行故障回報。

優選地，其中「以該號誌燈故障偵測裝置比較偵測到的電流信號與相應的初始電流信號，判斷偵測到的該電流信號是否正常」的步驟中，更包括：比較偵測到的該電流信號對應的值的下降比例是否超過相應的該初始電流信號對應的值的一預定百分比來判斷偵測到的該電流信號是否正常。

優選地，其中「將相應的該LED號誌燈故障資訊發送出，以進行故障回報」的步驟中，更包括：將相應的該LED號誌燈故障資訊發送至一通訊連接於交控中心的號誌控制器或透過一閘道器發送至一遠端服務器。

是以，本發明透過在號誌控制器與各個LED號誌燈之間各自設置有獨立的電壓/電流偵測裝置，能夠更準確的偵測到號誌控制器目前是控制哪一個LED號誌燈的接通，以及通過的小電流。並且，本發明先通過電壓偵測，判斷出是哪一個LED號誌燈處於接通狀態，再透過電流偵測，偵測流至這一個LED號誌燈的電流信號，最後將電流信號與相應的初始電流信號進行比較，從而可以更準確的判斷出LED號誌燈是否異常，大幅降低誤判的情況，且透過LED號誌燈故障資訊的發報，以便相關人員根據LED號誌燈故障資訊而能及時獲知發生故障的LED號誌燈，從而能於第一時間趕赴現場維修。

100‧‧‧LED號誌燈故障偵測回報系統

10‧‧‧第一電壓/電流偵測裝置

101‧‧‧第一電壓偵測模組

102‧‧‧第一電流偵測模組

20‧‧‧第二電壓/電流偵測裝置

201‧‧‧第二電壓偵測模組

202‧‧‧第二電流偵測模組

30‧‧‧第三電壓/電流偵測裝置

301‧‧‧第三電壓偵測模組

302‧‧‧第三電流偵測模組

40‧‧‧號誌燈故障偵測裝置

401‧‧‧微電腦處理器

402‧‧‧通訊模組

50‧‧‧閘道器

60‧‧‧通訊網路

70‧‧‧遠端服務器

80‧‧‧交控中心

200、200a‧‧‧號誌控制器

300‧‧‧第一LED號誌燈

400‧‧‧第二LED號誌燈

500‧‧‧第三LED號誌燈

S101~S113‧‧‧步驟

圖1為本發明LED號誌燈故障偵測回報系統設於設於號誌控制器與第一LED號誌燈、第二LED號誌燈、第三LED號誌燈之間的方塊示意圖。

圖2為本發明LED號誌燈故障偵測回報系統的號誌燈故障偵測裝置通訊連接於號誌控制器或遠端服務器的方塊示意圖。

圖3為本發明LED號誌燈故障偵測回報方法的流程圖。

為能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明的權利範圍作任何的限制，且本發明的概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。

請參閱圖1、圖2，本發明提供一種LED號誌燈故障偵測回報系統。本實施例之LED號誌燈故障偵測回報系統100設於一號誌控制器200與一第一LED號誌燈300、一第二LED號誌燈400、一第三LED號誌燈500之間。

號誌控制器200可輸出110V或220V的供電電壓至第一LED號誌燈300、第二LED號誌燈400、或第三LED號誌燈500，以控制第一LED號誌燈300、第二LED號誌燈400、或第三LED號誌燈500的亮滅。再者，號誌控制器200可以依配置的控制參數來控制第一LED號誌燈300、第二LED號誌燈400、或第三LED號誌燈500亮的時間長度，例如可以控制第一LED號誌燈300亮100秒、或第三LED號誌燈500亮90秒，但並不限制。

第一、第二、第三LED號誌燈300、400、500可以是綠色、黃色、紅色LED號誌燈，但也可以是LED箭頭號誌燈(直行、左、右轉)，或是LED秒數倒數號誌燈、或紅色LED行人禁行號誌燈、或綠色LED行人通行號誌燈，但並不限制。

第一LED號誌燈300、第二LED號誌燈400、及第三LED號誌燈500可分別具有多個LED燈珠排列成圓盤陣列，但並不限制。另外，第一LED號誌燈300、第二LED號誌燈400、及第三LED號誌燈500可分別具有燈殼體、有多個LED燈珠的電路基板、散熱器、及聚光透鏡等元件，由於並非本案重點，不加以贅述。

本實施例之LED號誌燈故障偵測回報系統100於號誌控制器200與第一LED號誌燈300之間設置有一第一電壓/電流偵測裝置10、於號誌控制器200與第二LED號誌燈400之間設置有一第二電壓/電流偵測裝置20、於號誌控制器200與第三LED號誌燈500之間設置有一第三電壓/電流偵測裝置30。

第一電壓/電流偵測裝置10電性連接於號誌控制器200與第一 LED號誌燈300。第一電壓/電流偵測裝置10可包含有第一電壓偵測模組101，其電性連接於號誌控制器200與第一LED號誌燈300之間，用以偵測由號誌控制器200輸出至第一LED號誌燈300的供電電壓。在實際應用中，第一電壓偵測模組101可以是電壓偵測器、電壓比較器、電壓偵測電路或相應的電路，或是電表，以偵測電壓。第一電壓/電流偵測裝置10還包含有第一電流偵測模組102，其電性連接於號誌控制器200與第一LED號誌燈300之間，用以偵測由號誌控制器200流至第一LED號誌燈300的電流信號。在實際應用中，第一電流偵測模組101可以是比流器(Current-Transformer)、電流分流器(Current-Shunt)、霍耳效應電流感測器、電流偵測器、電流偵測電路或相應的電路，或是電表，以偵測電流。舉例來說，第一電流偵測模組102可以是比流器，且可於號誌燈故障偵測裝置40內設有電壓比較器或電路，且比流器可將所通過之電流經過適當放大轉換為電壓傳輸信號至電壓比較器或電路進行比較，以由電壓比較器或電路比對電壓大小相對判斷出電流通過大小。

第二電壓/電流偵測裝置20電性連接於號誌控制器200與第二LED號誌燈400。第二電壓/電流偵測裝置20包含有第二電壓偵測模組201，其電性連接於號誌控制器200與第二LED號誌燈400之間，用以偵測號誌控制器200發出至第二LED號誌燈400的供電電壓。第二電壓/電流偵測裝置20還包含有第二電流偵測模組202，其電性連接於號誌控制器200與第二LED號誌燈400之間，用以偵測由號誌控制器200流至第二LED號誌燈400的電流信號。

第三電壓/電流偵測裝置30電性連接於號誌控制器200與第三LED號誌燈500。第三電壓/電流偵測裝置30包含有第三電壓偵測模組301，其電性連接於號誌控制器200與第三LED號誌燈500之間，用以偵測號誌控制器200發出至第三LED號誌燈500的供電電壓。第三電壓/電流偵測裝置30還包含有第三電流偵測模組 302，其電性連接於號誌控制器200與第三LED號誌燈500之間，用以偵測號誌控制器200流至第三LED號誌燈500的電流信號。因此，本發明在號誌控制器200與各個LED號誌燈之間各自設置有獨立的電壓/電流偵測裝置，能夠更準確的偵測到號誌控制器200目前是控制哪一個LED號誌燈的接通，以及通過的小電流。

號誌燈故障偵測裝置40分別電性連接於第一電壓/電流檢測裝置10、第二電壓/電流檢測裝置20、及第三電壓/電流檢測裝置30。號誌燈故障偵測裝置40可以是一種微電腦偵測裝置，可具有微電腦處理器(micro-controller)、或數位信號處理器(DSP)等控制晶片或硬體電路元件。當號誌控制器200依配置的控制參數，輸出供電電壓至第一LED號誌燈300、第二LED號誌燈400、或第三LED號誌燈500，以控制這三個號誌燈的接通與斷開時，號誌燈故障偵測裝置40可驅使第一電壓/電流檢測裝置10、第二電壓/電流檢測裝置20、第三電壓/電流檢測裝置30進行電壓偵測，以根據偵測到的電壓得知目前是哪一個LED號誌燈接通。當得知目前是哪一個LED號誌燈接通後，可驅使相應的第一電壓/電流檢測裝置10、第二電壓/電流檢測裝置20、或第三電壓/電流檢測裝置30進行電流偵測。舉例來說，當第一電壓/電流偵測裝置10偵測到號誌控制器200輸出的供電電壓時，號誌燈故障偵測裝置40即可判斷是第一LED號誌燈300於接通狀態，接者，使第一電壓/電流檢測裝置10進行電流偵測，並根據第一電壓/電流偵測裝置10偵測到的電流信號進行判斷。並且，由於各廠牌各規格的LED號誌燈的瓦數不同，且通過電流大小也不同，因此號誌燈故障偵測裝置40設定有初始電流信號，且前述初始電流信號為各個LED號誌燈第一次安裝時各自相應的電壓/電流偵測裝置偵測到的電流信號。需注意的是，前述所指各個LED號誌燈第一次安裝時各自相應的電壓/電流偵測裝置偵測到的電流信號，其為各個LED號誌燈第一次安裝且正常運作時各自相應的電壓/電流偵測裝置偵測到的電流信號。因此，前述初始電流信號可依據各個LED號誌燈第一次安裝時進行設定。設定完成後則下回初始電流信號已經記憶於號誌燈故障偵測裝置40上。舉例來說，當下回是第三電壓/電流偵測裝置30偵測到號誌控制器200輸出的供電電壓時，號誌燈故障偵測裝置40即可判斷是第三LED號誌燈500於接通狀態，接者，使第三電壓/電流檢測裝置30進行電流偵測，並根據第三電壓/電流偵測裝置30偵測到的電流信號與相應的初始電流信號進行比較，據此判斷第三LED號誌燈500的故障。詳細來說，號誌燈故障偵測裝置40可根據第三電壓/電流偵測裝置30偵測到的電流信號與相應的初始電流信號進行比較，當比較出電流信號對應的值的下降比例超過初始電流信號對應的值的一預定百分比，則可據此判斷第三LED號誌燈500故障。舉例來說，若是偵測到的電流信號對應的值為50mA(毫安培)，而其相應的初始電流信號對應的值為100mA(毫安培)，因此當比較出電流信號對應的值的下降比例超過初始電流信號對應的值的百分之五十的時候，則可據此判斷第三LED號誌燈500故障。因此，本發明先通過電壓偵測，判斷是第三LED號誌燈500處於接通狀態，再通過電流偵測，偵測流至第三LED號誌燈500的電流信號，最後將電流信號與相應的初始電流信號進行比較，從而可以更準確的判斷出LED號誌燈是否異常。

再者，如圖2所示，號誌故障偵測裝置40包含有一微電腦處理器401及一電性連接微電腦處理器401的通訊模組402，微電腦處理器401能用以生成LED號誌燈故障資訊，通訊模組402能用以發送LED號誌燈故障資訊至一通訊連接於交控中心80的號誌控制器200a或透過一閘道器50發送至一遠端服務器70，且號誌控制器200a與閘道器50分別具有通訊模組，可通過3G/4G的通訊網路60來發送LED號誌燈故障資訊，以進行回報。號誌控制器200a與閘道器50可分別具有通訊模組。詳細來說，各個LED 號誌燈可帶有識別地址，例如MAC地址。因此，LED號誌燈故障資訊可包含有故障的LED號誌燈的MAC地址，以便相關人員根據MAC位址而能及時獲知發生故障的LED號誌燈的位置，從而第一時間趕赴現場維修。

請參考圖3，並請斟酌參考圖1、2。本發明實施例提供一種LED號誌燈故障偵測回報方法。本發明實施例提供的LED號誌燈故障偵測回報方法適用於一LED號誌燈故障偵測回報系統(例如前述實施例提供的LED號誌燈故障偵測回報系統)。

首先，開始本次偵測(S101)，進入步驟S103。於步驟S103中，以第一電壓/電流偵測裝置10、第二電壓/電流偵測裝置20、及第三電壓/電流偵測裝置30偵測號誌控制器200輸出的供電電壓，接者，進入步驟S105。

於步驟S105中，以號誌燈故障偵測裝置40判斷第一電壓/電流偵測裝置10、第二電壓/電流偵測裝置20、或第三電壓/電流偵測裝置30是否偵測到號誌控制器200輸出的供電電壓。

若步驟S105的判斷結果為否時，則跳至步驟S111，於步驟S111中，以號誌燈故障偵測裝置40生成號誌控制器故障資訊，並將號誌控制器故障資訊發送出，以進行故障回報。

若步驟S105的判斷結果為是時，亦即判斷出第一電壓/電流偵測裝置10、第二電壓/電流偵測裝置20、或第三電壓/電流偵測裝置30有偵測到供電電壓，進入步驟S107。

於步驟S107中，以有偵測到供電電壓的第一電壓/電流偵測裝置10、第二電壓/電流偵測裝置20、或第三電壓/電流偵測裝置30進行電流偵測，接者，進入步驟S109。

於步驟S109中，以號誌燈故障偵測裝置40比較偵測到的電流信號與相應的初始電流信號，判斷偵測到的電流信號是否正常。

若步驟S109的判斷結果為是時，亦即判斷出偵測到的電流信號為正常，表示相應的LED號誌燈無故障，結束本次偵測(S113)。

若步驟S109的判斷結果為否時，亦即判斷出偵測到的電流信號為不正常，表示相應的LED號誌燈有故障，進入步驟S111。具體來說，號誌燈故障偵測裝置40根據相應的電壓/電流偵測裝置所偵測到的電流信號與相應的初始電流信號進行比較，當比較出電流信號對應的值的下降比例超過初始電流信號對應的值的預定百分比，則可據此判斷相應的LED號誌燈為故障。

於步驟S111中，以號誌燈故障偵測裝置40生成包含有識別位址的LED號誌燈故障資訊，並將LED號誌燈故障資訊發送出，以進行故障回報。

綜上所述，本發明透過在號誌控制器與各個LED號誌燈之間各自設置有獨立的電壓/電流偵測裝置，能夠更準確的偵測到號誌控制器目前是控制哪一個LED號誌燈的接通，以及通過的小電流。並且，本發明先通過電壓偵測，判斷出是哪一個LED號誌燈處於接通狀態，再通過電流偵測，偵測流至這一個LED號誌燈的電流信號，最後將電流信號與相應的初始電流信號進行比較，從而可以更準確的判斷出LED號誌燈是否異常，大幅降低誤判的情況，且透過LED號誌燈故障資訊的發報，以便相關入員根據LED號誌燈故障資訊而能及時獲知發生故障的LED號誌燈，從而能於第一時間趕赴現場維修。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。