專利名稱：一種點陣式led車行倒計時器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于交通信號燈控制技術領域，具體涉及一種用于智能交通系統 (ITS)的點陣式LED車行倒計時器。
背景技術：
在很多大中小城市都安裝有交通信號燈，在這些安裝有交通信號燈的平面交叉路 口，一般都安裝有紅綠燈LED車行倒計時器，它的主要作用是向機動車輛提供當前紅綠燈 的剩余時間，提高車輛啟動反應速度以及提醒適時停車，可以極大地改善交通環境和減少 交通事故。傳統車行倒計時器存在的不足一方面傳統的車行倒計時器采用交流220V電源直接供電方法，在安裝的過程中 必須從交通信號控制機或其他能夠提供電源的設備向平面交叉路口各個方向的車行倒計 時器鋪設電源線纜；為控制車行倒計時器的正常工作，還需鋪設相應的控制信號線纜。由于 交通信號控制機或其他能夠提供電源的設備一般距車行倒計時器較遠，這就需要鋪設大量 的線纜，即增加了成本，也不便安裝。另一方面傳統的車行倒計時器的顯示器大多是七段數字顯示器，它是由七段式 LED組成，利用字段的不同組合，可分別顯示0 9的十個數字。這種成本低、控制簡單，傳 統的七段式LED車行倒計時器被普遍使用。隨著我國經濟的發展和技術的提高，一種新型的、人性化的、筆劃優美、清晰可見、 高亮度的點陣式LED車行倒計時器應運而生，它不但可以顯示0 9的十個數字，還可以顯 示道路提醒和警示語等文字。
發明內容本實用新型的目的在于優化傳統的車行倒計時器，提供一種美觀、宜人、節約能 源、使用壽命長、安裝方便的新型車行倒計時器。本實用新型的實現方式如下一種點陣式LED車行倒計時器，包括箱體、主控單元和點陣式LED顯示屏，所述主 控單元和所述點陣式LED顯示屏安裝在所述箱體內，交通信號控制機輸出到交通信號燈的 控制信號接入所述主控單元，作為所述倒計時器的工作電源和觸發信號，所述主控單元控 制并驅動點陣式LED顯示屏顯示車行倒計時時間；所述主控單元包括有電壓轉換模塊、控制模塊和驅動模塊；所述電壓轉換模塊連 接交通信號控制機的輸出信號，將交通信號控制機輸出到交通信號燈的控制信號轉換成 +5V的直流電壓為點陣式LED車行倒計時器供電，并利用該電壓的高低變化實現倒計時的 觸發；電壓轉換模塊與控制模塊連接，控制模塊將倒計時時間送到驅動模塊進行顯示掃描， 使其在點陣式LED顯示屏上顯示出車行倒計時時間。所述電壓轉換模塊將交通信號控制機輸出到交通信號燈的控制信號( 220V)轉換成+5V的直流電壓，作為點陣式LED車行倒計時器的工作電源，同時接入控制模塊進行倒 計時，并由驅動模塊點亮點陣式LED顯示屏，顯示出倒計時時間；控制模塊由ATMEL公司生 產的AVR系列的AtmegaS單片機和相應的軟件組成，所用AtmegaS單片機帶有多路A/D轉 換器、實時時鐘和串行接口等硬件電路，且價格低廉；控制模塊的軟件部分包含控制和數據 處理兩部分。所述的排車式LED車行倒計時器采用間接供電和自觸發工作方式(當有通訊線 纜時，可直接控制點陣式LED車行倒計時器工作)，從交通信號控制機輸出到交通信號燈的 紅、黃、綠燈三路控制信號( 220V)中獲取車行倒計時器的工作電源，同時也作為倒計時 的觸發信號。由于從交通信號燈直接獲取工作電源和倒計時的觸發信號，使其在點陣式LED 車行倒計時器與交通控制信號機之間，不需單獨鋪設電源和信號電纜，這樣既節省了費用， 又便于安裝。控制模塊的軟件部分控制ATmegaS單片機循環地采集經電壓轉換模塊輸出的紅、 黃、綠三路+5V直流電壓信號，經ATmegaS單片機處理后，由驅動模塊點亮點陣式LED顯示 屏逐次遞減地顯示倒計時時間。所述主控單元還包括通訊模塊，所述通訊模塊與交通信號控制信號機連接，在鋪 設有通訊電纜時，由交通信號控制信號機經通訊模塊，再經控制模塊和驅動模塊，控制點陣 式LED車行倒計時器工作。點陣式LED顯示屏由兩塊按9 X 16LED像素點陣列組成，可同時顯示兩位數字或一 個漢字(道路提醒和警示短語可采用循環顯示方式)。點陣式LED顯示屏的每個像素點由 一個紅色LED和一個綠色LED構成。顯示數字時，每位數字按8X16的像素陣列分布(兩位 數字之間留有兩列像素點，使兩位數字分開，便于觀看)；顯示漢字時，每個漢字按16X16 的像素陣列分布。所述的點陣式LED顯示屏作為車行倒計時器的顯示屏，克服了傳統車行倒計時器 不能顯示道路和交通警示語(漢字)的缺點，使其既可以顯示數字，又可以顯示漢字。只要 改變相應的顯示漢字信息就可以顯示出各種漢字，例如可單個顯示“慢”、“停”等漢字，也 可循環顯示“各行其道”等道路提醒和警示短語，并且顯示的數字和文字顏色醒目、筆畫圓 滑優美、亮度高。本實用新型對點陣式LED車行倒計時器的防水防塵功能進行了設計，其方案是在 焊接LED像素點的電路板上表面灌有一層完全覆蓋電路板表面及電路板之間、電路板與箱 體之間所有縫隙和LED下部2/3的封裝絕緣層，封裝絕緣層為雙組份常溫固化環氧灌封材 料，最后成型后為黑色固體晶狀體。該封裝絕緣層使得整個LED顯示屏的正面僅有LED的 發光面與外界環境接觸。這樣，可大幅度強化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的 抵抗能力，同時提高元件、電路之間的絕緣性能，避免元件、電路等直接暴露在外界環境中， 極大地提高了點陣式LED顯示屏的防水、防塵能力。此外，在點陣式LED顯示屏的箱體上方安裝了遮光罩，可有效遮擋陽光的直接照 射，大大減少對LED像素點的發光影響，從而提高LED顯示屏的顯示對比度，改善顯示效果。本實用新型的優點在于點陣式LED車行倒計時器與交通信號燈并聯，使得交通 信號控制機輸出到交通信號燈的控制信號，即是倒計時器的工作電源，也是倒計時的觸發 信號，使其在點陣式LED車行倒計時器與交通控制信號機之間，不需單獨鋪設電源和信號電纜；點陣式LED顯示屏由按陣列均勻分布的LED像素點組成，可顯示出色彩均勻美觀，筆 劃圓滑優美、清晰度及亮度高的倒計時數字和道路提醒等警示文字；采用封裝絕緣層設計 后，提高了車行點陣式LED顯示屏的防水、防塵能力；箱體的背面設計有快捷安裝結構，方 便與不同燈桿支架的安裝。
圖1為點陣式LED車行倒計時器的原理框圖；圖2為點陣式LED車行倒計時器正視圖；圖3為點陣式LED車行倒計時器側視圖；圖4為點陣式LED車行倒計時器后視圖；圖5為控制和數據處理軟件流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。圖1為點陣式LED車行倒計時器的原理框圖。點陣式LED車行倒計時器的工作電 源是通過并聯在交通信號燈的紅、黃、綠三路控制信號( 220V)獲得的，經電壓轉換模塊 整流、濾波和穩壓后，得到紅、黃、綠三路穩定的+5V直流電壓，再由控制模塊實現倒計時， 最后由控制模塊將倒計時數據傳送到驅動模塊，在點陣式LED顯示屏上完成倒計時的顯 示。具體工作流程如下(以紅燈信號為例)通電開機，交通信號控制機點亮紅燈，紅燈獲 得控制信號( 220V)，同時并聯在紅燈上的點陣式LED車行倒計時器也獲得控制信號( 220V)，經電壓轉換電路轉換成+5V的直流電壓信號，輸入到控制模塊(ATmegaS單片機)； 由ATmegaS單片機循環地檢測紅、黃、綠燈三路控制電壓信號，所以當紅燈的控制電壓信號 到來時，控制模塊就能檢測到相應的信號，完成信號的獲取，同時ATmegaS單片機的內部時 鐘開始計時；等到紅燈的控制信號結束后，內部時鐘計時停止，并保存該時間作為紅燈的倒 計時時間；至此，開機后的點陣式LED車行倒計時器“自學習”過程完成。采用同樣的方式保 存綠燈的倒計時時間。如是黃燈信號，則顯示3秒鐘的倒計時時間或顯示道路提醒及警示 等文字。此后，隨著交通信號控制機紅、綠、黃燈的控制信號周期性變化，點陣式LED車行倒 計時器均按已保存的紅、綠燈的倒計時時間進行顯示，直到斷電關機。通訊模塊作為備用， 當鋪設有通訊電纜時，可由交通控制信號機直接控制點陣式LED車行倒計時器工作。圖2為點陣式LED車行倒計時器正視圖。LED點陣式倒計時器的大小為 630mm*530mm。LED點陣式倒計時器由遮光罩1、箱體2、點陣式LED顯示屏3組成，其中點陣 式LED顯示屏3是由兩塊9X 16的LED像素點陣列4和5組成，其中的每個LED像素點由 一個紅色LED和一個綠色LED構成。圖3為點陣式LED車行倒計時器側視圖。LED點陣式倒計時器的厚度為360mm，其 中箱體2為80mm ；安裝架4為110mm，遮光罩1為170mm ；遮光罩1的高為185mm，這將根據 各個城市的光照角度來調整遮光罩的罩沿厚度。如在重慶主城區，遮光罩上部為170mm，下 部為23mm時，遮光的效果為最佳。圖4為點陣式LED車行倒計時器后視圖。安裝架4上各有5個螺孔，選擇不同的 螺孔位置就可以快捷、方便地在各種不同的燈桿支架上進行安裝。[0030] 圖5為控制和數據處理軟件流程圖。首先是上電并初始化，然后開始循環地檢測 是否有紅、黃、綠燈信號到來。如果有信號到來，判斷是紅燈、黃燈還是綠燈信號。若是紅燈 或綠燈信號，則判斷對應的倒計時緩沖區是否已保存有倒計時時間。若沒有，就計算、保存 倒計時時間；若已保存有倒計時時間，此次獲取的倒計時時間與緩沖區中已保存的時間求 平均，然后將倒計時緩沖區的數據進行顯示掃描。若是黃燈信號，判斷是顯示3秒鐘的倒計 時時間，還是顯示道路提醒和警示語文字，然后進行顯示掃描。掃描完后返回，繼續檢測是 否有紅、黃、綠信號，不斷地重復以上的處理過程，直至斷電關機。
權利要求一種點陣式LED車行倒計時器，包括箱體、主控單元和點陣式LED顯示屏，其特征在于所述主控單元和所述點陣式LED顯示屏安裝在所述箱體內，交通信號控制機輸出到交通信號燈的控制信號接入所述主控單元，作為所述倒計時器的工作電源和觸發信號，所述主控單元控制并驅動點陣式LED顯示屏顯示車行倒計時時間；所述主控單元包括有電壓轉換模塊、控制模塊和驅動模塊；所述電壓轉換模塊連接交通信號控制機的輸出信號，將交通信號控制機輸出到交通信號燈的控制信號轉換成+5V的直流電壓為點陣式LED車行倒計時器供電，并利用該電壓的高低變化實現倒計時的觸發；電壓轉換模塊與控制模塊連接，控制模塊將倒計時時間送到驅動模塊進行顯示掃描，使其在點陣式LED顯示屏上顯示出車行倒計時時間。
2.根據權利要求1所述的點陣式LED車行倒計時器，其特征在于所述主控單元還包 括通訊模塊，所述通訊模塊與交通信號控制信號機連接，在鋪設有通訊電纜時，由交通信號 控制信號機經通訊模塊，再經控制模塊和驅動模塊，控制點陣式LED車行倒計時器工作。
3.根據權利要求1或2所述的點陣式LED車行倒計時器，其特征在于所述箱體的前 上方安裝遮光罩，其背面安裝架上設有與燈桿支架安裝的螺孔。
4.根據權利要求3所述的點陣式LED車行倒計時器，其特征在于所述點陣式LED顯 示屏由按陣列均勻分布的LED像素點組成，每個LED像素點由一個紅色LED和一個綠色LED 構成。
5.根據權利要求3所述的點陣式LED車行倒計時器，其特征在于所述點陣式LED顯示 屏由兩塊9X 16LED像素點陣列組成，同時顯示兩位數字或一個漢字。
6.根據權利要求3所述的點陣式LED車行倒計時器，其特征在于所述點陣式LED顯示 屏在焊接LED像素點的電路板上表面灌有一層完全覆蓋電路板表面及電路板之間、電路板 與箱體之間所有縫隙和LED下部2/3的封裝絕緣層。
專利摘要本實用新型涉及一種點陣式LED車行倒計時器，由箱體、主控單元和點陣式LED顯示屏組成。所述的主控單元由電壓轉換、控制、通訊和驅動模塊組成。該點陣式LED車行倒計時器的顯示屏是由按陣列分布的LED像素點組成，與傳統的七段式數碼顯示相比，不僅能顯示數字，還可以顯示文字，所顯示的數字或文字筆畫圓滑、優美、清晰、亮度高，由于LED顯示屏采用了封裝絕緣層設計，提高了LED顯示屏的防水、防塵能力；該點陣式LED車行倒計時器與交通信號燈并聯，使得交通信號控制機輸出到交通信號燈的控制信號，既是倒計時器的工作電源，也是倒計時的觸發信號，故不需單獨在點陣式LED車行倒計時器與交通控制信號機之間鋪設電源和信號電纜，既節省了費用，也便于安裝。
文檔編號G08G1/095GK201638395SQ201020174008
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者汪然, 薛平, 郭科偉 申請人:重慶市易博數字技術有限公司