專(zhuān)利名稱(chēng)：一種交通信號(hào)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能交通控制裝置，特別是一種能實(shí)現(xiàn)潮汐車(chē)道控制的智能 協(xié)調(diào)型交通信號(hào)控制器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)信號(hào)控制器主要采用ARM7和ARM9系列嵌入式 CPU芯片，運(yùn)算速度跟不上路口信息處理的需求；交通信號(hào)燈組控制主要由電纜輸電控制 或者電力線加通信的模式控制。此類(lèi)控制器控制路口線纜浪費(fèi)且敷設(shè)工程量和施工難度都 較大；若系統(tǒng)擴(kuò)展，如需發(fā)布交通誘導(dǎo)信息、采集車(chē)流量信息，則需要另外增加通信線纜，重 復(fù)投入費(fèi)用增大并且實(shí)施困難；再者，由于國(guó)內(nèi)電網(wǎng)雜波嚴(yán)重，還必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施 進(jìn)行處理。目前城市發(fā)展很快，老城區(qū)道路無(wú)法拓寬，而車(chē)流猛增，為了緩解道路擁堵，確保 交通安全，將某一路段實(shí)現(xiàn)潮汐控制成為一種要求，即早高峰進(jìn)城方向增加車(chē)道，晚高峰出 城方向增加車(chē)道。這需要信號(hào)控制器的支持，但是目前無(wú)此類(lèi)信號(hào)控制器，普通控制器中未 設(shè)置該調(diào)度模塊和算法。中國(guó)專(zhuān)利CN1949294A《一種交通燈信號(hào)控制系統(tǒng)與控制方法》，公開(kāi)了一種基于自 感應(yīng)控制方式的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，由安裝在十字路口的環(huán)行地感線圈、車(chē)輛檢測(cè)器、主控 制器、交通燈、報(bào)警器、計(jì)算機(jī)組成，環(huán)行地感線圈與車(chē)輛檢測(cè)器連接構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)，并統(tǒng)計(jì) 車(chē)輛數(shù)，然后數(shù)據(jù)信息傳送給與之連接的主控制器；主控制器根據(jù)接收到的車(chē)輛數(shù)進(jìn)行計(jì) 算，實(shí)時(shí)確定交通燈變換信號(hào)的周期，最終將控制信號(hào)輸給與之連接的交通燈或報(bào)警器，實(shí) 現(xiàn)根據(jù)車(chē)流量實(shí)時(shí)控制交通信號(hào)的功能；計(jì)算機(jī)與主控制器連接進(jìn)行串口通訊，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程控制。該控制系統(tǒng)與控制方法提高了交通控制的實(shí)時(shí)性與適應(yīng)性，然而其控制器與中心 通信使用串行接口，未涉及電力載波通信方法，未涉及誘導(dǎo)和可變車(chē)道控制方法，無(wú)法用于 潮汐車(chē)道控制。CN101320518A《一種道路交叉路口交通控制方法和交通信號(hào)控制器》公開(kāi) 了一種提供主控制信號(hào)和副控制信號(hào)的交通信號(hào)控制器。該交通信號(hào)控制器充分利用在禁 止直行時(shí)的道路空閑資源，在允許直行的同時(shí)允許轉(zhuǎn)彎，實(shí)施一種基于左轉(zhuǎn)車(chē)道改進(jìn)的交 通信號(hào)調(diào)度方法。提高了交叉路口車(chē)輛通行效率。但該申請(qǐng)僅對(duì)左轉(zhuǎn)車(chē)道進(jìn)行改進(jìn)，未涉 及可變車(chē)道控制方法、輸出誘導(dǎo)信息引導(dǎo)，亦未對(duì)主控設(shè)備故障進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的處置，依然不 能實(shí)現(xiàn)潮汐控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種電路設(shè) 計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)可變車(chē)道標(biāo)志自動(dòng)調(diào)度，支持特有的潮汐車(chē)道控制，操作使用方便的交通信號(hào) 控制器。本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該交通信號(hào)控制器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 是包括控制主機(jī)、車(chē)流量采集模塊、信號(hào)輸入/輸出模塊和IO輸出模塊；所述的控制主機(jī) 包含主控模塊和PDA微處理機(jī)，車(chē)流量采集模塊采用通用晶體管-晶體管邏輯電平車(chē)流量采集模塊和串行車(chē)流量采集模塊，信號(hào)輸入/輸出模塊包含電力載波輸入/輸出模塊和串 口信號(hào)輸入/輸出模塊；所述的主控模塊與PDA微處理機(jī)、串口信號(hào)輸入/輸出模塊、電力 載波輸入/輸出模塊雙向連接，主控模塊輸出端連接IO輸出模塊，通用晶體管-晶體管邏 輯電平車(chē)流量采集模塊和串行車(chē)流量采集模塊的輸出分別連接電力載波輸入/輸出模塊 和串口信號(hào)輸入/輸出模塊，電力載波輸入/輸出模塊接于電力線上。本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器，所述的主控模塊采用ARMll嵌入式處理芯片，通用 晶體管_晶體管邏輯電平車(chē)流量采集模塊采用TTL電平車(chē)流量采集模塊，串行車(chē)流量采集 模塊采用RS232/485車(chē)流量采集模塊，串口信號(hào)/輸入輸出模塊采用RS232/485輸入/輸 出模塊，電力載波輸入/輸出模塊采用TTL電平電力載波輸入/輸出模塊，IO輸出模塊設(shè)置 TTL電平輸入接口和TTL電平輸出接口，所述的ARMll嵌入式處理芯片與RS232/485輸入/ 輸出模塊雙向連接，RS232/485車(chē)流量采集模塊的輸出端連接RS232/485信號(hào)輸入/輸出 模塊，ARMll嵌入式處理芯片的輸出端連接TTL電平輸入HC245接口和TTL電平輸出HC373 接口。本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器，還包括電源模塊和外圍模塊，電源模塊和主控模塊、 電力線連接，外圍模塊和主控模塊連接；所述的電源模塊設(shè)置隔離變壓器裝置，該隔離變壓 器裝置安裝在電力線上；所述的外圍模塊包括觸摸屏、鍵盤(pán)、音視頻采集模塊和顯示輸出控 制模塊，所述的觸摸屏、鍵盤(pán)、音視頻采集模塊的輸出連接ARMll嵌入式處理芯片，ARMll嵌 入式處理芯片的輸出端連接顯示輸出控制模塊。本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器，還包括上位通訊模塊和輔助模塊，所述的上位通訊 模塊和ARMl 1嵌入式處理芯片雙向連接，輔助模塊和ARMl 1嵌入式處理芯片、電源模塊均雙 向連接。本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器，還包括獨(dú)立的機(jī)箱，所述的控制主機(jī)、車(chē)流量采集模 塊、信號(hào)輸入/輸出模塊、IO輸出模塊和電源模塊均裝在機(jī)箱內(nèi)，觸摸屏、鍵盤(pán)和顯示屏裝 在機(jī)箱面板上。獨(dú)立機(jī)箱結(jié)構(gòu)使控制器性能穩(wěn)定可靠。本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器，所述的PDA微處理機(jī)采用STC90C52單片機(jī)，輔助模 塊采用STC90C51RC芯片，上位通訊模塊采用NIC網(wǎng)絡(luò)輸出接口，TTL電平電力載波輸入/輸 出模塊采用ST7538Q電力載波芯片，TTL電平輸入接口采用TTL電平輸入HC245接口，TTL 電平輸出接口采用TTL電平輸出HC373接口，隔離變壓器裝置采用初級(jí)次級(jí)為1 1隔 離變壓器，鍵盤(pán)采用KB-25鍵盤(pán)，顯示屏采用OLED液晶顯示屏，顯示輸出控制模塊采用OLED 液晶輸出控制模塊。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1、該交通信號(hào)控制器結(jié)構(gòu)合理， 采用ARMll嵌入式芯片和STC90C52單片機(jī)構(gòu)成控制主機(jī)，使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，大量節(jié)省電纜 使用數(shù)量，減少線纜敷設(shè)時(shí)間，降低制造和使用成本。2、采用TTL電平車(chē)流量采集模塊和 RS232/485車(chē)流量采集模塊兩種信號(hào)采集模塊。電力載波抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離低速數(shù) 據(jù)信息簡(jiǎn)捷、可靠傳輸；能實(shí)現(xiàn)可變車(chē)道電子指示牌的行駛方向指示標(biāo)志自動(dòng)調(diào)度切換，支 持特有的潮汐車(chē)道控制和路口信號(hào)燈控制，采用該交通信號(hào)控制器能提高道路利用率，切 實(shí)緩解道路擁堵，確保交通安全。3、設(shè)置輔助模塊和帶隔離變壓器裝置的電源模塊，使該控 制器具備應(yīng)急和信號(hào)隔離功能，保證實(shí)用可靠、控制有效。4、設(shè)置上位通訊模塊，以及觸摸 屏、鍵盤(pán)、音視頻采集模塊和顯示輸出控制模塊等外圍模塊，便于該控制器接受上位控制裝置的集中控制，且使操作直觀、簡(jiǎn)捷、方便。5、采用高亮度的OLED液晶顯示屏，使控制器在 野外強(qiáng)光下還能正常使用。
圖1為本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器實(shí)施例結(jié)構(gòu)方框圖。圖2為圖1實(shí)施例工作原理示意框圖。圖3為圖1實(shí)施例的應(yīng)用實(shí)例交通信號(hào)控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3中應(yīng)用實(shí)例潮汐車(chē)道的車(chē)道標(biāo)識(shí)指示燈組安裝分布示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例交通信號(hào)控制器結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1，該交通信號(hào)控制器包括控制主機(jī)1、車(chē)流量 采集模塊2、信號(hào)輸入/輸出模塊3、IO輸出模塊4、外圍模塊5、輔助模塊6、上位通訊模塊 7和電源模塊8?？刂浦鳈C(jī)1包含主控模塊11和PDA微處理機(jī)12 ；實(shí)施例主控模塊11采用高性能 的ARMll嵌入式處理芯片，PDA微處理機(jī)12采用STC90C52單片機(jī)，ARMll嵌入式處理芯片 完成數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)調(diào)度。車(chē)流量采集模塊2采用通用晶體管-晶體管邏輯電平車(chē)流量采 集模塊和串行車(chē)流量采集模塊兩種采集模塊；實(shí)施例通用晶體管_晶體管邏輯電平車(chē)流量 采集模塊采用TTL電平車(chē)流量采集模塊21，串行車(chē)流量采集模塊采用RS232/485車(chē)流量采 集模塊22。該交通信號(hào)控制器接口豐富，可接入多種類(lèi)型輸入信號(hào)，同時(shí)提供多種輸出接 口，可輸出載波信號(hào)供支持載波的信號(hào)燈組、倒計(jì)時(shí)、檢測(cè)器、誘導(dǎo)牌等交通控制設(shè)備；其信 號(hào)輸入/輸出模塊3包含電力載波輸入/輸出模塊和串口信號(hào)輸入/輸出模塊；實(shí)施例電 力載波輸入/輸出模塊采用TTL電平電力載波輸入/輸出模塊，選用ST7538Q電力載波芯片 31，在智能協(xié)調(diào)交通控制中，由ST7538Q提供穩(wěn)定的載波通信信號(hào)，處理后調(diào)制到電力線上 送出，并從電力線上解調(diào)出上傳的載波信號(hào)；串口信號(hào)/輸入輸出模塊采用RS232/485輸入 /輸出模塊32，該模塊可接入車(chē)流量采集串行信號(hào)，輸出倒計(jì)時(shí)、誘導(dǎo)串行控制信號(hào)。IO輸 出模塊4設(shè)置TTL電平輸入接口 41和TTL電平輸出接口 42 ；實(shí)施例TTL電平輸入接口 41 采用TTL電平輸入HC245接口，TTL電平輸出接口 42采用TTL電平輸出HC373接口，HC254 輸入TTL電平類(lèi)型檢測(cè)信號(hào)，HC373輸出TTL交通信號(hào)控制電平。外圍模塊5包括觸摸屏 51、鍵盤(pán)52、音視頻采集模塊53和顯示輸出控制模塊54 ；音視頻采集模塊53中的視頻模 塊主要用于輔助視頻檢測(cè)模塊，而音頻模塊直接采集路口聲音并可傳輸警告信息；顯示輸 出控制模塊54控制顯示屏55 ；實(shí)施例鍵盤(pán)51采用KB-25鍵盤(pán)，顯示屏55采用OLED液晶 顯示屏，顯示輸出控制模塊54采用OLED液晶輸出控制模塊，先進(jìn)的OLED液晶輸出控制模 塊在強(qiáng)光下也可無(wú)障礙操作。輔助模塊6采用ST90C51RC芯片，當(dāng)主控模塊11發(fā)生故障， 輔助模塊6自動(dòng)轉(zhuǎn)入單點(diǎn)兩相位控制，即路口分東西方向通行和南北方向通行兩步放行控 制，或特定的其它簡(jiǎn)單控制；實(shí)施例輔助模塊6可輸出1 15個(gè)交通信號(hào)燈控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng) 1 5組交通信號(hào)燈組。該交通信號(hào)控制器與上位指揮中心通信支持以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、無(wú) 線數(shù)據(jù)通信和直接串口通信，本實(shí)施例上位通訊模塊7采用OTC網(wǎng)絡(luò)輸出接口，交通信號(hào)控 制器直接通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，與上位指揮中心聯(lián)系。電源模塊8設(shè)置隔離變壓器裝置81，實(shí)施例隔離變壓器裝置81采用初級(jí)次級(jí)為1 1隔離變壓器，同時(shí) 阻止外部電網(wǎng)對(duì)控制器干擾，以及控制器的載波信號(hào)干擾外電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。主控模塊11與PDA微處理機(jī)12、串口信號(hào)輸入/輸出模塊、電力載波輸入/輸出 模塊雙向連接，主控模塊11輸出端連接IO輸出模塊4，通用晶體管-晶體管邏輯電平車(chē)流 量采集模塊和串行車(chē)流量采集模塊的輸出分別連接電力載波輸入/輸出模塊和串口信號(hào) 輸入/輸出模塊，電力載波輸入/輸出模塊接于電力線上，電源模塊8和主控模塊11、電力 線連接，外圍模塊5和主控模塊11。實(shí)施例各模塊連接如圖1所示，ARMll嵌入式處理芯 片與RS232/485輸入/輸出模塊32雙向連接，RS232/485車(chē)流量采集模塊22的輸出端連 接RS232/485信號(hào)輸入/輸出模塊32 ；ARMll嵌入式處理芯片的輸出端連接TTL電平輸入 HC245接口 41和TTL電平輸出HC373接口 42 ；外圍模塊5的觸摸屏51、鍵盤(pán)52、音視頻采 集模塊53的輸出連接ARMll嵌入式處理芯片，ARMll嵌入式處理芯片的輸出端連接顯示輸 出控制模塊54 ；輔助模塊6和ARMll嵌入式處理芯片、電源模塊8均雙向連接，上位通訊模 塊7和ARMll嵌入式處理芯片雙向連接，電源模塊8設(shè)置的隔離變壓器裝置81安裝在電力 線上。實(shí)施例交通信號(hào)控制器采用獨(dú)立的機(jī)箱結(jié)構(gòu)，使整個(gè)控制器穩(wěn)定可靠?？刂浦鳈C(jī) 1、車(chē)流量采集模塊2、信號(hào)輸入/輸出模塊3、IO輸出模塊4和電源模塊8均裝在機(jī)箱內(nèi)， 觸摸屏51、鍵盤(pán)52和顯示屏55裝在機(jī)箱面板上。實(shí)施例工作原理參見(jiàn)圖2，該交通信號(hào)控制器，ARMll嵌入式處理芯片處理信號(hào)調(diào) 度事務(wù)、輸入/輸出信號(hào)，通過(guò)由主控模塊11和PDA微處理機(jī)12組成的控制主機(jī)1控制車(chē) 流量采集模塊2采集各車(chē)道TTL電平車(chē)流量信號(hào)和RS232/485車(chē)流量信號(hào)兩種車(chē)流量信 號(hào)，將5 10分鐘內(nèi)采集的車(chē)流量信息匯總，且輸入主控模塊11運(yùn)算后輸出交通控制信 號(hào)，控制交通信號(hào)設(shè)備組。通用晶體管_晶體管邏輯電平車(chē)流量采集模塊采集晶體管_晶體 管邏輯電平類(lèi)型車(chē)流量信號(hào)，通過(guò)和主控模塊11輸出端連接的IO輸出模塊4輸出輸入晶 體管_晶體管邏輯電平類(lèi)型檢測(cè)信號(hào)和晶體管_晶體管邏輯交通信號(hào)控制電平。ST7538Q 電力載波芯片31將控制信號(hào)調(diào)制到低壓電力傳輸線路AC 220V上，從而控制受控于載波模 塊的信號(hào)燈、倒計(jì)時(shí)和誘導(dǎo)牌等交通信號(hào)設(shè)備組，與此同時(shí)接收來(lái)自通過(guò)ST7538Q電力載 波芯片31回傳的車(chē)流量檢測(cè)信號(hào)、行人申請(qǐng)信號(hào)、BRT請(qǐng)求信號(hào)等檢測(cè)信號(hào)。同時(shí)，通過(guò)控 制主機(jī)1控制串行車(chē)流量采集模塊采集串行車(chē)流量信號(hào)，通過(guò)和主控模塊11雙向連接的串 口信號(hào)輸入/輸出模塊輸出串行控制信號(hào)控制交通信號(hào)設(shè)備組。在主控模塊11中設(shè)置可變車(chē)道調(diào)度模塊、潮汐車(chē)道調(diào)度模塊和路口信號(hào)燈調(diào)度 模塊，交通信號(hào)設(shè)備組包含可變車(chē)道電子指示牌、潮汐車(chē)道的車(chē)道標(biāo)識(shí)指示燈和路口信號(hào) 燈?？勺冘?chē)道調(diào)度模塊根據(jù)主控模塊11輸出信息自動(dòng)輸出可變車(chē)道控制信息自動(dòng)調(diào)度可 變車(chē)道電子指示牌；潮汐車(chē)道調(diào)度模塊根據(jù)路段車(chē)流的時(shí)段特性，自動(dòng)調(diào)度整個(gè)路段的車(chē) 道指示燈，將路段車(chē)流通行量最大化，該模塊算法的獨(dú)特之處在于潮汐車(chē)道可與路口協(xié)同 控制，根據(jù)路口車(chē)流狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)度潮汐車(chē)道標(biāo)識(shí)，而且切換過(guò)程中平滑過(guò)渡，不存在交通 隱患。主控模塊11控制各車(chē)道車(chē)流量信息采集、匯總、統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)參數(shù)輸入可變車(chē)道調(diào) 度模塊、潮汐車(chē)道調(diào)度模塊和路口信號(hào)燈調(diào)度模塊，經(jīng)可變車(chē)道調(diào)度模塊運(yùn)算后輸出路口 可變車(chē)道控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)度切換可變車(chē)道電子指示牌的行駛方向指示，可變車(chē)道電子指 示牌的行駛方向指示包括直行、直行帶右轉(zhuǎn)、直行帶左轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)指示燈?？勺冘?chē)道控制事先在可變車(chē)道處用數(shù)字標(biāo)識(shí)該車(chē)道為幾號(hào)車(chē)道，可變車(chē)道電子指示牌根據(jù)各車(chē)道車(chē)流 量采集模塊采集的車(chē)流量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況切換，如果右轉(zhuǎn)車(chē)輛排隊(duì)過(guò)長(zhǎng)，車(chē)流明顯大于左轉(zhuǎn)、 直行車(chē)流，則將直行車(chē)道指示牌切換為右轉(zhuǎn)，將靠近原直行車(chē)道的左轉(zhuǎn)車(chē)道指示牌切換為 直行帶右轉(zhuǎn)，其它情況以此類(lèi)推。經(jīng)潮汐車(chē)道調(diào)度模塊根據(jù)路段車(chē)流的時(shí)段特性運(yùn)算后輸 出路段潮汐車(chē)道控制信號(hào)，實(shí)時(shí)調(diào)度、平滑切換潮汐車(chē)道的左轉(zhuǎn)、直行、直行帶左轉(zhuǎn)、直行帶 右轉(zhuǎn)、調(diào)頭、禁行車(chē)道標(biāo)識(shí)指示燈和車(chē)道行駛方向以東西方向五車(chē)道，其中三個(gè)車(chē)道正向 東向西，二個(gè)車(chē)道逆向西向東為例，在車(chē)道上方設(shè)置龍門(mén)架安裝潮汐車(chē)道標(biāo)識(shí)指示燈，依據(jù) 路段長(zhǎng)度設(shè)置龍門(mén)架數(shù)目，每個(gè)路段每一車(chē)道入口處安裝車(chē)流量采集模塊的車(chē)輛檢測(cè)線圈 來(lái)采集、統(tǒng)計(jì)車(chē)流量，若正向車(chē)流仍然過(guò)大，考慮再增加一個(gè)正向車(chē)道、同時(shí)減少一個(gè)反向 車(chē)道，反之，則減少一個(gè)正向車(chē)道、增加一個(gè)反向車(chē)道；如果發(fā)生事故或需要封閉施工則可 遠(yuǎn)程調(diào)度將車(chē)道轉(zhuǎn)換為正反方向均禁行的封道狀態(tài)，使用禁行指示。經(jīng)路口信號(hào)燈調(diào)度模 塊運(yùn)算后輸出路口信號(hào)燈控制信號(hào)，控制包括信號(hào)燈和倒計(jì)時(shí)器的路口信號(hào)燈。主控模塊 11通過(guò)TTL電平車(chē)流量采集模塊21和RS232/485車(chē)流量采集模塊22，以及TTL電平輸入 HC245接口 41和RS232/485輸入/輸出模塊32采集各個(gè)車(chē)道的車(chē)流量、平均車(chē)速、車(chē)道空 間占用率、車(chē)道時(shí)間占用率參數(shù)，通過(guò)TTL電平輸出HC373接口 42和RS232/485輸入/輸 出模塊32輸出可變車(chē)道調(diào)度模塊、潮汐車(chē)道調(diào)度模塊和路口信號(hào)燈調(diào)度模塊的路口可變 車(chē)道控制信號(hào)、路段潮汐車(chē)道控制信號(hào)和路口信號(hào)燈控制信號(hào)。交通信號(hào)控制器工作時(shí)通 過(guò)上位通訊模塊7與上位指揮中心進(jìn)行控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸，接受上位指揮中心的集 中控制。當(dāng)主控模塊11出現(xiàn)故障，輔助模塊6在3. 5s內(nèi)未收到主控模塊11發(fā)送的控制信 號(hào)，輔助模塊6自動(dòng)轉(zhuǎn)入預(yù)先設(shè)定的單點(diǎn)兩相位控制模式，即路口分兩步東西方向通行和 南北方向通行放行，或特定的簡(jiǎn)單控制模式，驅(qū)動(dòng)控制交通信號(hào)燈；若輔助模塊6上單片機(jī) 出現(xiàn)故障無(wú)法運(yùn)行，則輔助模塊6上的黃閃器/車(chē)道指示默認(rèn)控制裝置立即進(jìn)入工作狀態(tài)， 路口信號(hào)燈控制為黃閃器進(jìn)入黃閃狀態(tài)或熄燈狀態(tài)，可變車(chē)道控制進(jìn)入默認(rèn)模式，潮汐車(chē) 道控制的潮汐車(chē)道的車(chē)道標(biāo)識(shí)指示燈自動(dòng)進(jìn)入紅閃狀態(tài)。在交通信號(hào)控制器中設(shè)置的隔離 變壓器81，阻止外部電網(wǎng)與交通信號(hào)控制器的相互干擾，保證交通信號(hào)控制器和外電網(wǎng)其 它設(shè)備的正常運(yùn)行。應(yīng)用實(shí)例本應(yīng)用實(shí)例智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)控制的路段交通流復(fù)雜，車(chē)流呈明 顯的潮汐現(xiàn)象，實(shí)施潮汐車(chē)道控制。圖3為該應(yīng)用實(shí)例控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，該控制系統(tǒng)涉 及整個(gè)路段五車(chē)道潮汐車(chē)道信號(hào)控制，還包括五個(gè)交叉路口信號(hào)控制，系統(tǒng)安裝11個(gè)龍門(mén) 架潮汐車(chē)道信號(hào)控制設(shè)備，設(shè)置11個(gè)控制主機(jī)進(jìn)行交通信號(hào)控制。如圖3所示，受上位控 制中心控制的控制主機(jī)I、II、……和XI分別對(duì)應(yīng)連接各自的PDA微處理器I、II、……和 XI，控制各自對(duì)應(yīng)的潮汐車(chē)道I、II、……和XI，載波設(shè)備組I、11、……和XI，以及光電轉(zhuǎn) 換器I、11、……和XI，光電轉(zhuǎn)換器選用RJ-45接口，用于轉(zhuǎn)為光纖接口設(shè)備。圖4為本應(yīng)用實(shí)例潮汐車(chē)道的車(chē)道標(biāo)識(shí)指示燈組安裝分布示意圖，此潮汐車(chē)道路 段劃分為五個(gè)車(chē)道，在各路段上監(jiān)測(cè)點(diǎn)均設(shè)置控制主機(jī)，并安裝車(chē)流量采集模塊，車(chē)流量采 集模塊包含在載波設(shè)備組I、II、……和XI中。潮汐車(chē)道調(diào)度控制的潮汐車(chē)道車(chē)道一 車(chē) 道五的車(chē)道標(biāo)識(shí)指示燈組分別安裝在11個(gè)龍門(mén)架I、II、……和XI上，每個(gè)龍門(mén)架上安裝5 組指示燈，總計(jì)安裝55組指示燈。圖4所示箭頭表示該車(chē)道處于何種通行方向，例如“一”箭頭表示自西向東方向，“一”箭頭表示自東向西方向，“丨”箭頭表示自西向東方向左轉(zhuǎn)車(chē) 道，“丨”箭頭表示自東向西方向左轉(zhuǎn)車(chē)道，紅色“X”信號(hào)表示禁止通行，如果東西方向都為 紅色“ X ”則表示該車(chē)道封道，即雙向都禁止通行。潮汐車(chē)道指示和路口信號(hào)調(diào)度都依據(jù)車(chē) 流量采集模塊采集的流量信息實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制。本實(shí)用新型采用高性能的運(yùn)算能力強(qiáng)大的嵌入式芯片ARMll作為CPU，設(shè)置TTL電 平車(chē)流量采集模塊，即電力載波車(chē)流量采集模塊，同時(shí)保留其它檢測(cè)設(shè)備輸入接口，從而確 保交通信號(hào)控制器使用的靈活便捷。憑借ARMll的處理能力在數(shù)據(jù)采集與控制信號(hào)傳輸?shù)?協(xié)調(diào)上引入了令牌通信機(jī)制，在軟件上設(shè)置基于路口的自適應(yīng)協(xié)調(diào)模塊，自動(dòng)調(diào)度可變車(chē) 道信號(hào)輸出模塊輸出車(chē)道路口指示信息，支持潮汐交通的潮汐車(chē)道指示控制和誘導(dǎo)信息輸 出，合理規(guī)劃交通流。支持先進(jìn)的OLED顯示技術(shù)液晶模塊，在強(qiáng)光下也可無(wú)障礙操作；在電 源模塊輸入端采用隔離變壓器過(guò)濾電網(wǎng)雜波，然后利用電力載波技術(shù)增加載波調(diào)制/解調(diào) 電路和載波輸出接口，從而達(dá)到采集各類(lèi)有效信號(hào)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)有效載波傳輸控制和數(shù)據(jù)信 號(hào)控制設(shè)備的目的。本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器經(jīng)過(guò)客戶使用，反映良好，控制穩(wěn)定、效果 顯著，深受用戶歡迎。本說(shuō)明書(shū)中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型交通信號(hào)控制器結(jié)構(gòu)所作的 舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的 修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū) 所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種交通信號(hào)控制器，其特征在于包括控制主機(jī)、車(chē)流量采集模塊、信號(hào)輸入/輸 出模塊和IO輸出模塊；所述的控制主機(jī)包含主控模塊和PDA微處理機(jī)，車(chē)流量采集模塊采 用通用晶體管_晶體管邏輯電平車(chē)流量采集模塊和串行車(chē)流量采集模塊，信號(hào)輸入/輸出 模塊包含電力載波輸入/輸出模塊和串口信號(hào)輸入/輸出模塊；所述的主控模塊與PDA微 處理機(jī)、串口信號(hào)輸入/輸出模塊、電力載波輸入/輸出模塊雙向連接，主控模塊輸出端連 接IO輸出模塊，通用晶體管-晶體管邏輯電平車(chē)流量采集模塊和串行車(chē)流量采集模塊的輸 出分別連接電力載波輸入/輸出模塊和串口信號(hào)輸入/輸出模塊，電力載波輸入/輸出模 塊接于電力線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號(hào)控制器，其特征在于所述的主控模塊采用ARMll 嵌入式處理芯片，通用晶體管_晶體管邏輯電平車(chē)流量采集模塊采用TTL電平車(chē)流量采集 模塊，串行車(chē)流量采集模塊采用RS232/485車(chē)流量采集模塊，串口信號(hào)/輸入輸出模塊采 用RS232/485輸入/輸出模塊，電力載波輸入/輸出模塊采用TTL電平電力載波輸入/輸 出模塊，IO輸出模塊設(shè)置TTL電平輸入接口和TTL電平輸出接口，所述的ARMll嵌入式處 理芯片與RS232/485輸入/輸出模塊雙向連接，RS232/485車(chē)流量采集模塊的輸出端連接 RS232/485信號(hào)輸入/輸出模塊，ARMll嵌入式處理芯片的輸出端連接TTL電平輸入HC245 接口和TTL電平輸出HC373接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通信號(hào)控制器，其特征在于還包括電源模塊和外圍模塊， 電源模塊和主控模塊、電力線連接，外圍模塊和主控模塊連接；所述的電源模塊設(shè)置隔離變 壓器裝置，該隔離變壓器裝置安裝在電力線上；所述的外圍模塊包括觸摸屏、鍵盤(pán)、音視頻 采集模塊和顯示輸出控制模塊，所述的觸摸屏、鍵盤(pán)、音視頻采集模塊的輸出連接ARMll嵌 入式處理芯片，ARMll嵌入式處理芯片的輸出端連接顯示輸出控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交通信號(hào)控制器，其特征在于還包括上位通訊模塊和輔助 模塊，所述的上位通訊模塊和ARMll嵌入式處理芯片雙向連接，輔助模塊和ARMll嵌入式處 理芯片、電源模塊均雙向連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交通信號(hào)控制器，其特征在于還包括獨(dú)立的機(jī)箱，所述的控 制主機(jī)、車(chē)流量采集模塊、信號(hào)輸入/輸出模塊、IO輸出模塊和電源模塊均裝在機(jī)箱內(nèi)，觸 摸屏、鍵盤(pán)和顯示屏裝在機(jī)箱面板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通信號(hào)控制器，其特征在于所述的PDA微處理機(jī)采用 STC90C52單片機(jī)，輔助模塊采用STC90C51RC芯片，上位通訊模塊采用NIC網(wǎng)絡(luò)輸出接口， TTL電平電力載波輸入/輸出模塊采用ST7538Q電力載波芯片，TTL電平輸入接口采用TTL 電平輸入HC245接口，TTL電平輸出接口采用TTL電平輸出HC373接口，隔離變壓器裝置采 用初級(jí)次級(jí)為1 1隔離變壓器，鍵盤(pán)采用KB-25鍵盤(pán)，顯示屏采用OLED液晶顯示屏，顯 示輸出控制模塊采用OLED液晶輸出控制模塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種交通信號(hào)控制器，它包括控制主機(jī)、車(chē)流量采集模塊、信號(hào)輸入/輸出模塊和IO輸出模塊；控制主機(jī)包含主控模塊和PDA微處理機(jī)，車(chē)流量采集模塊采用通用晶體管-晶體管邏輯電平和串行車(chē)流量采集模塊，信號(hào)輸入/輸出模塊包含電力載波和串口信號(hào)輸入/輸出模塊。主控模塊與PDA微處理機(jī)、串口信號(hào)輸入/輸出模塊、電力載波輸入/輸出模塊雙向連接，主控模塊輸出端連接IO輸出模塊，通用晶體管-晶體管邏輯電平和串行車(chē)流量采集模塊的輸出分別連接電力載波和串口信號(hào)輸入/輸出模塊，電力載波輸入/輸出模塊接于電力線上。本實(shí)用新型具有電路設(shè)計(jì)合理，可實(shí)現(xiàn)可變車(chē)道標(biāo)志自動(dòng)調(diào)度，支持潮汐車(chē)道控制，操作使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08G1/08GK201780689SQ20102019048
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者文建斌, 許明洪 申請(qǐng)人:杭州普樂(lè)科技有限公司