專利名稱：交直流兩用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)路口控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是一種用于指揮交通信號(hào)燈、監(jiān)控車(chē)輛行駛的交直流兩用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
LED是一種具有發(fā)光率高、節(jié)電效果顯著、使用壽命長(zhǎng)、發(fā)熱量小的特高亮型發(fā)光二極管，它的出現(xiàn)為各行各業(yè)的照明又提供了一個(gè)更加廣闊的應(yīng)用空間。但單個(gè)的LED是無(wú)法發(fā)揮其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的，只有在合理組合的情況下，并采用相應(yīng)的控制技術(shù)才能制造出高性能的相關(guān)產(chǎn)品。如目前使用在交通路口上的LED信號(hào)燈，平均一分鐘亮滅一次，一天之內(nèi)要閃動(dòng)數(shù)千次，而提供給該信號(hào)燈的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源每天也會(huì)產(chǎn)生上千次的開(kāi)機(jī)大電流沖擊，這個(gè)浪涌電流將直接影響電源的使用壽命，為此有的廠家只得將電源功率加大，以承受每一次的開(kāi)機(jī)大電流沖擊，但這樣做并沒(méi)有從根本上解決大電流沖擊問(wèn)題，而且還增加了成本，加大了電源損耗。其原因在于現(xiàn)有的交通控制器只用于控制燈色信號(hào)，其最少的輸出路數(shù)僅為6路，最多的不過(guò)48路，且輸出的是交流220V的電信號(hào)，這給交通信號(hào)裝置帶來(lái)很大的安全隱患，另現(xiàn)有的控制器大都采用一燈一線的接線方式，一個(gè)四相位的交通路口至少要接14個(gè)輸出端和多條線路，不僅線路復(fù)雜維護(hù)困難，而且線路故障較多，因此，現(xiàn)有的交通信號(hào)控制器已不能滿足高速發(fā)展的社會(huì)需要，必須對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種線路簡(jiǎn)便、安全可靠、抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)開(kāi)機(jī)大電流沖擊、能實(shí)現(xiàn)上百路燈色控制的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)路口控制系統(tǒng)。
本發(fā)明通過(guò)下列方案實(shí)現(xiàn)它包括信號(hào)控制器--與交通信號(hào)燈相連接，并向交通信號(hào)燈輸出燈色控制信號(hào)，電源管理器--與路口控制系統(tǒng)各用電設(shè)備相連，將220V交流電轉(zhuǎn)換成24V直流電后向各用電設(shè)備供電，并對(duì)備用電源進(jìn)行充、放電，車(chē)輛檢測(cè)器--與信號(hào)控制器相連，并將檢測(cè)到的車(chē)輛數(shù)據(jù)信號(hào)反饋給信號(hào)控制器，以便查詢車(chē)輛數(shù)據(jù)，并根據(jù)車(chē)流量的大小，自動(dòng)調(diào)整紅、綠燈亮滅時(shí)間，LED信號(hào)燈--通過(guò)信號(hào)控制器顯示各種交通信號(hào)，其特征在于它還包括數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器--其輸入端與信號(hào)控制器相連，輸出端與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接收器相連，用于將來(lái)自信號(hào)控制器的燈色控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)信號(hào)，加碼后傳送到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接收器；數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器--其輸入端與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接收器相連，輸出端與各信號(hào)燈相連，用于接收加碼后的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，解碼后用數(shù)據(jù)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈顯示、車(chē)輛數(shù)據(jù)采集、車(chē)輛違章拍照，完成交通路口的系統(tǒng)控制。
所述數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器包括燈色信號(hào)接收電路和燈色數(shù)據(jù)發(fā)送電路以及功率放大電路。其中燈色信號(hào)接收電路用于接收并處理信號(hào)控制器發(fā)出的步序號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)或者網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號(hào)。燈色數(shù)據(jù)發(fā)送電路用于處理經(jīng)接收電路傳來(lái)的步序號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)或者網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號(hào)，并將上述信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)送出。功率放大電路用于將串行信號(hào)功率放大，以供驅(qū)動(dòng)電路工作。另所述數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器還包括電源電路，下雨檢測(cè)和電瓶電壓檢測(cè)電路，防雷電路，復(fù)位電路，交直流轉(zhuǎn)換電路和電瓶過(guò)放電保護(hù)電路，以便在完成數(shù)據(jù)發(fā)送的同時(shí)，避免雷擊、電瓶過(guò)放電以及實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換、自動(dòng)復(fù)位等多種功能。
所述數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器包括恒流源、燈色信號(hào)解碼電路以及信號(hào)燈燈色驅(qū)動(dòng)電路。其中恒流源為接收及整形電路，用于恒定燈色數(shù)據(jù)串行信號(hào)，消除線路影響，排除遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸干擾。燈色信號(hào)解碼電路可將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器傳來(lái)的串行信號(hào)進(jìn)行解碼，解調(diào)出不同方向的燈色驅(qū)動(dòng)信號(hào)。信號(hào)燈燈色驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)不同方向不同燈色的信號(hào)燈。另該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器還包括電源電路，用于提供工作電源。
所述信號(hào)控制器采用現(xiàn)有技術(shù)中能輸出步序號(hào)信號(hào)數(shù)據(jù)或者燈色數(shù)據(jù)的信號(hào)控制機(jī)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果，由于上述方案可使1、管理者在簡(jiǎn)單的操作中便可完成復(fù)雜、繁鎖的管理工作；
2、整個(gè)路口信號(hào)燈的線路并用，即將所有信號(hào)燈的電源正極線、負(fù)極線、數(shù)據(jù)線、地線并聯(lián)，極大簡(jiǎn)化了線路安裝和維護(hù)，整個(gè)控制系統(tǒng)的保護(hù)電路完善，既便接錯(cuò)線也不會(huì)損壞任何元件，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)256路燈色信號(hào)控制；3、電源長(zhǎng)時(shí)間供電，且供電方式為交流和直流雙組電源供電，不存在大電流沖擊，功耗低，安全、可靠性高；4、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)LED信號(hào)燈的電壓穩(wěn)定，且效率高達(dá)80％，功耗小，節(jié)能，使用壽命長(zhǎng)。


圖1為本發(fā)明之系統(tǒng)方框圖；圖2為本發(fā)明系統(tǒng)中2的具體電路圖；圖3為本發(fā)明系統(tǒng)中4的具體電路圖。
下面結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
圖1中，1為交通信號(hào)控制器，2為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器，3為電源管理器，4為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器，5為備用電源，即電瓶，6為車(chē)輛檢測(cè)器，7為交通信號(hào)燈，8為人行道信號(hào)燈，9為倒計(jì)時(shí)顯示器，10為違章車(chē)輛拍照器，11為車(chē)輛檢測(cè)器。其中電源管理器包括將220V交流轉(zhuǎn)換為24V直流的穩(wěn)壓電路，對(duì)24V備用電源進(jìn)行充電的充電電路，過(guò)充、過(guò)放電保護(hù)電路，以及停電轉(zhuǎn)換為直流供電的自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路，這些電路均為現(xiàn)有技術(shù)中的常用電路，通過(guò)電源線12向交通信號(hào)控制器1和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器2提供電電源。交通信號(hào)控制器1采用現(xiàn)有技術(shù)中能輸出步序號(hào)信號(hào)數(shù)據(jù)或者燈色數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)控制機(jī)，通過(guò)輸送線13向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器2傳送步序號(hào)信號(hào)數(shù)據(jù)或者數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)，同時(shí)再通過(guò)電源線14向車(chē)輛檢測(cè)器6供電，再通過(guò)輸送線15向車(chē)輛檢測(cè)器6發(fā)送或接收數(shù)據(jù)信號(hào)，用于查詢過(guò)往車(chē)輛數(shù)據(jù)。車(chē)輛檢測(cè)器采用現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)形線圈檢車(chē)輛測(cè)器或者超聲波車(chē)輛檢測(cè)器。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器通過(guò)電源線14向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器4以及信號(hào)燈7、8，倒計(jì)時(shí)顯示器9，違章車(chē)輛拍照器10及車(chē)輛檢測(cè)器11提供電源，并通過(guò)輸送線15向4發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，最后通過(guò)輸送線15控制信號(hào)燈、倒計(jì)時(shí)器、拍照器等工作。
圖2中，21為燈色信號(hào)接收電路，由兩快集成電路八個(gè)獨(dú)立單元的光藕和限流電阻組成，其中PIN1的9腳為公共端，其余為控制端，該控制端下拉有效，當(dāng)8腳為低電平時(shí)，高電平的公共端9通過(guò)限流電阻R1使IC1的1、2之間的LED發(fā)光，則IC1的16腳為低電平，從而將信號(hào)輸送給單片機(jī)IC5的P1.0腳，其余與此相同；22為電源電路，電瓶提供的24V電經(jīng)DW1和D2到IC3的1腳，交流電經(jīng)整流濾波后的直流電經(jīng)DW2和D3到IC3的1腳，IC3為穩(wěn)壓集成塊，以便向單片機(jī)提供5V的電壓；23為下雨檢測(cè)和電瓶電壓檢測(cè)電路，PIN2是雨水檢測(cè)器接口，當(dāng)檢測(cè)到雨水之后，BG1的基極就有電壓，集電極和發(fā)射極導(dǎo)通后，BG2將單片機(jī)IC5的P2.0腳拉低，經(jīng)單片機(jī)進(jìn)一步判斷之后，將P0.1腳拉低，經(jīng)24中的BG4處理后，使BG3飽和導(dǎo)通，繼電器J1由原來(lái)的常閉變?yōu)閿嚅_(kāi)，從而將交流電源與本系統(tǒng)電路斷開(kāi)，達(dá)到防雷的目的，IC6A是電壓比較器，R15、R16、R13、R14是分壓電阻，當(dāng)電瓶電壓低于設(shè)定值時(shí)，IC6A的1腳將單片機(jī)IC5的P3.7腳拉低，經(jīng)單片機(jī)判斷后使P2.7腳電平變高，繼電器J3斷開(kāi)，保護(hù)電瓶過(guò)放電；25為燈色數(shù)據(jù)發(fā)送電路，采用單片機(jī)IC5，除配合其它電路完成防雷、電瓶過(guò)放處，最重要的功能是發(fā)送燈色數(shù)據(jù)信號(hào)，并將上述燈色信號(hào)經(jīng)單片機(jī)的處理、編碼程序轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)后經(jīng)P3.1腳送出，IC4為單片機(jī)復(fù)位電路(看門(mén)狗)；26為功率放大電路，由于單片機(jī)IC5的P3.0腳輸出的串行信號(hào)只有5V，且驅(qū)動(dòng)能力有限，故經(jīng)本部分的BG5、BG6、BG7轉(zhuǎn)換為24V，1A的串行大功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，經(jīng)R25、PIN5的5腳發(fā)送到不同的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接收電路中；27為交直流轉(zhuǎn)換和電瓶過(guò)放保護(hù)電路，J2是停電轉(zhuǎn)換繼電器，有交流電時(shí)，轉(zhuǎn)換在交流工作點(diǎn)上，沒(méi)有交流電時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換在直流工作點(diǎn)上。
圖3中，41為電源電路，15V電壓由PIN1的4腳通過(guò)D1送入穩(wěn)壓集成電路IC1的1腳，穩(wěn)壓后的5V電壓由IC1的3腳輸出，供此處的單片機(jī)IC5工作；42為恒流源，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器2發(fā)出的燈色數(shù)據(jù)串行信號(hào)經(jīng)PIN1的2腳輸入到由R1、R2、BG1、D1、D2、D3組成的恒流源電路中，使IC2的1、2腳之間的LED光亮度恒定為串行數(shù)據(jù)光信號(hào)，使IC2的4腳輸出燈色數(shù)據(jù)電信號(hào)，經(jīng)IC4B、IC4E整形之后送至單片機(jī)IC5的P3.0腳，以消除線路長(zhǎng)短的影響，排除遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_；43為燈色信號(hào)接收解碼電路，采用單片機(jī)IC5進(jìn)行處理，來(lái)自數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器2的燈色串行數(shù)據(jù)信號(hào)由IC5的數(shù)據(jù)接收端P3.0腳進(jìn)入，經(jīng)單片機(jī)IC5的解碼程序解調(diào)出不同方向的燈色驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從IC5的P1.0、P1.1 P1.2三個(gè)腳輸出，根據(jù)不同的需要還可擴(kuò)展為8路輸出，SW1是四位指撥開(kāi)關(guān)，用來(lái)定方向，SW2用于定不同的車(chē)道，IC3是復(fù)位電路；44為燈色驅(qū)動(dòng)電路，由三組繼電器驅(qū)動(dòng)單元組成，單片機(jī)IC5的P1.0腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，通過(guò)R10、R11、BG4組成的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，使繼電器J1導(dǎo)通，15V的電源通過(guò)繼電器使信號(hào)燈發(fā)光，其余2組的工作原理與第一組相同，從而實(shí)現(xiàn)路口交通信號(hào)燈的控制。
權(quán)利要求
1.一種交直流兩用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)路口控制系統(tǒng)，包括信號(hào)控制器--與交通信號(hào)燈相連接，并向交通信號(hào)燈輸出燈色控制信號(hào)，電源管理器--與路口控制系統(tǒng)各用電設(shè)備相連，將220V交流電轉(zhuǎn)換成24V直流電后向各用電設(shè)備供電，并對(duì)備用電源進(jìn)行充、放電，車(chē)輛檢測(cè)器--與信號(hào)控制器相連，并將檢測(cè)到的車(chē)輛數(shù)據(jù)信號(hào)反饋給信號(hào)控制器，以便查詢車(chē)輛數(shù)據(jù)，并根據(jù)車(chē)流量的大小，自動(dòng)調(diào)整紅、綠燈亮滅時(shí)間，LED信號(hào)燈--通過(guò)信號(hào)控制器顯示各種交通信號(hào)，其特征在于它還包括數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器--其輸入端與信號(hào)控制器相連，輸出端與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接收器相連，用于將來(lái)自信號(hào)控制器的燈色控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)信號(hào)，加碼后傳送到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接收器；數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器--其輸入端與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接收器相連，輸出端與各信號(hào)燈相連，用于接收加碼后的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，解碼后用數(shù)據(jù)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈顯示、車(chē)輛數(shù)據(jù)采集、車(chē)輛違章拍照，完成交通路口的系統(tǒng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器包括燈色信號(hào)接收電路和燈色數(shù)據(jù)發(fā)送電路以及功率放大電路，其中燈色信號(hào)接收電路用于接收并處理信號(hào)控制器發(fā)出的步序號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)或者網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號(hào)，燈色數(shù)據(jù)發(fā)送電路用于處理經(jīng)接收電路傳來(lái)的步序號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)或者網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號(hào)，并將上述信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)送出，功率放大電路用于將串行信號(hào)功率放大，以供驅(qū)動(dòng)電路工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路口控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器還包括電源電路，用于提供電源，下雨檢測(cè)和電瓶電壓檢測(cè)電路以及防雷電路，用于避免雷擊，復(fù)位電路，用于使控制電路自動(dòng)復(fù)位，交直流轉(zhuǎn)換電路和電瓶過(guò)放電保護(hù)電路，用于實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換以及電瓶過(guò)放電、過(guò)充電保護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器包括恒流源、燈色信號(hào)解碼電路以及信號(hào)燈燈色驅(qū)動(dòng)電路，其中恒流源為接收及整形電路，用于恒定燈色數(shù)據(jù)串行信號(hào)，消除線路影響，排除遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸干擾，燈色信號(hào)解碼電路可將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器傳來(lái)的串行信號(hào)進(jìn)行解碼，解調(diào)出不同方向的燈色驅(qū)動(dòng)信號(hào)，信號(hào)燈燈色驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)不同方向不同燈色的信號(hào)燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口控制系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收解碼器還包括電源電路，用于提供工作電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交直流兩用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)路口控制系統(tǒng)，包括信號(hào)控制器，電源管理器，車(chē)輛檢測(cè)器，LED信號(hào)燈，以及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送器，效字網(wǎng)絡(luò)效據(jù)接收解碼器，它解決了現(xiàn)有技術(shù)中一燈一線接線方式所帶來(lái)的線路復(fù)雜，維護(hù)困難，燈色信號(hào)控制路效有限等不足，為交通路口指揮提供一種安全、可靠，能長(zhǎng)時(shí)間供電，既便停電時(shí)也能照常指揮，且無(wú)開(kāi)機(jī)大電流沖擊，效率高，節(jié)能，使用壽命長(zhǎng)的智能化數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G08G1/01GK1402196SQ01108760
公開(kāi)日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者康峰 申請(qǐng)人:康峰