專利名稱：太陽能無線控制交通信號燈系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及道路交通信號燈系統(tǒng)，尤其是涉及太陽能無線控制交通信號燈系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的交通信號系統(tǒng)，大都采用220V電源供電，四個方向的交通信號燈組通過地下電纜與交通信號控制機相連，由交通信號控制機實施有線控制。這種交通信號燈的有線控制方式所存在的不足是需要電網(wǎng)提供電源，并且交通燈電源線及控制線還需架空或地埋敷設，因此人們試圖利用太陽能作為電源對交通信號燈進行無線控制，如中國實用新型專利號為ZL200420117873.2、名稱為“太陽能無線交通信號燈”就公開了一種利用太陽能進行無線控制交通信號燈的技術方案，但該技術方案僅能實現(xiàn)單相位交通信號燈控制，不能達到現(xiàn)有有線交通信號控制系統(tǒng)的基本功能，因此距實際應用還有較大的差距。
實用新型內容本實用新型目的在于提供一種保持現(xiàn)有有線交通信號控制機全部功能的前提下，實現(xiàn)無線傳輸多相位信號控制的太陽能無線控制交通信號燈系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采取下述技術方案本實用新型所述的太陽能無線控制交通信號燈系統(tǒng)，它包括設置在交通路口的交通信號燈組和無線交通信號控制機，所述交通信號燈組由設置在燈桿上的機動車交通信號燈、非機動車交通信號燈、倒計時器、人行條屏燈、太陽能電池板及電瓶、電瓶柜構成，所述無線交通信號控制機包括CPU板、顯示面板、光電傳感器、無線傳輸模塊、天線；CPU板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、顯示器、按鍵接口和光感接口；顯示面板包括模擬路口顯示器、時鐘顯示器、狀態(tài)指示電路和輸入按鍵；所述光電傳感器、時鐘電路、狀態(tài)指示電路和輸入按鍵分別與低功耗單片機的輸入端口連接，無線傳輸模塊、天線通過串行接口與低功耗單片機通訊連接，模擬路口顯示器、時鐘顯示器分別與低功耗單片機輸出端口連接；太陽能電池板(5)輸出端與電瓶輸入端電連接，電瓶經(jīng)電源電路給系統(tǒng)提供電源。
所述機動車交通信號燈包括紅、黃、綠三種顏色的LED發(fā)光二極管構成的左轉箭頭指示燈板、直行箭頭指示燈板、右轉箭頭指示燈板，和控制驅動板、無線傳輸模塊和天線；控制驅動板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口和驅動MOS管；驅動MOS管的輸出端分別與所述指示燈板輸入端電連接。
所述非機動車交通信號燈包括自行車燈板；所述自行車燈板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成，其輸入端機動車交通信號燈的控制驅動板輸出端電連接。
所述倒計時器包括數(shù)字顯示字節(jié)板、控制驅動板、無線傳輸模塊、和天線；所述數(shù)字顯示字節(jié)板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成；控制驅動板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口和驅動MOS管；驅動MOS管的輸出端與數(shù)字顯示字節(jié)板輸入端電連接。
所述人行條屏燈包括分段顯示條屏板、控制驅動板、時鐘電路、無線傳輸模塊、天線、太陽能電池板及電瓶、電瓶柜構成；所述分段顯示條屏板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成；控制驅動板包括低功耗單片機，串行接口、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口和驅動MOS管；所述驅動MOS管輸出端與分段顯示條屏板輸入端電連接。
本實用新型的優(yōu)點在于實現(xiàn)無線傳輸多相位信號控制交通信號燈，日時方案由無線交通信號控制機設定；通過無線模塊將控制方案發(fā)送給各個方向的控制驅動板，使它們按照接收的控制方案控制機動車燈、非機動車燈、倒計時、人行條屏燈工作。時間設定不需用電腦；通過面板指示和查詢，即可了解系統(tǒng)的工作情況。通過串行通信接口，可實現(xiàn)電話線、專線、光纖、無線等多種方式的通信。太陽能板通過電源電路、充電電路、電瓶向系統(tǒng)提供電源，開發(fā)利用了太陽能，在陰雨天氣下可持續(xù)工作10天?？删幊痰?6相位控制，以實現(xiàn)16個獨立的信號燈組輸出，達到現(xiàn)有有線交通信號控制系統(tǒng)的基本功能。模擬路口顯示部分使用了48個LED發(fā)光管，模擬一個典型路口四個方向的實際信號狀態(tài)，與實際的燈組輸出相對應，可直觀的觀察信號機的運行狀態(tài)。


圖1為本實用新型無線交通信號控制機電路原理方框圖。
圖2、圖3為圖1的電路原理圖。
圖4為本實用新型機動車交通信號燈電路原理方框圖。
圖5、圖6為圖4的電路原理圖。
圖7為本實用新型機動車交通信號燈組結構示意圖。
圖8為本實用新型倒計時器電路原理方框圖。
圖9、圖10為圖8的電路原理圖。
圖11為本實用新型人行條屏燈電路原理方框圖。
圖12、圖13為圖11的電路原理圖。
圖14為本實用新型人行條屏燈結構示意圖。
圖15為本實用新型用于典型路口的安裝示意圖。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型所述的太陽能無線控制交通信號燈系統(tǒng)，它包括設置在交通路口四個方向上的交通信號燈組和無線交通信號控制機，所述交通信號燈組由設置在燈桿上的機動車交通信號燈1、非機動車交通信號燈2、倒計時器3、人行條屏燈4、太陽能電池板5及電瓶、電瓶柜6構成，所述無線交通信號控制機包括CPU板、顯示面板、光電傳感器、無線傳輸模塊SRWF-501、天線；CPU板包括低功耗單片機MSP430F139、時鐘電路DS1306、串行接口RS232、顯示器、按鍵接口和光感接口；顯示面板包括48路燈色模擬路口顯示器、時鐘顯示器、狀態(tài)指示電路和輸入按鍵。機動車交通信號燈1由紅、黃、綠三種顏色的LED發(fā)光二極管構成的左轉箭頭指示燈板、直行箭頭指示燈板、右轉箭頭指示燈板，和控制驅動板、無線傳輸模塊SRWF-501和天線組成；控制驅動板包括低功耗單片機MSP430F139、時鐘電路DS1306、串行接口RS232、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口74HC245和驅動MOS管IRF540；驅動MOS管IRF540的輸出端分別與所述指示燈板輸入端電連接。非機動車交通信號燈2為自行車燈板；所述自行車燈板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成，其輸入端機動車交通信號燈的控制驅動板輸出端電連接。倒計時器3由數(shù)字顯示字節(jié)板、控制驅動板、無線傳輸模塊SRWF-501、和天線；所述數(shù)字顯示字節(jié)板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成；控制驅動板包括低功耗單片機MSP430F139、時鐘電路DS1306、串行接口、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口74HC245和驅動MOS管IRF540；驅動MOS管IRF540的輸出端與數(shù)字顯示字節(jié)板輸入端電連接。人行條屏燈4包括分段顯示條屏板、控制驅動板、無線傳輸模塊SRWF-501、天線、太陽能電池板7及電瓶、電瓶柜8構成；所述分段顯示條屏板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成；控制驅動板包括低功耗單片機MSP430F139、時鐘電路DS1306、串行接口RS232、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、15路燈驅動接口輸出驅動接口74HC245和驅動MOS管IRF540；所述驅動MOS管IRF540輸出端與分段顯示條屏板輸入端電連接。
本實用新型的工作原理如下
上位機通過RS232接口給系統(tǒng)提供有關控制方案的配置信息，電瓶經(jīng)電源電路給系統(tǒng)提供電源。操作人員通過按鍵給單片機MSP430F139提供輸入指令，進行控制方案參數(shù)的設置。光電傳感器向無線交通信號控制機的單片機MSP430F139提供外界光線強弱的輸入信號；時鐘DS1306給無線交通信號控制機的單片機MSP430F139提供時間、日期等時鐘信信息。無線交通信號控制機的單片機MSP430F139把處理過的時鐘信息輸出到時鐘顯示，并把標準路口信號燈的實時狀態(tài)輸出到48路燈色模擬顯示上，同時由RS232接口通過無線傳輸模塊SRWF-501、天線發(fā)射路口控制信號給4個方向的控制驅動板。
本實用新型無線交通信號控制機電路原理如下如圖1、2、3所示，低功耗單片機MSP430F139的接口P2.0-P2.7通過U1(74HC245)和繼電器J8與面板上的按鍵相連，用于鍵盤指令的輸入。接口P6.0-P6.5、P1.6-P1.7通過U9(74HC245)和繼電器J8與面板上的功能狀態(tài)指示燈相連，用于功能的狀態(tài)指示。接口P4.0-P4.7和P5.0-P5.7通過U8、U10(74HC245)和繼電器J7與面板上的顯示譯碼U15、U16(74HC138)及顯示驅動電路U1-U14(74HC273)相連，用于驅動48路模擬路口的狀態(tài)和日期、時間的顯示。接口P3.4-P3.7通過U3(MAX232)與無線模塊SRWF-501相連，用于發(fā)送控制指令及接收返回的信息。接口P1.0-P1.4與時鐘芯片DS1306相連，用于建立系統(tǒng)的實時時鐘。接口P3.0通過U8(74HC245)驅動發(fā)光二極管D1，作為系統(tǒng)的工作狀態(tài)指示。
12V電瓶電壓通過繼電器J5經(jīng)VD3接到SPX3819的輸入，經(jīng)SPX3819穩(wěn)壓后，為系統(tǒng)提供5V的工作電壓。5V的電壓再經(jīng)SP6203穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供3V的工作電壓。VD3的作用是防止12V電瓶接反，造成電路損壞。
光敏管D2和電阻R9，組成環(huán)境亮度檢測電路，通過接口P6.7送入單片機MSP430F139，經(jīng)AD轉換后，作為亮度控制信息，發(fā)送到各個方向的控制驅動板，由它們對信號燈的亮度實施控制。
U7組成系統(tǒng)上電復位電路。繼電器J6和電阻R1、R2、R3、R4組成仿真器JTAG接口，用于單片機MSP430F139內部程序的寫入。
本實用新型機動車交通信號燈電路原理如下本實用新型機動車交通信號燈電路原理如下如圖所示，低功耗單片機MSP430F139的接口P2.0-P2.7通過U1(74HC245)與功能設置開關SW1相連，用于設置方向和功能。接口P4.0-P4.7和P5.0-P5.7通過U8、U10(74HC245)與12只MOS管的輸入相連，用于驅動12路信號燈。接口P6.0-P6.5、P1.6-P1.7通過U9(74HC245)與電阻R20-R23，R37-R39相連，組成輸出狀態(tài)檢測電路，用于檢測信號燈的工作狀態(tài)。
接口P3.4-P3.7通過U3(MAX232)和無線模塊SRWF-501相連，用于接收控制指令及發(fā)送返回的信息。接口P3.0通過U8(74HC245)驅動發(fā)光二極管D1，作為系統(tǒng)的工作狀態(tài)指示。
12V電瓶電壓通過繼電器J5經(jīng)VD3接到SPX3819的輸入，經(jīng)SPX3819穩(wěn)壓后，為系統(tǒng)提供5V的工作電壓。5V的電壓再經(jīng)SP6203穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供3V的工作電壓。VD3的作用是防止12V電瓶接反，造成電路損壞。太陽能電池板通過繼電器J4經(jīng)VD1向電瓶充電。VD1的作用是防止太陽能電池板接反，造成電路損壞。電阻R8和二極管D3組成充電指示電路。
電阻R5和R6，組成電瓶電壓檢測電路，通過接口P6.6送入單片機MSP430F139，經(jīng)AD轉換后，作為亮度控制信息，對信號燈的亮度實施控制。當電瓶電壓低于11V時，將關閉信號燈，以保護電瓶。
U7組成系統(tǒng)上電復位電路。繼電器J6和電阻R1、R2、R3、R4組成仿真器JTAG接口，用于單片機MSP430F139內部程序的寫入。
本實用新型倒計時器電路原理如下低功耗單片機MSP430F139的接口P2.0-P2.7通過U1(74HC245)與功能設置開關SW1相連，用于設置方向和功能。接口P4.0-P4.7和P5.0-P5.7通過U8、U10(74HC245)與12只MOS管的輸入相連，用于驅動倒計時器顯示字段。其中，MOS管Q2-Q5的輸出接MOS管Q13-Q16的輸入，MOS管Q13-Q16的輸出，分別接倒計時器顯示字段綠色十位、綠色個位、紅色十位、紅色個位的共陽端。MOS管Q6-Q12的輸出接倒計時器顯示字段的共陰端。通過分時掃描實現(xiàn)倒計時器的數(shù)字顯示。
接口P3.4-P3.7通過U3(MAX232)和無線模塊SRWF-501相連，用于接收控制指令及發(fā)送返回的信息。接口P3.0通過U8(74HC245)驅動發(fā)光二極管D1，作為系統(tǒng)的工作狀態(tài)指示。
12V電瓶電壓通過繼電器J5經(jīng)VD3接到SPX3819的輸入，經(jīng)SPX3819穩(wěn)壓后，為系統(tǒng)提供5V的工作電壓。5V的電壓再經(jīng)SP6203穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供3V的工作電壓。VD3的作用是防止12V電瓶接反，造成電路損壞。太陽能電池板通過J4經(jīng)VD1向電瓶充電。VD1的作用是防止太陽能電池板接反，造成電路損壞。R8和D3組成充電指示電路。
電阻R5和R6，組成電瓶電壓檢測電路，通過接口P6.6送入單片機MSP430F139，經(jīng)AD轉換后，作為亮度控制信息，對信號燈的亮度實施控制。當電瓶電壓低于11V時，將關閉信號燈，以保護電瓶。
U7組成系統(tǒng)上電復位電路。繼電器J6和電阻R1、R2、R3、R4組成仿真器JTAG接口，用于單片機MSP430F139內部程序的寫入。
本實用新型實施例無線交通人行條屏電路原理圖參見圖9。
單片機采用低功耗單片機MSP430F139，其中P2.0-P2.7通過U1(74HC245)與功能設置開關SW1相連，用于設置方向和功能。P4.0-P4.7和P5.0-P5.7通過U8、U10(74HC245)與15只MOS管的輸入相連，用于驅動條屏顯示字段。其中，MOS管Q2-Q5的輸出接MOS管Q13-Q16的輸入，MOS管Q13-Q16的輸出，分別接條屏顯示字段綠色、紅色的共陽端。MOS管Q6-Q12的輸出接倒計時器顯示字段的共陰端。通過分時掃描實現(xiàn)條屏的分段顯示。MOS管Q17-Q19的輸出分別接紅、黃、綠色人行燈。
P3.4-P3.7通過U3(MAX232)和無線模塊(SRWF-501)相連，用于接收控制指令及發(fā)送返回的信息。P3.0通過U8(74HC245)驅動發(fā)光管D1，作為系統(tǒng)的工作狀態(tài)指示。
12V電瓶電壓通過J5經(jīng)VD3接到SPX3819的輸入，經(jīng)SPX3819穩(wěn)壓后，為系統(tǒng)提供5V的工作電壓。5V的電壓再經(jīng)SP6203穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供3V的工作電壓。VD3的作用是防止12V電瓶接反，造成電路損壞。太陽能電池板通過J4經(jīng)VD1向電瓶充電。VD1的作用是防止太陽能電池板接反，造成電路損壞。R8和D3組成充電指示電路。
R5和R6，組成電瓶電壓檢測電路，通過P6.6送入單片機MSP430F139，經(jīng)AD轉換后，作為亮度控制信息，對信號燈的亮度實施控制。當電瓶電壓低于11V時，將關閉信號燈，以保護電瓶。
U7組成系統(tǒng)上電復位電路。J6和R1、R2、R3、R4組成仿真器JTAG接口，用于單片機MSP430F139內部程序的寫入。
權利要求1.一種太陽能無線控制交通信號燈系統(tǒng)，它包括設置在交通路口的交通信號燈組和無線交通信號控制機，其特征在于所述交通信號燈組由設置在燈桿上的機動車交通信號燈(1)、非機動車交通信號燈(2)、倒計時器(3)、人行條屏燈(4)、太陽能電池板(5)及電瓶、電瓶柜(6)構成，所述無線交通信號控制機包括CPU板、顯示面板、光電傳感器、無線傳輸模塊、天線；CPU板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、顯示器、按鍵接口和光感接口；顯示面板包括模擬路口顯示器、時鐘顯示器、狀態(tài)指示電路和輸入按鍵；所述光電傳感器、時鐘電路、狀態(tài)指示電路和輸入按鍵分別與低功耗單片機的輸入端口連接，無線傳輸模塊、天線通過串行接口與低功耗單片機通訊連接，模擬路口顯示器、時鐘顯示器分別與低功耗單片機輸出端口連接；太陽能電池板(5)輸出端與電瓶輸入端電連接，電瓶經(jīng)電源電路給系統(tǒng)提供電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的交通信號燈系統(tǒng)，其特征在于所述機動車交通信號燈(1)包括紅、黃、綠三種顏色的LED發(fā)光二極管構成的左轉箭頭指示燈板、直行箭頭指示燈板、右轉箭頭指示燈板，和控制驅動板、無線傳輸模塊和天線；控制驅動板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口和驅動MOS管；驅動MOS管的輸出端分別與所述指示燈板輸入端電連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的交通信號燈系統(tǒng)，其特征在于所述非機動車交通信號燈(2)包括自行車燈板；所述自行車燈板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成，其輸入端機動車交通信號燈的控制驅動板輸出端電連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的交通信號燈系統(tǒng)，其特征在于所述倒計時器(3)包括數(shù)字顯示字節(jié)板、控制驅動板、無線傳輸模塊、和天線；所述數(shù)字顯示字節(jié)板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成；控制驅動板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口和驅動MOS管；驅動MOS管的輸出端與數(shù)字顯示字節(jié)板輸入端電連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的交通信號燈系統(tǒng)，其特征在于所述人行條屏燈(4)包括分段顯示條屏板、控制驅動板、無線傳輸模塊、天線、太陽能電池板(7)及電瓶、電瓶柜(8)構成；所述分段顯示條屏板由紅、綠兩種顏色的LED發(fā)光二極管構成；控制驅動板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、電瓶電壓檢測電路、功能設置開關、輸出驅動接口和驅動MOS管；所述驅動MOS管輸出端與分段顯示條屏板輸入端電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能無線控制交通信號燈系統(tǒng)，包括設置在交通路口的交通信號燈組和無線交通信號控制機，所述交通信號燈組由設置在燈桿上的機動車交通信號燈、非機動車交通信號燈、倒計時器、人行條屏燈、太陽能電池板及電瓶、電瓶柜構成，所述無線交通信號控制機包括CPU板、顯示面板、光電傳感器、無線傳輸模塊、天線；CPU板包括低功耗單片機、時鐘電路、串行接口、顯示器、按鍵接口和光感接口；顯示面板包括模擬路口顯示器、時鐘顯示器、狀態(tài)指示電路和輸入按鍵。本實用新型的優(yōu)點在于實現(xiàn)無線傳輸多相位信號控制交通信號燈，通過無線模塊將控制方案發(fā)送給各個方向的控制驅動板按照接收的控制方案控制交通信號燈工作。
文檔編號G08G1/095GK2927214SQ20062003201
公開日2007年7月25日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權日2006年5月18日
發(fā)明者張衛(wèi)民 申請人:生茂光電科技股份有限公司