專利名稱：交通信號(hào)控制機(jī)負(fù)載參數(shù)高精度檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種交通信號(hào)控制設(shè)備，具體地說是一種交通信號(hào)控制 機(jī)負(fù)載參數(shù)高精度檢測(cè)電路，可用于高精度數(shù)字化檢測(cè)信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路的電 壓和電流，對(duì)信號(hào)機(jī)的負(fù)載(信號(hào)燈)進(jìn)行智能化故障判斷。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，道路交通信號(hào)控制技術(shù)越來越智能化、數(shù) 字化，交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，路口交通信號(hào)控制機(jī)(下稱 "信號(hào)機(jī)")通過光纖或電纜通信信道連接到中心控制機(jī)，中心控制機(jī)對(duì)一個(gè) 區(qū)域(或城市)內(nèi)的交叉路口進(jìn)行交通信號(hào)的協(xié)調(diào)控制，并根據(jù)各個(gè)路口信 號(hào)機(jī)所上傳的故障診斷信息進(jìn)行匯總、報(bào)警，讓有關(guān)人員能夠及時(shí)得到路口 設(shè)備的故障信息，及時(shí)進(jìn)行維修維護(hù)，減小路口設(shè)備故障對(duì)交通的影響。
目前，大多數(shù)路口信號(hào)機(jī)通過檢測(cè)信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路的電壓，對(duì)信號(hào)機(jī)是 否正常工作進(jìn)行故障判斷，技術(shù)先進(jìn)的信號(hào)機(jī)可以檢測(cè)信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路有無 電流，對(duì)信號(hào)機(jī)的負(fù)載(信號(hào)燈)進(jìn)行故障判斷。
現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，特別是在大型路口和復(fù)雜路口，設(shè)置的信號(hào)燈數(shù)量非常多， 有機(jī)動(dòng)車燈、非機(jī)動(dòng)車燈、行人燈、輔助燈等。受限于信號(hào)機(jī)燈驅(qū)動(dòng)輸出端 子的數(shù)量，往往是將燈色變換相同的信號(hào)燈并接在一起，連接到信號(hào)機(jī)的一 個(gè)燈驅(qū)動(dòng)輸出端子(下稱"并燈")。
一般來說，越是重要的大型路口和復(fù)雜路口，設(shè)置的信號(hào)燈數(shù)量越多， 并燈現(xiàn)象亦越多。越是重要的路口，信號(hào)燈故障對(duì)交通的影響亦越大。
現(xiàn)有信號(hào)機(jī)對(duì)信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路電流的檢測(cè)僅限于"有無"判斷，只能判 別全故障，不能細(xì)分部分故障。對(duì)于單燈負(fù)載，信號(hào)機(jī)的一個(gè)燈驅(qū)動(dòng)輸出端 子只接一個(gè)信號(hào)燈，信號(hào)燈發(fā)生故障時(shí)，信號(hào)機(jī)的燈驅(qū)動(dòng)回路無電流，故障 判別是非常有效的。然而，對(duì)于并燈負(fù)載，信號(hào)機(jī)的一個(gè)燈驅(qū)動(dòng)輸出端子接 有多個(gè)信號(hào)燈，其中一個(gè)信號(hào)燈發(fā)生故障時(shí)，信號(hào)機(jī)的燈驅(qū)動(dòng)回路仍然有電 流存在，現(xiàn)有的信號(hào)機(jī)無法判別此類故障。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種交通信號(hào)控制機(jī)負(fù)載參數(shù)高精度檢測(cè)電 路，以便當(dāng)一個(gè)信號(hào)燈發(fā)生故障時(shí)，信號(hào)機(jī)仍能判別此類故障。
按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，電流互感器串接在負(fù)載RL和控制開
關(guān)K組成的回路中，電壓互感器并接在負(fù)載RL的兩端，電流互感器連接到 運(yùn)算放大器opl的輸入端，電壓互感器連接到運(yùn)算放大器op2的輸入端，其 中電阻R1、 R2、 R3組成運(yùn)算放大器opl的偏置電路，電阻R4、 R5、 R6組 成運(yùn)算放大器叩2的偏置電路，運(yùn)算放大器opl與運(yùn)算放大器叩2的輸出端 連接到多路選擇開關(guān)的輸入端，多路選擇開關(guān)的輸入端連接到微處理器mpu 的一個(gè)控制端口，多路選擇開關(guān)的輸出端連接到A/D變換器的輸入端，A/D 變換器的輸入端也連接到微處理器mpu的一個(gè)控制端口 ， A/D變換器的輸出 作為微處理器mpu的輸入，微處理器mpu連接到數(shù)據(jù)總線。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)有技術(shù)對(duì)信號(hào)機(jī)負(fù)載的檢測(cè)局限于"有無"判 斷，檢測(cè)精度差，對(duì)于"并燈"負(fù)載，無法判別個(gè)別信號(hào)燈的故障。本實(shí)用 新型采用數(shù)字化技術(shù)對(duì)信號(hào)機(jī)的負(fù)載參數(shù)(電流、電壓)進(jìn)行高精度數(shù)字化 測(cè)量，提高了信號(hào)機(jī)乃至城市道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)的智能化程度，能夠?qū)?時(shí)監(jiān)控信號(hào)機(jī)燈驅(qū)動(dòng)負(fù)載的變化，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)警，減少了路口設(shè)備 故障的存在時(shí)間，使路口設(shè)備故障對(duì)交通的影響降到最小。

圖1為交通信號(hào)控制機(jī)負(fù)載參數(shù)高精度檢測(cè)電路具體實(shí)施方式
(1) 原理圖說明
電流互感器l串接在負(fù)載RL和控制開關(guān)K組成的回路中，電壓互感器 6并接在負(fù)載RL的兩端，電流互感器1連接到運(yùn)算放大器opl的輸入端， 電壓互感器6連接到運(yùn)算放大器op2的輸入端，其中電阻R1、 R2、 R3組成 運(yùn)算放大器opl的偏置電路，電阻R4、 R5、 R6組成運(yùn)算放大器叩2的偏置 電路，兩個(gè)運(yùn)算放大器opl與運(yùn)算放大器op2的輸出端連接到多路選擇開關(guān) 2的輸入端，多路選擇開關(guān)2的輸入端連接到微處理器(mpu) 4的一個(gè)控制 端口，多路選擇開關(guān)2的輸出端連接到A/D變換器3的輸入端，A/D變換器 3的輸入端也連接到微處理器4的一個(gè)控制端口， A/D變換器3的輸出作為 微處理器4的輸入，微處理器4連接到數(shù)據(jù)總線5。
(2) 工作原理及過程
圖1列出了信號(hào)機(jī)的單路負(fù)載參數(shù)檢測(cè)電路，多路負(fù)載參數(shù)檢測(cè)電路可 以共用其中的多路選擇開關(guān)2、 A/D變換器3、微處理器4。信號(hào)機(jī)的每一路 輸出控制都按照?qǐng)D1所示電路進(jìn)行檢測(cè)。
當(dāng)信號(hào)燈(負(fù)載RL)在信號(hào)機(jī)的控制下處于點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)(控制開關(guān)K 接通)，負(fù)載回路存在電壓和電流，并接在負(fù)載兩端的電壓互感器6和串接在
負(fù)載回路中的電流互感器1有電壓輸出，經(jīng)適當(dāng)放大，接入多路選擇開關(guān)2。 多路選擇開關(guān)在微處理器mpu的控制下，選定其中的一路，進(jìn)行A/D變換， 將負(fù)載電流或電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由微處理器mpu讀取，通過信號(hào)機(jī)內(nèi)部 的數(shù)據(jù)總線5傳送至信號(hào)機(jī)主控，并可上傳中心控制機(jī)。
當(dāng)信號(hào)燈在信號(hào)機(jī)的控制下處于熄滅狀態(tài)時(shí)(控制開關(guān)K斷開)，負(fù)載 回路的電壓和電流為0，微處理器mpu讀取的數(shù)字信號(hào)也為0。
在信號(hào)機(jī)的運(yùn)行過程中，信號(hào)燈的功率基本穩(wěn)定，當(dāng)負(fù)載回路處于接通 狀態(tài)時(shí)，回路的電流與電壓成-一定的比率關(guān)系。中心控制機(jī)、信號(hào)機(jī)主控機(jī) 可以通過信號(hào)機(jī)每一路負(fù)載的電壓、電流數(shù)據(jù)，通過分析計(jì)算，剔除電源波 動(dòng)的因素，存儲(chǔ)每一路負(fù)載的功率數(shù)據(jù)。
若信號(hào)機(jī)的某個(gè)信號(hào)燈故障，負(fù)載功率發(fā)生變化，中心控制機(jī)、信號(hào)機(jī) 主控機(jī)根據(jù)回路的電流、電壓數(shù)字信號(hào)的相應(yīng)計(jì)算結(jié)果，比對(duì)存儲(chǔ)的負(fù)載數(shù) 據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并予報(bào)警。
權(quán)利要求1、交通信號(hào)控制機(jī)負(fù)載參數(shù)高精度檢測(cè)電路，其特征是電流互感器串接在負(fù)載(RL)和控制開關(guān)(K)組成的回路中，電壓互感器并接在負(fù)載(RL)的兩端，電流互感器連接到運(yùn)算放大器(op1)的輸入端，電壓互感器連接到運(yùn)算放大器(op2)的輸入端，其中電阻R1、R2、R3組成運(yùn)算放大器(op1)的偏置電路，電阻R4、R5、R6組成運(yùn)算放大器(op2)的偏置電路，運(yùn)算放大器(op1)與運(yùn)算放大器(op2)的輸出端連接到多路選擇開關(guān)的輸入端，多路選擇開關(guān)的輸入端連接到微處理器(mpu)的一個(gè)控制端口，多路選擇開關(guān)的輸出端連接到A/D變換器的輸入端，A/D變換器的輸入端也連接到微處理器(mpu)的一個(gè)控制端口，A/D變換器的輸出作為微處理器(mpu)的輸入，微處理器(mpu)連接到數(shù)據(jù)總線。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種交通信號(hào)控制設(shè)備，具體地說是一種交通信號(hào)控制機(jī)負(fù)載參數(shù)高精度檢測(cè)電路。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，電流互感器串接在負(fù)載RL和控制開關(guān)K組成的回路中，電壓互感器并接在負(fù)載RL的兩端，電流互感器連接到運(yùn)算放大器op1的輸入端，電壓互感器連接到運(yùn)算放大器op2的輸入端，運(yùn)算放大器op1與運(yùn)算放大器op2的輸出端連接到多路選擇開關(guān)的輸入端，多路選擇開關(guān)的輸入端連接到微處理器mpu的一個(gè)控制端口，多路選擇開關(guān)的輸出端連接到A/D變換器的輸入端，A/D變換器的輸入端也連接到微處理器mpu的一個(gè)控制端口，微處理器mpu連接到數(shù)據(jù)總線。本實(shí)用新型可以在一個(gè)信號(hào)燈發(fā)生故障時(shí)，信號(hào)機(jī)仍能判別此類故障。
文檔編號(hào)G08G1/07GK201063201SQ20072004071
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者何廣進(jìn), 方學(xué)新, 胡家彬, 雷 苑, 袁建華 申請(qǐng)人:公安部交通管理科學(xué)研究所