本發(fā)明屬于光纖型可變信息標志領(lǐng)域，具體地涉及一種用于控制和監(jiān)控vms?led燈的診斷系統(tǒng)，用于替代光纖式可變信息標志(vms)中使用的鹵素?zé)簟?/p>

背景技術(shù)：

1、自1990年代以來，可變信息標志(vms)是道路基礎(chǔ)設(shè)施涉及公共安全的重要元素，歐洲的許多vms都是以大型黑盒子的形式安裝在道路上方龍門架上，這些盒子內(nèi)部裝有多個鹵素反射燈。每盞燈都被安裝在一個合適的位置上將光投射到光纖束的一端，光纖束的另一端被分成許多小股引到盒子的一個表面，以小股末端發(fā)出的光點形成特定的點陣組交通標志。因此，當(dāng)盒子中不同的燈個體在控制中心的控制下逐個點亮?xí)r，在盒子的同一表面上就會點亮與其相應(yīng)而不同的點矩陣組交通標志，交通標志因而可以改變(因此可變)，形成了可變信息標志(vms)光纖信號燈箱。由于鹵素反光燈發(fā)出的所有光都指向一個單一方向集中在光纖束，出光面朝向迎面而來的車輛，因此交通標志顯得非常明亮。也可以在鹵素反光燈和光纖束之間添加彩色透鏡，除了發(fā)出原來基本的白光點外，還可配以包括發(fā)出紅色、綠色或琥珀色等顏色的光點。vms的技術(shù)要求在歐洲標準en12966“道路垂直標志——可變信息交通標志”中有規(guī)定。在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域，專利申請de4212124a1也介紹了一套具有光纖標志、鹵素?zé)粢约翱刂贫嗽O(shè)備的vms系統(tǒng)。

2、vms市場中存在競爭技術(shù)，例如使用led矩陣面板陣列的大型顯示牌。這種面板的優(yōu)點是能夠以不同的尺寸和顏色動態(tài)顯示圖形和字母數(shù)字。然而，此類led面板的初始購置成本仍然很高，更何況所有控制端設(shè)備、安裝結(jié)構(gòu)和軟件都需要同時更新以支持變更，因此led面板會更適合用于安裝在具戰(zhàn)略的位置或全新位置。許多簡單的vms仍然以光纖信號燈箱的形式令人滿意地運行，這些燈箱依靠著可靠的基礎(chǔ)設(shè)施支持，已經(jīng)運行了多年?；诠饫w的vms保證了交通標志的清晰識別，即使在極端天氣條件下，如霧、雨、雪、太陽等，也能在一個屏面上顯示各種不同選定信息(不同顏色的預(yù)設(shè)文字和/或符號)。維護工作減少到僅是更換光源(燈)，而不是更換昂貴的led矩陣面板。

3、vms光纖信號燈箱(vms信號燈箱)內(nèi)常用的鹵素反射燈規(guī)格為42v?65w50mm直徑，帶k2d燈頭，提供230流明輸出，預(yù)期壽命為2400小時(100天)。目前，具有相似流明輸出的led燈的使用壽命是其鹵素?zé)舻?0倍(2-3年)或更長，將所有vms燈更新為led有利于降低運營/維護成本并降低碳足跡。

4、各地有多個供應(yīng)商提供vms控制端基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。它們的控制和監(jiān)測功能基本相同，但其中也有一些細微差別。本發(fā)明所支持的控制端設(shè)備的主要特點是：

5、提供42v整流交流電點亮燈至full(滿度)輸出；

6、提供34v整流交流電點亮燈至dim(暗度)輸出；

7、提供36v電池直流電在緊急情況下點亮燈；

8、(有一些控制端設(shè)備的full/dim操作只提供切相整流交流電壓)；

9、感應(yīng)在亮燈時處于正常運行狀態(tài)(電壓和電流)；

10、在不亮燈的情況下，使用低電平或短脈沖檢測燈是否正常。

11、當(dāng)檢測到燈“故障”時，控制端會提醒操作員并停止使用該燈。

12、常規(guī)的mr16或gu10改裝led燈具有相似鹵素反射燈的物理尺寸，但由于它們的工作電流遠小于鹵素?zé)簦瑥亩鴮?dǎo)致控制端感應(yīng)失效，因此無法滿足直接更換的要求。此外，如果led驅(qū)動電路中的主要組件發(fā)生故障，改裝led燈可能無法自動將故障狀態(tài)傳回現(xiàn)有的控制端設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于控制和監(jiān)控vms?led燈的診斷系統(tǒng)，安裝在vms控制端設(shè)備的控制線和led燈之間，以便為vms的這個部分提供必要的控制和監(jiān)視功能，并且在控制端設(shè)備沒有任何改變的情況下，直接替代vms鹵素?zé)簟?/p>

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于控制和監(jiān)控vms?led燈的診斷系統(tǒng)，用于安裝在vms控制端設(shè)備的控制線和led燈之間，包括電源及控制電路、led驅(qū)動電路、故障檢測電路、電阻負載和受控鏈路；電源及控制電路的輸入端通過受控鏈路接控制線，電阻負載與電源及控制電路的輸入端并聯(lián)設(shè)置，電源及控制電路為led驅(qū)動電路供電，led驅(qū)動電路的輸出端用于接led燈，故障檢測電路用于監(jiān)測診斷系統(tǒng)和/或led燈的故障狀態(tài)并將故障信號傳輸給電源及控制電路，電源及控制電路根據(jù)接收到的故障信號控制受控鏈路斷開；電源及控制電路檢測控制線輸入的電壓狀態(tài)并發(fā)送相應(yīng)的調(diào)光信號給led驅(qū)動電路。

3、在正常操作期間，vms控制端設(shè)備向診斷系統(tǒng)提供不同的操作和測試電壓。診斷系統(tǒng)感測輸入電壓狀態(tài)，并向led燈提供full(滿度)或dim(暗度)輸出電流水平，以提供不同的亮度輸出。電阻負載在更換led燈后汲取跟鹵素?zé)粝嗨频墓ぷ麟娏?，使vms控制端設(shè)備感測到正常的工作電壓和電流，從而確定沒有發(fā)生故障。

4、當(dāng)led燈，或診斷系統(tǒng)的電源及控制電路，或led驅(qū)動電路出現(xiàn)故障時，其故障檢測電路會檢測到問題，讓電源及控制電路觸發(fā)受控鏈路斷開并從vms控制端設(shè)備分隔電阻負載和診斷系統(tǒng)，導(dǎo)致沒有電流流過。當(dāng)vms控制端設(shè)備檢測到工作電流異常時，它會停止該電路的工作并提醒操作員進行維護。

5、在一些實施例中，所述受控鏈路由繼電器和保險絲組成，保險絲與繼電器的觸點并聯(lián)設(shè)置，正常運行時觸點處于閉路狀態(tài)。

6、在一些實施例中，所述繼電器為set-reset(設(shè)置-重置)型的閉鎖繼電器，保險絲為延時型保險絲。

7、在一些實施例中，所述故障檢測電路分別通過連線監(jiān)測led燈電流和電源及控制電路的輸出，當(dāng)發(fā)生故障時，故障檢測電路經(jīng)電源及控制電路通過連接線對受控鏈路進行reset重置成斷開狀態(tài)。

8、在一些實施例中，所述電源及控制電路分配和調(diào)節(jié)從控制線提供的電壓，給led驅(qū)動電路和診斷系統(tǒng)中的所有其他電路使用。

9、在一些實施例中，所述電源及控制電路還帶有輔助電源，在電源及控制電路中的主電源發(fā)生故障的情況下，提供冗余供電以繼續(xù)操作受控鏈路。

10、在一些實施例中，所述電源及控制電路根據(jù)控制線上的電壓和/或切相時間來控制led驅(qū)動電路的開/關(guān)操作和調(diào)光功能。

11、在一些實施例中，所述led驅(qū)動電路通過連接線從電源及控制電路進行調(diào)光控制，led驅(qū)動電路的輸出通過連接線連接到led燈，并通過連接線連接到故障檢測電路。

12、在一些實施例中，所述電阻負載包括內(nèi)部電阻負載和可選連接器，可選連接器與內(nèi)部電阻負載并聯(lián)設(shè)置，可選連接器用于接外部電阻負載。

13、在一些實施例中，還包括盒子，電源及控制電路、led驅(qū)動電路、故障檢測電路、內(nèi)部電阻負載和受控鏈路均設(shè)置在盒子內(nèi)，可選連接器、led燈連接器及輸入端子連接線均伸出至盒子外。

14、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

15、本發(fā)明的診斷系統(tǒng)與led燈配合可以在控制端設(shè)備沒有任何改變的情況下，直接替代vms鹵素?zé)?，降低現(xiàn)有vms的改造工作量和成本，同時降低運營/維護成本并降低碳足跡。