专利名称：新型交通灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交通信号灯，尤指一种根据路口车流量分配通行时间的交通信号灯。
背景技术：
目前，一些主要城市十字路口处的交通信号灯，其闪烁时间的设定普遍采用的是定时控制方式。即路口每条道路通行的时间都是预先设定好的，或是在高峰期由警察人为控制时间长短的设定，这种控制方式存在一定的盲目性。各条道路放行的时间与通过这条道路的车流量无关，更不会随着一天内不同时间车流量的不同而相应地调整。这势必造成交通堵塞。
城市交通堵塞日趋严重，现行交通信号灯定时控制不合理正是造成这一问题的重要原因之一。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种新型交通灯，该交通灯对通过路口的车流量进行实时测算，根据车流量控制路口各方向开通时间、分配各方向的通行时间，从而解决现有技术存在的缺点，解决交通堵塞的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案这种新型交通灯，它主要由交通信号灯、光电对管和控制电路板构成；所述光电对管设置在每一方向道路两端；每一对光电对管的输出端与所述控制电路板信号输入端相连，将计数结果输送给控制电路板上的微电脑处理器(CPU)；所述控制电路板的信号输出端与交通信号灯相连。
所述控制电路板主要包括微电脑处理器、EEPROM存储器；所述光电对管的输出端通过八总线驱动器与微电脑处理器的P1口相连，将计数结果输送给微电脑处理器；微电脑处理器的P0口通过地址锁存器与EEPROM存储器的地址口A0-A7相连，微电脑处理器的P20-P22与EEPROM存储器的地址口A8-A10相连，微电脑处理器的P0口又与EEPROM存储器的数据口相连，微电脑处理器的P3口通过八总线驱动器与所述交通信号灯。
由于本实用新型采用以上设计方案，控制电路板上的微电脑处理器根据光电对管对来往车辆实时监控、计数的结果，运行存储在EEPROM中的程序，控制路口各方向开通时间、分配各方向的通行时间，再驱动交通灯作出合理显示，从而解决了现有路口各条道路放行的时间与通过这条道路上的车流量无关的弊端。而是根据各方向车流量的变化控制路口各方向开通时间、分配各方向的通行时间，从根本上解决交通堵塞的问题。
图1本实用新型光电对管安装位置示意图。
图2为本实用新型控制电路部分电路原理图。
图3为本实用新型程序流程图1。
图4为本实用新型程序流程图2。
图5为本实用新型控制子程序流程图。
图6为本实用新型各计时时间段示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步详细说明。
本实用新型主要由交通信号灯、光电对管和控制电路板构成。
如图1所示，本实用新型在每条道路上分别安装一对光电对管，对来往车辆进行计数。目前，主要的城市，其道路通常都有8条不同方向车道(右行不予考虑，4条直行，4条左转)。本实用新型根据实际情况将8条不同方向车道，两两编成一对(如图1中的①①′、②②′、③③′、④④′就是一对)，共编为4对，分别在每一方向道路两端设置一对光电对管，对来往车辆进行计数。每一对光电对管的输出端与控制电路板相连，将计数结果输送给控制电路板上的微电脑处理器(CPU)。
如图2所示，本实用新型控制电路板主要包括微电脑处理器U1(80C31)、EEPROM存储器U2(28C16)。其核心部分是八位微电脑处理器80C31。由于U1(80C31)内部不含程序存储器，它所运行的程序被置于外部的2K EEPROM U2(28C16)中。
每只光电对管(D1-D8)的输出端通过八总线驱动器U3(74HC244)与U1的P1口相连，将计数结果输送给微电脑处理器U1。U1的P0口通过地址锁存器U4(74LS373)与U2(28C16)的地址口A0-A7相连，P20-P22与U2的地址口A8-A10相连，同时，U1的P0口又与U2的数据口相连，读取存储在U2内的程序。U1的P3口通过八总线驱动器U5(74LS244)与信号灯LED1-LED8相连，用于控制16个信号灯(8个红灯和8个绿灯)。由于8条道路(如图1示)被两两编成一对，每对同时放行，所以每对对应的发光二极管被串联起来，同时点亮或熄灭。
U1的P1口主要负责从光电管读入信号。每一只光电管都与电阻排中的1只470K电阻串联起来，接在电源两端，见图7。没有光照的时候，即发光管发出的光束被车辆遮住时，光电管中的暗电流很小，只有0.2μA，所以此时电源电压被大部分分配在光电管上。有光照的时候，光电管中的电流增大到几十微安，情况就恰好反了过来。光电管的正极被联接在U3(74HC244)上，HCMOC器件输入阻抗很高，所以对光电管的分压状况没有什么影响，光电管的信号经这一级缓冲之后被送入U1的P1口中。
控制电路板上的微电脑处理器U1根据光电对管对来往车辆计数的结果，运行存储在U2内的程序，控制路口各方向开通时间、分配各方向的通行时间，再驱动交通灯作出合理显示。
对于现在城市道路所常见的有8条不同方向车道(4条直行，4条左转)的情况，本实用新型实施方案将8条不同方向车道，两两编成一对(如图2中的①①′、②②′、③③′、④④′就是一对)，共可编为4对。每对同时放行，每对放行时间为 具体执行过程为各条道路均安装一对光电对管，对驶向路口的车辆进行计数，把计数结果汇总到微电脑处理器U1中进行运算，再驱动交通灯作出合理显示。
在每条道路放行之前计算出应当放行的时间。由各路光电对管送来的信号保存在8个寄存器中ni(i＝1，2，3，4)为i号从上次放行结束到这次放行开始，i号路上检测到的车数；si(i＝1，2，3，4)为i号路上次放行结束到这次放行开始之前，所有道路检测到的车数总和。从而i号路应放行的时间为t＝(ni/ns)×T(T为时间常数)。如果在某段时间内各条道路均没有检测到车，则各条道路放行时间统一设置为一常数(本演示模型设定为7.5秒)。对于具体计算，现举例如下若从1号路上次放行到这次放行之前，1、2、3、4号路分别通过了10、20、30、40辆车，则n1＝10，s1＝100；若T＝60s，则1号路放行时间为(10/100)×60＝6s。
说明的是(1)光电对管应装在距路口有相当一段距离(大约几十米到几百米范围内)的地方，它可以检测到正在驶向路口或正在等候红灯而尚未通过路口的车辆，如果某条道路口上的检测到的车数多，那么其被分配的放行时间则长，反之亦然。
(2)本实用新型把来自4个方向、8条左转和直行车道分为互不相干的4组(见图1)，按组依顺序号1、2、3、4依次放行，每个来车方向的车辆都应在被光电对管计数前就驶入各自预备通过的左转和直行的车道。
(3)实际交通道路中还有一条单独用于右转弯行驶的车道，他们不会干扰其它车道，故本实用新型未予考虑。
这种新型红绿灯执行过程的数学模型如下设ni(i＝1，2，3，4)——从第i号道路上次放行结束到这次放行之前，第i号道路上检测到的车数；si(i＝1，2，3，4)——从第i号道路上次放行结束到这次放行之前，所有道路上检测到的车数总和；m——正在放行的路口或正在被计算放行时间且即将放行的路口的编号；t——当前路口预备放行时间。
本实用新型可分为两个子模型，每个子模型均可对上述这些全局变量进行读取或修改。
第一个子模型负责读取和处理光电管送来信号，每间隔5ms定时执行一次。其流程图见图3。
第二个子模型用于计算当前路口将被放行的时间，其流程图见图4。
需要说明的是说本控制程序是通过一块80C31单片机来实现的。上述两个子模型分别由两个定时器中断子程序来实现，见图5。子程序①每隔5ms定时执行一次，子程序②计算出时间t后，改变红绿灯显示，并把t置入定时器0，当定时器到时的时候，子程序②又一次被执行。子程序①、②执行情况如图5所示。
如果某段时间内各条道路均无车辆驶来，本模型为便于演示将各条道路放行时间统一设置为7.5s。在上述两个子模型流程图中，分别设置S1、S2、S3、S44个变量，这4个变量虽都为所有路口检测到的车辆总和，但它们是有差别的，其差别在于它们计数的起点和终点不同，所被计数的车辆都是尚未通过红绿灯路口的车辆数，所以第i(i＝1，2，3，4)条道路计时的时间段及nm，sm的计时时间段如图6所示。
权利要求1.一种新型交通灯，其特征在于它主要由交通信号灯、光电对管和控制电路板构成；所述光电对管设置在每一方向道路两端；每一对光电对管的输出端与所述控制电路板信号输入端相连，将计数结果输送给控制电路板上的微电脑处理器(CPU)；所述控制电路板的信号输出端与交通信号灯相连。
2.根据权利要求1所述的新型交通灯，其特征在于所述控制电路板主要包括微电脑处理器、EEPROM存储器；所述光电对管的输出端通过八总线驱动器与微电脑处理器的P1口相连，将计数结果输送给微电脑处理器；微电脑处理器的P0口通过地址锁存器与EEPROM存储器的地址口A0-A7相连，微电脑处理器的P20-P22与EEPROM存储器的地址口A8-A10相连，微电脑处理器的P0口又与EEPROM存储器的数据口相连，微电脑处理器的P3口通过八总线驱动器与所述交通信号灯。
专利摘要本实用新型公开了一种新型交通灯,它主要由交通信号灯、光电对管和控制电路板构成。它是在每一方向道路两端设置一对光电对管;每一对光电对管的输出端与控制电路板信号输入端相连,将计数结果输送给控制电路板上的微电脑处理器(CPU);控制电路板的信号输出端与交通信号灯相连。控制电路板上的微电脑处理器根据光电对管对来往车辆计数的结果,运行存储在EEPROM中的程序,控制路口各方向开通时间、分配各方向的通行时间,再驱动交通灯作出合理显示。从而解决了现有路口各条道路放行的时间与通过这条道路上的车流量无关的弊端。
文档编号G08G1/00GK2491923SQ01232950
公开日2002年5月15日 申请日期2001年8月9日 优先权日2001年8月9日
发明者陈曦, 林一青 申请人:陈曦, 林一青