专利名称：一种点阵式led车行倒计时器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于交通信号灯控制技术领域，具体涉及一种用于智能交通系统 (ITS)的点阵式LED车行倒计时器。
背景技术：
在很多大中小城市都安装有交通信号灯，在这些安装有交通信号灯的平面交叉路 口，一般都安装有红绿灯LED车行倒计时器，它的主要作用是向机动车辆提供当前红绿灯 的剩余时间，提高车辆启动反应速度以及提醒适时停车，可以极大地改善交通环境和减少 交通事故。传统车行倒计时器存在的不足一方面传统的车行倒计时器采用交流220V电源直接供电方法，在安装的过程中 必须从交通信号控制机或其他能够提供电源的设备向平面交叉路口各个方向的车行倒计 时器铺设电源线缆；为控制车行倒计时器的正常工作，还需铺设相应的控制信号线缆。由于 交通信号控制机或其他能够提供电源的设备一般距车行倒计时器较远，这就需要铺设大量 的线缆，即增加了成本，也不便安装。另一方面传统的车行倒计时器的显示器大多是七段数字显示器，它是由七段式 LED组成，利用字段的不同组合，可分别显示0 9的十个数字。这种成本低、控制简单，传 统的七段式LED车行倒计时器被普遍使用。随着我国经济的发展和技术的提高，一种新型的、人性化的、笔划优美、清晰可见、 高亮度的点阵式LED车行倒计时器应运而生，它不但可以显示0 9的十个数字，还可以显 示道路提醒和警示语等文字。
发明内容本实用新型的目的在于优化传统的车行倒计时器，提供一种美观、宜人、节约能 源、使用寿命长、安装方便的新型车行倒计时器。本实用新型的实现方式如下一种点阵式LED车行倒计时器，包括箱体、主控单元和点阵式LED显示屏，所述主 控单元和所述点阵式LED显示屏安装在所述箱体内，交通信号控制机输出到交通信号灯的 控制信号接入所述主控单元，作为所述倒计时器的工作电源和触发信号，所述主控单元控 制并驱动点阵式LED显示屏显示车行倒计时时间；所述主控单元包括有电压转换模块、控制模块和驱动模块；所述电压转换模块连 接交通信号控制机的输出信号，将交通信号控制机输出到交通信号灯的控制信号转换成 +5V的直流电压为点阵式LED车行倒计时器供电，并利用该电压的高低变化实现倒计时的 触发；电压转换模块与控制模块连接，控制模块将倒计时时间送到驱动模块进行显示扫描， 使其在点阵式LED显示屏上显示出车行倒计时时间。所述电压转换模块将交通信号控制机输出到交通信号灯的控制信号( 220V)转换成+5V的直流电压，作为点阵式LED车行倒计时器的工作电源，同时接入控制模块进行倒 计时，并由驱动模块点亮点阵式LED显示屏，显示出倒计时时间；控制模块由ATMEL公司生 产的AVR系列的AtmegaS单片机和相应的软件组成，所用AtmegaS单片机带有多路A/D转 换器、实时时钟和串行接口等硬件电路，且价格低廉；控制模块的软件部分包含控制和数据 处理两部分。所述的排车式LED车行倒计时器采用间接供电和自触发工作方式(当有通讯线 缆时，可直接控制点阵式LED车行倒计时器工作)，从交通信号控制机输出到交通信号灯的 红、黄、绿灯三路控制信号( 220V)中获取车行倒计时器的工作电源，同时也作为倒计时 的触发信号。由于从交通信号灯直接获取工作电源和倒计时的触发信号，使其在点阵式LED 车行倒计时器与交通控制信号机之间，不需单独铺设电源和信号电缆，这样既节省了费用， 又便于安装。控制模块的软件部分控制ATmegaS单片机循环地采集经电压转换模块输出的红、 黄、绿三路+5V直流电压信号，经ATmegaS单片机处理后，由驱动模块点亮点阵式LED显示 屏逐次递减地显示倒计时时间。所述主控单元还包括通讯模块，所述通讯模块与交通信号控制信号机连接，在铺 设有通讯电缆时，由交通信号控制信号机经通讯模块，再经控制模块和驱动模块，控制点阵 式LED车行倒计时器工作。点阵式LED显示屏由两块按9 X 16LED像素点阵列组成，可同时显示两位数字或一 个汉字(道路提醒和警示短语可采用循环显示方式)。点阵式LED显示屏的每个像素点由 一个红色LED和一个绿色LED构成。显示数字时，每位数字按8X16的像素阵列分布(两位 数字之间留有两列像素点，使两位数字分开，便于观看)；显示汉字时，每个汉字按16X16 的像素阵列分布。所述的点阵式LED显示屏作为车行倒计时器的显示屏，克服了传统车行倒计时器 不能显示道路和交通警示语(汉字)的缺点，使其既可以显示数字，又可以显示汉字。只要 改变相应的显示汉字信息就可以显示出各种汉字，例如可单个显示“慢”、“停”等汉字，也 可循环显示“各行其道”等道路提醒和警示短语，并且显示的数字和文字颜色醒目、笔画圆 滑优美、亮度高。本实用新型对点阵式LED车行倒计时器的防水防尘功能进行了设计，其方案是在 焊接LED像素点的电路板上表面灌有一层完全覆盖电路板表面及电路板之间、电路板与箱 体之间所有缝隙和LED下部2/3的封装绝缘层，封装绝缘层为双组份常温固化环氧灌封材 料，最后成型后为黑色固体晶状体。该封装绝缘层使得整个LED显示屏的正面仅有LED的 发光面与外界环境接触。这样，可大幅度强化电子器件的整体性，提高对外来冲击、震动的 抵抗能力，同时提高元件、电路之间的绝缘性能，避免元件、电路等直接暴露在外界环境中， 极大地提高了点阵式LED显示屏的防水、防尘能力。此外，在点阵式LED显示屏的箱体上方安装了遮光罩，可有效遮挡阳光的直接照 射，大大减少对LED像素点的发光影响，从而提高LED显示屏的显示对比度，改善显示效果。本实用新型的优点在于点阵式LED车行倒计时器与交通信号灯并联，使得交通 信号控制机输出到交通信号灯的控制信号，即是倒计时器的工作电源，也是倒计时的触发 信号，使其在点阵式LED车行倒计时器与交通控制信号机之间，不需单独铺设电源和信号电缆；点阵式LED显示屏由按阵列均勻分布的LED像素点组成，可显示出色彩均勻美观，笔 划圆滑优美、清晰度及亮度高的倒计时数字和道路提醒等警示文字；采用封装绝缘层设计 后，提高了车行点阵式LED显示屏的防水、防尘能力；箱体的背面设计有快捷安装结构，方 便与不同灯杆支架的安装。
图1为点阵式LED车行倒计时器的原理框图；图2为点阵式LED车行倒计时器正视图；图3为点阵式LED车行倒计时器侧视图；图4为点阵式LED车行倒计时器后视图；图5为控制和数据处理软件流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。图1为点阵式LED车行倒计时器的原理框图。点阵式LED车行倒计时器的工作电 源是通过并联在交通信号灯的红、黄、绿三路控制信号( 220V)获得的，经电压转换模块 整流、滤波和稳压后，得到红、黄、绿三路稳定的+5V直流电压，再由控制模块实现倒计时， 最后由控制模块将倒计时数据传送到驱动模块，在点阵式LED显示屏上完成倒计时的显 示。具体工作流程如下(以红灯信号为例)通电开机，交通信号控制机点亮红灯，红灯获 得控制信号( 220V)，同时并联在红灯上的点阵式LED车行倒计时器也获得控制信号( 220V)，经电压转换电路转换成+5V的直流电压信号，输入到控制模块(ATmegaS单片机)； 由ATmegaS单片机循环地检测红、黄、绿灯三路控制电压信号，所以当红灯的控制电压信号 到来时，控制模块就能检测到相应的信号，完成信号的获取，同时ATmegaS单片机的内部时 钟开始计时；等到红灯的控制信号结束后，内部时钟计时停止，并保存该时间作为红灯的倒 计时时间；至此，开机后的点阵式LED车行倒计时器“自学习”过程完成。采用同样的方式保 存绿灯的倒计时时间。如是黄灯信号，则显示3秒钟的倒计时时间或显示道路提醒及警示 等文字。此后，随着交通信号控制机红、绿、黄灯的控制信号周期性变化，点阵式LED车行倒 计时器均按已保存的红、绿灯的倒计时时间进行显示，直到断电关机。通讯模块作为备用， 当铺设有通讯电缆时，可由交通控制信号机直接控制点阵式LED车行倒计时器工作。图2为点阵式LED车行倒计时器正视图。LED点阵式倒计时器的大小为 630mm*530mm。LED点阵式倒计时器由遮光罩1、箱体2、点阵式LED显示屏3组成，其中点阵 式LED显示屏3是由两块9X 16的LED像素点阵列4和5组成，其中的每个LED像素点由 一个红色LED和一个绿色LED构成。图3为点阵式LED车行倒计时器侧视图。LED点阵式倒计时器的厚度为360mm，其 中箱体2为80mm ；安装架4为110mm，遮光罩1为170mm ；遮光罩1的高为185mm，这将根据 各个城市的光照角度来调整遮光罩的罩沿厚度。如在重庆主城区，遮光罩上部为170mm，下 部为23mm时，遮光的效果为最佳。图4为点阵式LED车行倒计时器后视图。安装架4上各有5个螺孔，选择不同的 螺孔位置就可以快捷、方便地在各种不同的灯杆支架上进行安装。[0030] 图5为控制和数据处理软件流程图。首先是上电并初始化，然后开始循环地检测 是否有红、黄、绿灯信号到来。如果有信号到来，判断是红灯、黄灯还是绿灯信号。若是红灯 或绿灯信号，则判断对应的倒计时缓冲区是否已保存有倒计时时间。若没有，就计算、保存 倒计时时间；若已保存有倒计时时间，此次获取的倒计时时间与缓冲区中已保存的时间求 平均，然后将倒计时缓冲区的数据进行显示扫描。若是黄灯信号，判断是显示3秒钟的倒计 时时间，还是显示道路提醒和警示语文字，然后进行显示扫描。扫描完后返回，继续检测是 否有红、黄、绿信号，不断地重复以上的处理过程，直至断电关机。
权利要求一种点阵式LED车行倒计时器，包括箱体、主控单元和点阵式LED显示屏，其特征在于所述主控单元和所述点阵式LED显示屏安装在所述箱体内，交通信号控制机输出到交通信号灯的控制信号接入所述主控单元，作为所述倒计时器的工作电源和触发信号，所述主控单元控制并驱动点阵式LED显示屏显示车行倒计时时间；所述主控单元包括有电压转换模块、控制模块和驱动模块；所述电压转换模块连接交通信号控制机的输出信号，将交通信号控制机输出到交通信号灯的控制信号转换成+5V的直流电压为点阵式LED车行倒计时器供电，并利用该电压的高低变化实现倒计时的触发；电压转换模块与控制模块连接，控制模块将倒计时时间送到驱动模块进行显示扫描，使其在点阵式LED显示屏上显示出车行倒计时时间。
2.根据权利要求1所述的点阵式LED车行倒计时器，其特征在于所述主控单元还包 括通讯模块，所述通讯模块与交通信号控制信号机连接，在铺设有通讯电缆时，由交通信号 控制信号机经通讯模块，再经控制模块和驱动模块，控制点阵式LED车行倒计时器工作。
3.根据权利要求1或2所述的点阵式LED车行倒计时器，其特征在于所述箱体的前 上方安装遮光罩，其背面安装架上设有与灯杆支架安装的螺孔。
4.根据权利要求3所述的点阵式LED车行倒计时器，其特征在于所述点阵式LED显 示屏由按阵列均勻分布的LED像素点组成，每个LED像素点由一个红色LED和一个绿色LED 构成。
5.根据权利要求3所述的点阵式LED车行倒计时器，其特征在于所述点阵式LED显示 屏由两块9X 16LED像素点阵列组成，同时显示两位数字或一个汉字。
6.根据权利要求3所述的点阵式LED车行倒计时器，其特征在于所述点阵式LED显示 屏在焊接LED像素点的电路板上表面灌有一层完全覆盖电路板表面及电路板之间、电路板 与箱体之间所有缝隙和LED下部2/3的封装绝缘层。
专利摘要本实用新型涉及一种点阵式LED车行倒计时器，由箱体、主控单元和点阵式LED显示屏组成。所述的主控单元由电压转换、控制、通讯和驱动模块组成。该点阵式LED车行倒计时器的显示屏是由按阵列分布的LED像素点组成，与传统的七段式数码显示相比，不仅能显示数字，还可以显示文字，所显示的数字或文字笔画圆滑、优美、清晰、亮度高，由于LED显示屏采用了封装绝缘层设计，提高了LED显示屏的防水、防尘能力；该点阵式LED车行倒计时器与交通信号灯并联，使得交通信号控制机输出到交通信号灯的控制信号，既是倒计时器的工作电源，也是倒计时的触发信号，故不需单独在点阵式LED车行倒计时器与交通控制信号机之间铺设电源和信号电缆，既节省了费用，也便于安装。
文档编号G08G1/095GK201638395SQ201020174008
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者汪然, 薛平, 郭科伟 申请人:重庆市易博数字技术有限公司