专利名称：一种节能型智能交通灯控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种智能交通控制系统领域，具体涉及到一种依据车辆多少控制交通灯显示时间的节能型智能交通灯控制系统。
背景技术：
经济高速发展，私家车的占有量不断增多，从而引发城市交通堵塞加剧、交通事故上升等一系列问题，目前传统交通灯控制法无法应对城市交通复杂性。虽然也提出了许多智能控制交通灯方案，但其供能模块主要依靠传统电线传输，没有很好的利用可再生能源未达到节能减排目的；同时系统中没有增加相应的应急道路疏通系统不能更好的服务社会。例外系统的自修复能力差，使得系统维护消耗大量人力、物力。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种节能型智能交通灯控制系统，通过带有自动修复功能的车辆检测节点提高节点实用寿命，通过压电系统的引入使得系统更好的实行能量自足达到节能效果。本发明最终目的是提高车辆通行率和系统的智能性、节能性。本发明解决其技术问题采用的技术如下:
一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:由设备供能系统、车辆检测系统、应急指示系统、无线通信系统、交通灯状态决策控制系统以及故障排除系统组成；所述设备供能系统增加了压电发电设备，增强供电系统的适应能力；所述车辆检测系统测量车流量为交通灯智能控制提供参考参数；所述应急指示系统开启应急线路提高应急效率；所述无线通信系统完成整个系统的无线通信。该节能型智能交通灯控制系统，进一步改进在于所述设备供能系统增加了压电发电设备节约能耗，该功能系统采用太阳能和压电能组合供电；压电能存储电池采用磷酸铁锂蓄电池，充电DC-DC转换电路应用ICL7663芯片实现，放电DC-DC电路采用PWM控制的晶体管实现，通过程控控制满足不同负载的需求。该节能型智能交通灯控制系统，进一步改进在于所述车辆检测系统采用磁阻传感器进行采集，信号调理电路采用FPAA技术实现，同时车辆检测系统调理电路增加备用调理电路；FPAA技术具有在线可重构特点这使得系统便于升级和系统自动修复。该节能型智能交通灯控制系统，进一步改进在于增加了应急系统，本系统主要及时调整指示方向为应急车辆疏通、指示路线，提高应急效率；应急车辆包括传统的110、120和119应急车辆以及特殊应急道路需求。该节能型智能交通灯控制系统，进一步改进在于增加了用户备用接口，此结构以便于以后用户车载设备的接入使得系统更好的服务社会，进一步提高系统的智能性。该节能型智能交通灯控制系统，进一步改进在于所述交通灯状态决策控制系统是通过车辆检测系统提供的车辆参考进行最优化方案推算并控制交通灯状态。该节能型智能交通灯控制系统，进一步改进在于所诉无线通信系统依据应用目的采用不同方式:车辆检测系统与主控制器采用近距离无线通信技术ZigBee，无车通过时车辆检测系统无线节点处于休眠态，当车辆通过时及时将采集的数据传输给交通灯状态决策控制系统；应急指示系统的远程控制通过移动通信网络实现，平常时处于接收态，当有故障或者数据上传指令时转为发送态发送相应数据。由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果:通过压电发电机的引入使得系统能量得以自动供给很好的克服了太阳能供电收到天气影响，同时无线系统休眠态和接收态设计以及低功耗器件设计电路使得能量得以进一步节省；应急指示系统的引入使得传统的交通设备具有了特殊应用功能使得应急能力得到提高，使得人民财产得到进一步保护；用户备用接口的保留使得系统升级空间更大，同时具有在线重构特性的FPAA技术应用使得系统使用寿命更高。通过上述技术的改进使得交通灯系统更加智能、节能。
图1系统结构框 图2车辆检测节点框 图3系统结构 图4压电能量采集 图5压电充电DC-DC转换电路 图6FPAA设计电路的一般流程；
图7单片FPAA芯片控制器配置电路图。
具体实现方式下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。本发明节能型智能交通灯控制系统，如图1所示:由设备供能系统、车辆检测系统、应急指示系统、无线通信系统、交通灯状态决策控制系统以及故障排除系统组成；所述设备供能系统为整个系统提供能量，确保系统的正常运作；所述车辆检测系统主要负责车流量测量为交通灯智能控制提供参考参数，具体电路结构框图如图2所示；所述应急指示系统开启应急线路提高应急效率；这个系统的连接通过无线通信系统来实现。如图3所示，车流量监测节点对通过异性磁阻传感器(HMC1022)对道路磁场进行测量判断是否变化，变化的话就计数器加I并发送信息个汇聚节点，然后后天处理器根据获得车量数据启动专家系统进行交通灯显示形式的控制，具体控制方式确定后传送给交通灯显示单元进行显示。该节能型智能交通灯控制系统还可以，如果交通部门有远程指令时，指令通过移动通信网络处到交通灯现场控制器上，然后控制器根据指令内容进行相应的操作；如果应急部分发送指令的话，指令通过移动通信网传输到现场控制器中的应急指示系统，启动应急指示系统，开启应急通道，使得应急路线更加畅通。应急系统主要通过相应路口提前5分钟进入应急路线指示，当应急车通过后自动切换为正常交通指示状态。应急情况例如110、120和119应急以及特殊应急道路需求。该节能型智能交通灯控制系统还可以通过压电发电机提供能量，压电能量采集结构如图4所示，压电材料在压力下产生电荷变化，电荷通过整流电路存储到储能电容上，然后通过DC-DC转化电路进行电压转换以满足蓄电池充电电压要求。具体DC-DC电路如图5所示。具体运算公式为:Vtjut=U(HVR2)(O 其中 Vset=L 3V±0.1V;
由Rp R2决定输出电压，其中，Vsrt= 1.3V为片内参考电压。设计时，输出电压的设计值为3V，选定R2=510KQ后，由(I)式计算得1^=6671^，这里札取6801^。根据设计输出电压Vout可维持在2.8-3.27V之间。该电路可将输入3V-16V电压范围变化的直流电压稳定在3V左右电压输出。放电DC-DC电路采用PWM控制的晶体管实现，通过程控控制满足不同负载的需求。该节能型智能交通灯控制系统中车辆检测系统还可以自动修复，信号调理电路采用具有在线可重构特点FPAA技术来实现，FPAA可以在线配置。这极大的增大了系统柔性，使得系统使用寿命更长。FPAA开 发模拟电路的一般流程如图6所示，FPAA芯片控制器配置电路如图7。该节能型智能交通灯控制系统还可以接入普通用户，系统中增加了用户备用接口，此结构以便于以后用户车载设备的接入使得系统更好的服务社会，进一步提高系统的智能性。该还可以通过专家系统对交通灯作出最优交通方案。本系统根据应用目的对无线通信系统采用不同组网方式:车辆检测系统与主控制器采用近距离无线通信技术ZigBee，无车通过时车辆检测系统无线节点处于休眠态，当车辆通过时及时将采集的数据传输给交通灯状态决策控制系统；应急指示系统的远程控制通过移动通信网络实现，平常时处于接收态，当有故障或者数据上传指令时转为发送态发送相应数据。
权利要求
1.一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:由设备供能系统、车辆检测系统、应急指示系统、无线通信系统、交通灯状态决策控制系统以及故障排除系统组成；所述设备供能系统增加了压电发电设备，增强供电系统的适应能力；所述车辆检测系统测量车流量为交通灯智能控制提供参考参数；所述应急指示系统开启应急线路提高应急效率；所述无线通信系统完成整个系统的无线通信。
2.根据权利要求1所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述设备供能系统增加了压电发电设备节约能耗。
3.根据权利要求1、2所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述设备供能系统采用太阳能和压电能供电，压电能存储电池采用磷酸铁锂蓄电池充电DC-DC转换电路ICL7663芯片实现，放电DC-DC电路采用PWM控制的晶体管实现。
4.根据权利要求1所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述车辆检测系统采用磁阻传感器进行采集，信号调理电路采用FPAA技术实现，同时车辆检测系统调理电路增加备用调理电路。
5.根据权利要求1所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述应急系统主要及时调整指示方向为应急车辆疏通、指示路线，提高应急效率。
6.根据权利要求1、5所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述应急车辆为110、120和119应急车辆以及特殊应急道路需求。
7.根据权利要求1所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述用户备用接口以便于以后用户车载设备的接入使得系统智能化进一步提高。
8.根据权利要求1所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述交通灯状态决策控制系统是通过车辆检测系统提供的车辆参考进行最优化方案推算并控制交通灯状态，优化方案有专家系统进行决策。
9.根据权利要求1所述的一种节能型智能交通灯控制系统，其特征在于:所述无线通信系统，车辆检测系统与主控制器采用ZigBee技术实现，无车通过时处于休眠态当车辆通过时及时将采集的数据传输给交通灯状态决策控制系统；应急指示系统的远程控制通过移动通信网络实现，平常时处于接收态，当有故障或者数据上传指令时转为发送态发送相应数据。
全文摘要
本发明公开一种节能型智能交通灯控制系统，所述节能为系统采用压电设备进行能量进一步补给，克服太阳能供电受天气情况的影响；所述智能为系统通过对车人流量的采集，根据车流量的大小对交通灯显示时间进行调节，克服传统交通灯无车和人时长时间等待问题。该系统实现了交通灯控制的智能化，在一定程度减少交警的劳动强度、缓解交通阻塞、提高交通管理效率和灵活性、减少交通事故、降低能源消耗、减轻环境污染。
文档编号G08G1/07GK103198676SQ201310093250
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月21日 优先权日2013年3月21日
发明者孙广辉, 朱正伟, 张丹 申请人:孙广辉