一种高效通信智能交通信号控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效通信智能交通信号控制系统，与现有技术相比解决了交通信号控制系统通信速度低、稳定性差的缺陷。本发明包括灯组监控模块和智能管理模块，智能管理模块的以太网变压器A通过以太网A连入智能交通局域网，灯组监控模块的CAN收发器B通过CAN总线与智能管理模块的CAN收发器A相连，灯组管理单元A和灯组管理单元B的CAN总线接口分别通过CAN总线与智能管理模块相连，机柜监控单元、车辆检测单元A和车辆检测单元B连入以太网B，以太网B与智能管理模块的以太网变压器B相连。本发明提高了系统传输速率，提高了道路交通信号控制系统的智能化、可靠性水平。
【专利说明】一种高效通信智能交通信号控制系统
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及智能交通【技术领域】，具体来说是一种高效通信智能交通信号控制系统。
[0003]
【背景技术】
[0004]交通信号控制系统根据给定的信号灯控制顺序要求及实时交通流信息，分析计算出合理的交通信号控制方案，并控制道路交通信号灯的运行，是道路交通系统的核心控制装置。随着我国道路交通系统的快速发展，更多电气设备的应用产生的电磁干扰也更复杂，要求交通信号控制系统传输、处理的数据量也越来越大，控制方案的适应性及时间精度要求也越来越高。同时由于交通信号控制的重要性，需要更可靠的判断信号灯及信号机自身的各种故障，并合理的调整运行方案。
[0005]当前的交通信号控制系统内部多采用RS485、RS232等串行通信方式，其抗干扰能力较弱、稳定性不足；通信速率较低、难以传输较大数据量的信息，也难以适应复杂交通信号的判断处理。如何开发出一种能够高效传输的交通信号控制系统已经成为急需解决的技术问题。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了解决现有技术中交通信号控制系统通信速度低、稳定性差的缺陷，提供一种高效通信智能交通信号控制系统来解决上述问题。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种高效通信智能交通信号控制系统，包括后台管控中心，后台管控中心连入智能交通局域网，还包括灯组监控模块和智能管理模块，智能管理模块的以太网变压器A通过以太网A连入智能交通局域网，灯组监控模块的CAN收发器B通过CAN总线与智能管理模块的CAN收发器A相连，灯组管理单元A和灯组管理单元B的CAN总线接口分别通过CAN总线与智能管理模块相连，机柜监控单元、车辆检测单元A和车辆检测单元B连入以太网B，以太网B与智能管理模块的以太网变压器B相连。
[0009]所述的智能管理模块包括主控CPU，以太网变压器A通过以太网PHY控制器A与主控CPU相连，以太网变压器B通过以太网PHY控制器B与主控CPU相连，CAN收发器A通过CAN隔离电路A与主控CPU相连，电源转换电路A和存储器分别与主控CPU相连。
[0010]所述的灯组监控模块包括CPU模块，CAN收发器B通过CAN隔离电路B与CPU模块相连，黄灯控制电路通过10扩展电路与CPU模块相连，电源转换电路B与CPU模块相连。
[0011]所述的主控CPU的型号为Cotex-A8。
[0012]所述的CPU模块的型号为STM32。
[0013]有益效果
本发明的一种高效通信智能交通信号控制系统，与现有技术相比提高了系统传输速率，提高了道路交通信号控制系统的智能化、可靠性水平，解决了智能交通信号控制系统的高效传输问题以及信号灯控制的双重管控技术。通过更高效可靠的CAN通信及以太网通信架构，实现交通信号控制系统大数据量信息的有效传输、实现对信号灯控制及车辆信息的及时交互；通过灯组监控模块对系统的实时监控及控制实现对信号灯的双重可靠控制、确保信号灯及其控制系统出现故障时的调整方案运行和独立黄闪控制。
[0014]
【专利附图】
【附图说明】
图1为本发明的电路连接框图；
图2为本发明中智能管理模块的电路连接框图；
图3为本发明中灯组监控模块的电路连接框图；
其中，1-机柜监控单元、2-灯组监控模块、3-智能管理模块、4-灯组管理单元A、5-灯组管理单元B、6-车辆检测单元A、7-车辆检测单元B、8-后台管控中心、9-以太网BUO-CAN总线、11-智能交通局域网、12-以太网A、21-CPU模块、22-CAN隔离电路B、23-CAN收发器B、24-黄灯控制电路、25-10扩展电路、26-电源转换电路B、31-主控CPU、32_CAN隔离电路
A、33-CAN收发器A、34-以太网变压器A、35-以太网PHY控制器A、36-以太网PHY控制器
B、37-以太网变压器B、38-存储器、39-电源转换电路A。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:
如图1所示，本发明所述的一种高效通信智能交通信号控制系统，包括后台管控中心8，后台管控中心8负责对路口交通信号控制系统的实时远程监控及管理，可为单独的区域控制中心，也可为多级管理平台组成的系统。后台管控中心8连入智能交通局域网11，通过智能交通局域网11进行交通信息管控。
[0017]还包括灯组监控模块2和智能管理模块3，智能管理模块3是信号控制系统的管理核心及信息传输中心，负责将接收到的车流量信息及信号控制需求进行分析计算，以实时优化信号控制方案；灯组监控模块2为智能交通控制系统的二级管理核心部件，负责在智能管理模块3失效时，对信号机灯组基本配置方案的下发管理，保证信号机的基本运行，内部有若干路黄灯控制电路，可实现在信号灯、灯组管理单元、系统通信等方面出现故障时，对信号灯进行独立的黄闪控制。在无其它部件时，灯组监控模块2也可与多个灯组管理单元独立实现对信号灯组的基本有效控制。
[0018]如图2所示，智能管理模块3包括主控CPU31，主控CPU31可以选用主频IGHz的Cotex-A8处理器。以太网变压器A34通过以太网PHY控制器A35与主控CPU31相连，以太网变压器B37通过以太网PHY控制器B36与主控CPU31相连。以太网PHY控制器A35和以太网变压器B37用于实现各以太网间的网络隔离、滤波处理。主控CPU31具备2路以太网接口，通过以太网PHY控制器实现主控CPU31与以太网信息的转换。CAN收发器A33通过CAN隔离电路A32与主控CPU31相连，主控CPU31具备I路CAN接口，通过CAN隔离电路A32可有效的实现与外部模块的电气隔离，进而通过CAN收发器A33，实现CAN信号与外部设备的交互。电源转换电路A39和存储器38分别与主控CPU31相连，电源转换电路A39为智能管理模块3内的各部件进行供电，存储器38用于进行系统方案、交通流、抓拍的图片等信息的临时或长期存储。
[0019]如图3所示，灯组监控模块2包括CPU模块21，CPU模块21自身可存储备用的信号运行方案，以便必要时执行系统控制权，CPU模块21可以采用32位ARM微处理器芯片STM32。CAN收发器B23通过CAN隔离电路B22与CPU模块21相连，CPU模块21具备I路CAN接口，通过CAN隔离电路B22可有效的实现与外部模块的电气隔离，进而通过CAN收发器B23，实现CAN信号与外部设备的交互。CPU模块21同时也可独立控制系统黄灯的运行，可在系统出现故障时使信号灯独立黄闪运行，而由于黄灯数量较多，CPU模块21的1 口数量及自身的电流驱动能力有限，CPU模块21需经过1扩展电路25实现对黄灯的有效控制，黄灯控制电路24通过1扩展电路25与CPU模块21相连，实现黄灯控制功能的扩展。电源转换电路B26与CPU模块21相连，对灯组监控模块2各部件进行供电。
[0020]如图1所示，智能管理模块3的以太网变压器A34通过以太网A12连入智能交通局域网11，智能管理模块3通过以太网A12与后台管控中心8进行智能交互，用于上传信号控制系统的相关运行信息，并接收远程控制指令。灯组监控模块2的CAN收发器B23通过CAN总线10与智能管理模块3的CAN收发器A33相连，灯组管理单元A4和灯组管理单元B5的CAN总线接口分别通过CAN总线10与智能管理模块3相连。由于CAN总线10的通信速率较高，智能管理模块3可更及时的下发各种控制方案，提高控制及时性。CAN总线10无需分时传输的特点，可让灯组管理单元A4和灯组管理单元B5及时传输自身检测到的各种故障信息，提高信号控制系统对故障分析及调整的实时性。同时灯组监控模块2可实时监控总线状态并获取信号灯故障状态，以备必要时控制系统调整方案运行，或执行独立黄闪控制。
[0021]机柜监控单元1、车辆检测单元A6和车辆检测单元B7为现有技术中广泛使用的道路交通设备，分别连入以太网B9，以太网B9与智能管理模块3的以太网变压器B37相连。智能管理模块3通过以太网B9，与机柜监控单元1、车辆检测单元A6和车辆检测单元B7连接通信。通过以太网B9，智能管理模块3可实时获取大批量的车流量信息，并据此更及时的调整优化信号控制方案，机柜监控单元I抓拍的系统监控图片也可通过智能管理模块3实时传输给后台管控中心8。
[0022]机柜监控单元I通过视频抓拍的方式，实时获取并监控信号机系统的开关状态，即若信号机机柜门被打开，机柜监控单元被触发上电工作，并抓拍机柜门外场景，然后将抓拍的照片通过智能管理模块3的中转实时传输给后台管控中心8。机柜监控单元I也可在机柜门打开上电后，根据后台管控中心8的命令进行实时抓拍取景。
[0023]车辆检测单元A6和车辆检测单元B7负责实时监控道路各车道的车流量信息，并通过以太网B9传输给智能管理模块3。车辆检测单元A6和车辆检测单元B7可以为I个核心传输模块，也可为根据路口等检测设计分布的多个车辆检测单元，车辆检测方式可以为地磁、微波、视频等各种车辆检测装置。
[0024]在实际使用中，本发明采用更高效可靠的CAN总线和以太网通信方式以及双重主控的系统架构，实现了信号控制系统智能化水平的提高及运行可靠性的增强。以智能管理模块3为核心，各部件之间通过三路独立的通信总线相互连接。机柜监控单元1、车辆检测单元A6和车辆检测单元B7的数据信息通过以太网B9与智能管理模块3进行通讯，智能管理模块3根据设定的控制和反馈的数据信息对灯组管理单元A4和灯组管理单元B5进行实时控制，具体控制方法可以选用现有技术中的多种智能交通控制方案。灯组监控模块2、灯组管理单元A4和灯组管理单元B5的数据信息通过CAN总线10与智能管理模块3进行通讯，当智能管理模块3故障时，灯组监控模块2代替智能管理模块3对灯组管理单元A4和灯组管理单元B5进行信号控制或黄闪处理。智能管理模块3通过以太网A12与后台管控中心8进行通讯，后台管控中心8可以更加及时的获取道路交通信号情况、机柜监控情况、车辆检测单元的使用情况。
[0025]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种高效通信智能交通信号控制系统，包括后台管控中心(8)，后台管控中心(8)连入智能交通局域网(11)，其特征在于:还包括灯组监控模块(2 )和智能管理模块(3 )，智能管理模块(3)的以太网变压器A (34)通过以太网A (12)连入智能交通局域网(11)，灯组监控模块(2)的CAN收发器B (23)通过CAN总线(10)与智能管理模块(3)的CAN收发器A (33)相连，灯组管理单元A (4)和灯组管理单元B (5)的CAN总线接口分别通过CAN总线(10)与智能管理模块(3)相连，机柜监控单元(I)、车辆检测单元A (6)和车辆检测单元B (7)连入以太网B (9)，以太网B (9)与智能管理模块(3)的以太网变压器B (37)相连。
2.根据权利要求1所述的一种高效通信智能交通信号控制系统，其特征在于:所述的智能管理模块(3)包括主控CPU (31)，以太网变压器A (34)通过以太网PHY控制器A (35)与主控CPU (31)相连，以太网变压器B (37)通过以太网PHY控制器B (36)与主控CPU(31)相连，CAN收发器A (33)通过CAN隔离电路A (32)与主控CPU (31)相连，电源转换电路A (39)和存储器(38)分别与主控CPU (31)相连。
3.根据权利要求1所述的一种高效通信智能交通信号控制系统，其特征在于:所述的灯组监控模块(2)包括CPU模块(21)，CAN收发器B (23)通过CAN隔离电路B (22)与CPU模块(21)相连，黄灯控制电路(24 )通过1扩展电路(25 )与CPU模块(21)相连，电源转换电路B (26)与CPU模块(21)相连。
4.根据权利要求2所述的一种高效通信智能交通信号控制系统，其特征在于:所述的主控CPU (31)的型号为Cotex-A8。
5.根据权利要求3所述的一种高效通信智能交通信号控制系统，其特征在于:所述的(PU模块(21)的型号为STM32。
【文档编号】G08G1/07GK104299428SQ201410537012
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】杨志华, 梁子君, 岳彩林, 宋志洪, 闫欢欢 申请人:安徽科力信息产业有限责任公司