一种人行横道交通信号灯监控器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种人行横道交通信号灯监控器，包括外壳和安装在所述外壳内的电子线路板，所述外壳安装在所监控信号灯所处的灯杆上；所述电子线路板上设置有主控器、与信号灯相接的驱动电路、对信号灯的供电电流进行检测的信号灯电流检测电路和与主控器相接的通信接口，所述驱动电路和信号灯电流检测电路均与主控器相接；所述通信接口为串行接口；所述信号灯电流检测电路包括电流采样及放大电路和与电流采样及放大电路相接的电压比较电路，所述电压比较电路与主控器之间通过光电隔离电路连接。本实用新型电路简单、设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能对信号灯的工作状态进行有效监控。
【专利说明】一种人行横道交通信号灯监控器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种监控器，尤其是涉及一种人行横道交通信号灯监控器。
【背景技术】
[0002] 目前，我国城市道路交叉口的信号灯控制大多采用集中控制方式，即在一个交叉 口设置一个交通信号机，从信号机到每个信号灯均有独立的控制信号线，交通信号机通过 这些控制信号线控制对应信号灯的亮灭。实际使用时，上述集中控制系统存在施工难度大、 铺设信号电缆成本高、信号灯工作状态检测困难、倒计时需要通过"学习"实现及可靠性较 差等缺陷和不足，不能对各信号灯的工作状态分别进行检测，因而不能及时了解各信号灯 是否出现故障。因而，现如今缺少一种电路简单、设计合理、安装布设方便且使用操作简便、 使用效果好、能对信号灯的工作状态进行有效监控的人行横道交通信号灯监控器，能实现 各信号灯的独立控制，并能有效降低现有集中控制系统的施工工作量及成本，提高运行可 靠性，并能提高信号灯控制的效率和灵活性。 实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种人行 横道交通信号灯监控器，其电路简单、设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果 好，能对信号灯的工作状态进行有效监控。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种人行横道交通信号灯 监控器，其特征在于：包括外壳和安装在所述外壳内的电子线路板，所述外壳安装在所监控 信号灯所处的灯杆上；所述电子线路板上设置有主控器、与信号灯相接的驱动电路、对信号 灯的供电电流进行检测的信号灯电流检测电路和与主控器相接的通信接口，所述驱动电路 和信号灯电流检测电路均与主控器相接；所述通信接口为串行接口；所述信号灯电流检测 电路包括电流采样及放大电路和与电流采样及放大电路相接的电压比较电路，所述电压比 较电路与主控器之间通过光电隔离电路连接。
[0005] 上述一种人行横道交通信号灯监控器，其特征是：所述电流采样及放大电路包括 电阻RS1和第一运算放大器，电阻RS1串接在信号灯的供电回路中，信号灯的一个接线端经 电阻RS1后接地且其另一个接线端与第一直流电源的正输出端相接，所述第一直流电源的 负输出端接地；电阻RS1的一端接地且其另一端为取样端，所述电阻RS1的取样端接第一运 算放大器的正相输入端，所述第一运算放大器的输出端接电压比较电路的输入端，所述电 压比较电路的输出端接光电隔离电路。
[0006] 上述一种人行横道交通信号灯监控器，其特征是：所述电子线路板上还设置有倒 计时牌驱动接口，所述倒计时牌驱动接口与主控器相接。
[0007] 上述一种人行横道交通信号灯监控器，其特征是：所述电压比较电路为第二运算 放大器，所述第一运算放大器的输出端经电阻R115后与所述第二运算放大器的正相输入 端相接；所述光电隔离电路为光耦E1，所述第二运算放大器的输出端分两路，一路与光耦 El的第2引脚相接，另一路经电阻R113后接第一直流电源的正输出端；光耦El的第1引 脚经电阻R114后接第一直流电源的正输出端，光耦E1的第4引脚接第二直流电源的正输 出端，光耦E1的第3引脚经电阻R117后接地，光耦E1的第3引脚为光电隔离电路的输出 端。
[0008] 上述一种人行横道交通信号灯监控器，其特征是：所述第二运算放大器的反相输 入端经电阻R116后与参考电压输出端VR1相接。
[0009] 上述一种人行横道交通信号灯监控器，其特征是：所述通信接口为RS485通信接 □。
[0010] 上述一种人行横道交通信号灯监控器，其特征是：所述RS485通信接口包括与主 控器相接的芯片MAX485以及分别与芯片MAX485相接的RS485接口 J2和RS485接口 J3,芯 片MAX485的Vcc引脚接第二直流电源的正输出端，芯片MAX485的Vcc引脚经电容C1后接 地；RS485接口 J2的第1和第2弓丨脚分别经电阻R64和R63后与芯片MAX485的A和B弓丨 脚相接，RS485接口 J3的第1和第2引脚分别经电阻R64和R63后与芯片MAX485的A和B 引脚相接。
[0011] 上述一种人行横道交通信号灯监控器，其特征是：所述芯片MAX485的A和B引脚 分别与桥式整流电路的两个输入端相接，所述桥式整流电路的正输出端与瞬变电压抑制二 极管TVS1的负极相接，瞬变电压抑制二极管TVS1的正极接地；所述桥式整流电路的负输出 端与瞬变电压抑制二极管TVS2的正极相接，瞬变电压抑制二极管TVS2的负极接地；芯片 MAX485的A和B引脚之间接有电阻R6。
[0012] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0013] 1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本较低。
[0014] 2、使用操作简便且使用效果好，通过信号灯电流检测电路对所检测信号灯的供电 电流进行检测，并通过通信接口将信号灯电流检测电路所检测信号传送至上位机，维修管 理人员根据传送至上位机的信号能对所检测信号灯的工作状态是否正常进行判断，以便维 修管理人员及时了解各信号灯是否出现故障状态。信号灯电流检测电路与信号传送电路之 间接有光电隔离电路，能有效避免所检测信号灯较强的驱动电流对数据接收器造成影响。 同时，上位机通过通信接口将控制信号传送至主控器，从而实现对各信号灯进行独立监控 的目的。
[0015] 综上所述，本实用新型电路简单、设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用 效果好，能对信号灯的工作状态进行有效监控，实现信号灯的独立控制，并能有效降低现有 集中控制系统的施工工作量及成本，提高运行可靠性，并能提高信号灯控制的效率和灵活 性。
[0016] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型的电路原理框图。
[0018] 图2为本实用新型信号灯电流检测电路及光电隔离电路的电路原理图。
[0019] 图3为本实用新型RS485通信接口的电路原理图。
[0020] 附图标记说明：
[0021] 1 一/[目号灯电流检测电路；1-1 一电流米样及放大电路；
[0022] 1-2-电压比较电路； 2-驱动电路； 3-信号灯；
[0023] 4-主控器； 5-通信接口； 6-光电隔离电路；
[0024] 7-倒计时牌驱动接口。
【具体实施方式】
[0025] 如图1所示，本实用新型包括外壳和安装在所述外壳内的电子线路板，所述外壳 安装在所监控信号灯3所处的灯杆上。所述电子线路板上设置有主控器4、与信号灯3相接 的驱动电路2、对信号灯3的供电电流进行检测的信号灯电流检测电路1和与主控器4相接 的通信接口 5，所述驱动电路2和信号灯电流检测电路3均与主控器4相接。所述通信接口 5为串行接口。所述信号灯电流检测电路1包括电流采样及放大电路1-1和与电流采样及 放大电路1-1相接的电压比较电路1-2,所述电压比较电路1-2与主控器4之间通过光电隔 离电路6连接。
[0026] 如图2所示，本实施例中，所述电流采样及放大电路1-1包括电阻RS1和第一运算 放大器，电阻RS1串接在信号灯3的供电回路中，信号灯3的一个接线端经电阻RS1后接地 且其另一个接线端与第一直流电源的正输出端相接，所述第一直流电源的负输出端接地； 电阻RS1的一端接地且其另一端为取样端，所述电阻RS1的取样端接第一运算放大器的正 相输入端，所述第一运算放大器的输出端接电压比较电路1-2的输入端，所述电压比较电 路1-2的输出端接光电隔离电路6。
[0027] 实际接线时，所述电阻RS1的取样端经电阻R98和电阻R99后接第一运算放大器 的正相输入端，所述第一运算放大器的反相输入端经电阻R100后接地，所述第一运算放大 器的输出端经电阻R118后与其反相输入端相接，电阻R98和电阻R99之间的接线端经电容 CA1后接地。
[0028] 本实施例中，所述电子线路板上还设置有倒计时牌驱动接口 7,所述倒计时牌驱动 接口 7与主控器4相接。
[0029] 本实施例中，所述电压比较电路1-2为第二运算放大器，所述第一运算放大器的 输出端经电阻R115后与所述第二运算放大器的正相输入端相接；所述光电隔离电路6为光 耦E1，所述第二运算放大器的输出端分两路，一路与光耦E1的第2引脚相接，另一路经电阻 R113后接第一直流电源的正输出端；光耦E1的第1引脚经电阻R114后接第一直流电源的 正输出端，光耦E1的第4引脚接第二直流电源的正输出端，光耦E1的第3引脚经电阻Rl 17 后接地，光耦E1的第3引脚为光电隔离电路3的输出端。
[0030] 所述第二运算放大器的反相输入端经电阻R116后与参考电压输出端VR1相接。本 实施例中，所述第二运算放大器的反相输入端经电阻R116后与滑动变阻器W1的滑动端相 接，滑动变阻器W1的滑动端为参考电压输出端VR1，滑动变阻器W1的一个固定端接地且其 另一个固定端接第一直流电源的正输出端。
[0031] 本实施例中，所述通信接口 5为RS485通信接口。
[0032] 如图3所示，所述RS485通信接口包括与主控器4相接的芯片MAX485以及分别与 芯片MAX485相接的RS485接口 J2和RS485接口 J3,芯片MAX485的Vcc引脚接第二直流电 源的正输出端，芯片MAX485的Vcc引脚经电容C1后接地。RS485接口 J2的第1和第2引 脚分别经电阻R64和R63后与芯片MAX485的A和B引脚相接，RS485接口 J3的第1和第2 引脚分别经电阻R64和R63后与芯片MAX485的A和B引脚相接。
[0033] 所述RS485接口 J2的第3引脚分别经电容C2和电阻R7后接地，RS485接口 J3的 第3引脚分别经电容C3和电阻R8后接地。芯片MAX485的A和B引脚分别经电阻R62和 R61后接地。所述桥式整流电路由二极管Dl、D2、D3和D4组成。
[0034] 本实施例中，所述芯片MAX485的A和B引脚分别与桥式整流电路的两个输入端相 接，所述桥式整流电路的正输出端与瞬变电压抑制二极管TVS1的负极相接，瞬变电压抑制 二极管TVS1的正极接地；所述桥式整流电路的负输出端与瞬变电压抑制二极管TVS2的正 极相接，瞬变电压抑制二极管TVS2的负极接地；芯片MAX485的A和B引脚之间接有电阻 R6。
[0035] 本实施例中，所述主控器4为芯片AT89S51，芯片AT89S51的RXD引脚和TXD引脚 分别与芯片MAX485的R0引脚和DI引脚相接；芯片MAX485的RE引脚和DE引脚均与芯片 AT89S51的P3. 4引脚相接。所述光电隔离电路3的输出端与芯片AT89S51的P1. 0引脚相 接。
[0036] 实际使用时，所述主控器4也可以采用其它处理芯片。
[0037] 本实施例中，所述光耦E1为芯片TLP521。
[0038] 本实施例中，所述第一直流电源为+12V直流电源，所述第二直流电源为+5V直流 电源。
[0039] 实际使用时，所述主控器4通过通信接口 5与上位机进行双向通信。所述信号灯 电流检测电路1对信号灯3的供电电流进行检测，并通过通信接口 5将信号灯电流检测电 路1所检测信号传送至上位机，维修管理人员根据传送至上位机的信号对信号灯3的工作 状态是否正常进行判断：当信号灯控制器控制信号灯3点亮时，信号灯电流检测电路1检测 不到电流；或者当信号灯控制器控制信号灯3熄灭时，信号灯电流检测电路1却检测到电流 时，说明信号灯3处于故障状态。由于信号灯电流检测电路1与主控器4之间接有光电隔 离电路6,能有效避免所检测信号灯较强的驱动电流对主控器4造成影响。同时，上位机通 过通信接口 5将控制信号传送至主控器4,从而实现对各信号灯3进行独立监控的目的。
[0040] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：包括外壳和安装在所述外壳内的电 子线路板，所述外壳安装在所监控信号灯（3)所处的灯杆上；所述电子线路板上设置有主 控器（4)、与信号灯⑶相接的驱动电路（2)、对信号灯⑶的供电电流进行检测的信号灯 电流检测电路（1)和与主控器（4)相接的通信接口（5)，所述驱动电路（2)和信号灯电流检 测电路（3)均与主控器（4)相接；所述通信接口（5)为串行接口；所述信号灯电流检测电路 (1)包括电流采样及放大电路（1-1)和与电流采样及放大电路（1-1)相接的电压比较电路 (1-2)，所述电压比较电路（1-2)与主控器⑷之间通过光电隔离电路（6)连接。
2. 按照权利要求1所述的一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：所述电流采 样及放大电路（1-1)包括电阻RS1和第一运算放大器，电阻RS1串接在信号灯（3)的供电 回路中，信号灯（3)的一个接线端经电阻RS1后接地且其另一个接线端与第一直流电源的 正输出端相接，所述第一直流电源的负输出端接地；电阻RS1的一端接地且其另一端为取 样端，所述电阻RS1的取样端接第一运算放大器的正相输入端，所述第一运算放大器的输 出端接电压比较电路（1-2)的输入端，所述电压比较电路（1-2)的输出端接光电隔离电路 (6)。
3. 按照权利要求1或2所述的一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：所述电 子线路板上还设置有倒计时牌驱动接口（7)，所述倒计时牌驱动接口（7)与主控器（4)相 接。
4. 按照权利要求2所述的一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：所述电压比 较电路（1-2)为第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端经电阻R115后与所述第二 运算放大器的正相输入端相接；所述光电隔离电路（6)为光耦E1，所述第二运算放大器的 输出端分两路，一路与光耦E1的第2引脚相接，另一路经电阻R113后接第一直流电源的正 输出端；光耦E1的第1引脚经电阻R114后接第一直流电源的正输出端，光耦E1的第4引 脚接第二直流电源的正输出端，光耦E1的第3引脚经电阻R117后接地，光耦E1的第3引 脚为光电隔离电路（3)的输出端。
5. 按照权利要求4所述的一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：所述第二运 算放大器的反相输入端经电阻R116后与参考电压输出端VR1相接。
6. 按照权利要求1或2所述的一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：所述通 信接口（5)为RS485通信接口。
7. 按照权利要求6所述的一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：所述RS485 通信接口包括与主控器（4)相接的芯片MAX485以及分别与芯片MAX485相接的RS485接口 J2和RS485接口 J3,芯片MAX485的Vcc引脚接第二直流电源的正输出端，芯片MAX485的 Vcc引脚经电容C1后接地；RS485接口 J2的第1和第2引脚分别经电阻R64和R63后与芯 片MAX485的A和B引脚相接，RS485接口 J3的第1和第2引脚分别经电阻R64和R63后 与芯片MAX485的A和B引脚相接。
8. 按照权利要求7所述的一种人行横道交通信号灯监控器，其特征在于：所述芯片 MAX485的A和B引脚分别与桥式整流电路的两个输入端相接，所述桥式整流电路的正输出 端与瞬变电压抑制二极管TVS1的负极相接，瞬变电压抑制二极管TVS1的正极接地；所述 桥式整流电路的负输出端与瞬变电压抑制二极管TVS2的正极相接，瞬变电压抑制二极管 TVS2的负极接地；芯片MAX485的A和B引脚之间接有电阻R6。
【文档编号】G08G1/097GK203894952SQ201420325930
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】韩党群 申请人:西安航空学院