一种交通信号灯故障检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种交通信号灯故障检测电路，包括对所检测信号灯的供电电流进行检测的信号灯电流检测电路和对信号灯电流检测电路所检测信号进行传送的信号传送电路；信号灯电流检测电路包括电流采样及放大电路和电压比较电路；信号传送电路包括对信号灯电流检测电路所检测信号进行接收的数据接收器和与数据接收器相接的数据传输接口；电压比较电路与数据接收器之间通过光电隔离电路连接；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串接在所检测信号灯的供电回路中。本实用新型电路简单、设计合理且使用效果好，能对所检测信号灯的供电电流进行实时检测，并通过信号传送电路对所检测信号同步进行上传。
【专利说明】一种交通信号灯故障检测电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种检测电路，尤其是涉及一种交通信号灯故障检测电路。
【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等缺陷，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。综上，现如今缺少一种电路简单、设 计合理且使用效果好的交通信号灯故障检测电路，能对信号灯的供电电流进行实时检测， 以便维修管理人员及时了解各信号灯是否出现故障状态。 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，提供一种交通 信号灯故障检测电路，其电路简单、设计合理且使用效果好，能对所检测信号灯的供电电流 进行实时检测，并通过信号传送电路对所检测信号同步进行上传。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种交通信号灯故障检测 电路，其特征在于：包括对所检测信号灯的供电电流进行检测的信号灯电流检测电路和对 信号灯电流检测电路所检测信号进行传送的信号传送电路；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；所述信号传送电路包 括对信号灯电流检测电路所检测信号进行接收的数据接收器和与数据接收器相接的数据 传输接口，所述数据传输接口为串行接口；所述电压比较电路与数据接收器之间通过光电 隔离电路连接；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 所检测信号灯的供电回路中，所检测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；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串接在所检测信号灯的供电回路中， 所检测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。
[0005] 上述一种交通信号灯故障检测电路，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Rl 14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。
[0006] 上述一种交通信号灯故障检测电路，其特征是：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。
[0007] 上述一种交通信号灯故障检测电路，其特征是：所述数据传输接口为RS485通信 接口。
[0008] 上述一种交通信号灯故障检测电路，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] 上述一种交通信号灯故障检测电路，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。 [0010] 上述一种交通信号灯故障检测电路，其特征是：所述RS485通信接口包括与数据 接收器相接的芯片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；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 ;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引脚相接，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3引脚分别经电容C3 和电阻R8后接地。
[0011] 上述一种交通信号灯故障检测电路，其特征是：所述数据接收器为芯片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。
[0012] 上述一种交通信号灯故障检测电路，其特征是：所述光耦E1为芯片TLP521。
[0013] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0014] 1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本较低。
[0015] 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，并通过信号传送电路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。另外，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。
[0016] 综上所述，本实用新型电路简单、设计合理且使用效果好，能对所检测信号灯的供 电电流进行实时检测，并通过信号传送电路对所检测信号同步进行上传。
[0017] 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】
[0018] 图1为本实用新型的电路原理框图。
[0019] 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。
[0020] 图3为本实用新型RS485通信接口的电路原理图。
[0021] 附图标记说明：
[0022] 1 一/[目号灯电流检测电路；1-1 一电流米样及放大电路；
[0023] 1-2-电压比较电路； 2-信号传送电路； 2-1-数据接收器；
[0024] 2-2-数据传输接口； 3-光电隔离电路。
【具体实施方式】
[0025] 如图1、图2所示，本实用新型包括对所检测信号灯的供电电流进行检测的信号灯 电流检测电路1和对信号灯电流检测电路1所检测信号进行传送的信号传送电路2。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。所述信号传送电路2包括对信号灯电流检测电路1所检测信号进行接 收的数据接收器2-1和与数据接收器2-1相接的数据传输接口 2-2,所述数据传输接口 2-2 为串行接口。所述电压比较电路1-2与数据接收器2-1之间通过光电隔离电路3连接。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串接在所检测信号 灯的供电回路中，所检测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3。
[0026] 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3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。
[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] 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。
[0029] 本实施例中，所述数据传输接口 2-2为RS485通信接口。
[0030] 如图3所示，所述RS485通信接口包括与数据接收器2-1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。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 ;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 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1和第2弓丨脚分别经电阻R64和R63后与芯片MAX485的 A和B引脚相接，RS485接口 J3的第3弓丨脚分别经电容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D1、D2、D3和D4 组成。
[0031] 本实施例中，所述数据接收器2-1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。
[0032] 实际使用时，所述数据接收器2-1也可以采用其它处理芯片。
[0033] 本实施例中，所述光耦E1为芯片TLP521。
[0034] 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。
[0035] 实际使用时，通过信号灯电流检测电路1对所检测信号灯的供电电流进行检测， 并通过信号传送电路2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所检测信号灯的工作状态是否正常进行判断：当信号灯控制器 控制所检测信号灯点亮时，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 制所检测信号灯熄灭时，信号灯电流检测电路1却检测到电流时，说明所检测信号灯处于 故障状态。同时，由于信号灯电流检测电路1与信号传送电路2之间接有光电隔离电路3， 能有效避免所检测信号灯较强的驱动电流对数据接收器2-1造成影响。
[0036] 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. 一种交通信号灯故障检测电路，其特征在于：包括对所检测信号灯的供电电流进行 检测的信号灯电流检测电路（1)和对信号灯电流检测电路（1)所检测信号进行传送的信号 传送电路⑵；所述信号灯电流检测电路⑴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);所述信号传送电路（2)包括对信号灯电 流检测电路（1)所检测信号进行接收的数据接收器（2-1)和与数据接收器（2-1)相接的数 据传输接口（2-2)，所述数据传输接口（2-2)为串行接口；所述电压比较电路（1-2)与数据 接收器（2-1)之间通过光电隔离电路（3)连接；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串接在所检测信号灯的供电回路中，所检测信号灯的一个 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（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（3)。
2. 按照权利要求1所述的一种交通信号灯故障检测电路，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（3)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。
3. 按照权利要求1或2所述的一种交通信号灯故障检测电路，其特征在于：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。
4. 按照权利要求1或2所述的一种交通信号灯故障检测电路，其特征在于：所述数据 传输接口（2-2)为RS485通信接口。
5. 按照权利要求2所述的一种交通信号灯故障检测电路，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5所述的一种交通信号灯故障检测电路，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。
7. 按照权利要求4所述的一种交通信号灯故障检测电路，其特征在于：所述RS485通 信接口包括与数据接收器（2-1)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；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 ;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 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 1和第2弓丨脚分别经电阻R64和R63后与芯片MAX485的A和B引脚相接，RS485接口 J3的 第3引脚分别经电容C3和电阻R8后接地。
8. 按照权利要求7所述的一种交通信号灯故障检测电路，其特征在于：所述数据接收 器（2-1)为芯片AT89S51，芯片AT89S51的RXD引脚和TXD引脚分别与芯片MAX485的R0弓丨 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。
9. 按照权利要求1或2所述的一种交通信号灯故障检测电路，其特征在于：所述光耦 E1为芯片TLP521。
【文档编号】G08G1/097GK203894953SQ201420326285
【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