一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，包括手持遥控设备和分别安装在多个交通信号机上的接收设备。手持遥控设备包括第一主控制器、第一无线收发器、按键扫描电路、显示屏、屏幕驱动电路、锂电池、电源管理电路、第一系统电源、第一USB接口电路和ADC基准电路。接收设备包括第二主控制器、第二无线收发器、状态指示电路、第二系统电源和第二USB接口电路。第一主控制器通过第一无线收发器和第二无线收发器与第二主控制器交互连接。第二主控制器通过第二USB接口电路与交通信号机交互连接。该遥控装置能够弥补现有的交通信号机遥控装置的不足，具有带屏显示、可充电、经济环保等特点。
【专利说明】一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能交通控制【技术领域】，具体涉及一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置。
【背景技术】
[0002]交通信号机遥控装置用于道路交通信号灯的运行控制，提高交通管理者对道路交通的现场管理效率，是城市交通系统的重要组成部分。当前的信号机遥控装置主要有两大类:一类是简易版的遥控器，只有按键输入和LED灯显示，没有显示屏，无法显示交通管控状态等信息；另一类虽是带屏的遥控器，但是带有屏幕使得其功耗增大，使遥控器的工作时间大大减少，且其供电系统用的是普通的碱性干电池，所以使用一段时间就需要更换电池，非常的不经济环保。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，该遥控装置能够弥补现有的交通信号机遥控装置的不足，具有带屏显示、可充电、经济环保等特点。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0005]一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，包括手持遥控设备和分别安装在多个交通信号机上的接收设备。
[0006]所述的手持遥控设备包括第一主控制器、第一无线收发器、按键扫描电路、显示屏、屏幕驱动电路、锂电池、电源管理电路、第一系统电源、第一 USB接口电路和ADC基准电路。所述的接收设备包括第二主控制器、第二无线收发器、状态指示电路、第二系统电源和第二 USB接口电路。所述的第一主控制器通过第一无线收发器和第二无线收发器与第二主控制器交互连接。所述的第二主控制器通过第二 USB接口电路与交通信号机交互连接。
[0007]所述的按键扫描电路的输出端接第一主控制器的输入端。所述的显示屏的输入端分别与第一主控制器和屏幕驱动电路的输出端相连。所述的锂电池与电源管理电路交互连接，且锂电池的输出端接第一主控制器的输入端。所述的电源管理电路，其输入端接第一USB接口电路的输出端，其输出端分别与屏幕驱动电路、第一系统电源和ADC基准电路的输入端相连。所述的第一系统电源分别为显示屏、第一主控制器和第一无线收发器提供工作电源。所述的第一 USB接口电路与第一主控制器交互连接。
[0008]所述的状态指示电路的输入端接第二主控制器的输出端。所述的第二系统电源分别为状态指示电路、第二主控制器和第二无线收发器提供工作电源。
[0009]进一步的，所述的第一主控制器和第二主控制器均选用STM32L151CB型芯片。
[0010]进一步的，所述的第一无线收发器和第二无线收发器均选用SI4463型芯片。
[0011]进一步的，所述的显示屏采用OLED屏，所述的屏幕驱动电路采用ISL97701型芯片。
[0012]进一步的，所述的第一USB接口电路为MINI USB，所述的第二USB接口电路为TypeA型USB。第一 USB接口电路的作用有三个，一是便于手持遥控设备的程序升级，二是用于外部电源直接给手持遥控设备供电，三是用于外部电源经该USB接口与电源管理电路给锂电池充电。第二 USB接口电路的作用有两个，一是便于接收设备的程序升级，二是用于接收设备与交通信号机之间的信息交互，经济方便。
[0013]进一步的，所述的电源管理电路采用BQ24075型芯片。
[0014]进一步的，所述的第一系统电源和第二系统电源均采用XC6203型芯片。
[0015]进一步的，所述的ADC基准电路采用TL431型芯片。
[0016]本实用新型的有益效果为:
[0017](I)本实用新型基于无线控制，具有较强的机动性和灵活性，手持遥控设备携带方便，便于交通管理者进行人工干预，能够有效减轻在突发的交通异常情况下交通管理者的工作强度，提高交通管理者对交通信号交叉口的现场管理效率，确保道路交通的实时畅通。
[0018](2)本实用新型通过在手持遥控设备上设置第一 USB接口电路、电源管理电路、第一系统电源与锂电池，不仅能够采用锂电池为手持遥控设备提供工作电源，还能够实现外部电源经第一 USB接口电路为手持遥控设备充电、提供工作电源，从而弥补了现有的信号机遥控设备因功耗大而需经常更换电池的不足，满足经济环保的需求。
[0019](3)本实用新型通过在手持遥控设备上设置显示屏，能够将交通管控等状态信息及时显示，便于人机交互。
[0020]综上所述，本实用新型能够弥补现有的交通信号机遥控装置的不足，具有带屏显示、可充电、经济环保等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的结构示意图；
[0022]图2是本实用新型中屏幕驱动电路的电路原理图；
[0023]图3是本实用新型中电源管理电路的电路原理图。
[0024]其中:
[0025]1、手持遥控设备，2、接收设备，3、交通信号机，10、ADC基准电路，11、第一主控制器，12、第一无线收发器，13、按键扫描电路，14、显示屏，15、屏幕驱动电路，16、锂电池，17、电源管理电路，18、第一系统电源，19、第一 USB接口电路，21、第二主控制器，22、第二无线收发器，23、状态显示电路，24、第二系统电源，25、第二 USB接口电路。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0027]如图1所示的一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，包括手持遥控设备I和分别安装在多个交通信号机3上的接收设备2。
[0028]所述的手持遥控设备I包括第一主控制器11、第一无线收发器12、按键扫描电路13、显示屏14、屏幕驱动电路15、锂电池16、电源管理电路17、第一系统电源18、第一 USB接口电路19和ADC基准电路10。所述的接收设备2包括第二主控制器21、第二无线收发器22、状态指示电路23、第二系统电源24和第二 USB接口电路25。所述的第一主控制器11通过第一无线收发器12和第二无线收发器22与第二主控制器21交互连接。所述的第二主控制器21通过第二 USB接口电路25与交通信号机3交互连接。
[0029]具体地说，所述的第一无线收发器12与第一主控制器11交互连接。所述的按键扫描电路13的输出端接第一主控制器11的输入端。所述的显示屏14的输入端分别与第一主控制器11和屏幕驱动电路15的输出端相连。所述的锂电池16与电源管理电路17交互连接，这样既能够实现锂电池经过电源管理电路给第一系统电源供电，又能够在锂电池电量不足时，将外部电源接入第一 USB接口电路的输入端，为锂电池进行充电。第一系统电源为第一主控制器、显示屏及第一无线收发器提供工作电源，锂电池16的输出端接第一主控制器11的输入端，第一主控制器11能够通过该连接采集锂电池的电量。所述的电源管理电路17，其输入端接第一 USB接口电路19的输出端，其输出端分别与屏幕驱动电路15、第一系统电源18和ADC基准电路10的输入端相连。所述的第一系统电源18分别为显示屏14、第一主控制器11和第一无线收发器12提供工作电源。所述的第一 USB接口电路19与第一主控制器11交互连接。
[0030]所述的第二无线收发器22与第二主控制器21交互连接。所述的状态指示电路23的输入端接第二主控制器21的输出端。所述的第二 USB接口电路25与第二主控制器21交互连接。所述的第二系统电源24分别为状态指示电路23、第二主控制器21和第二无线收发器22提供工作电源。
[0031]进一步的，所述的第一主控制器11和第二主控制器21均选用STM32L151CB型芯片。芯片STM32L151CB，是一个32位超低功耗Cortex_M3内核的ARM处理器。STM32L151CB自带标准的USB2.0接口，手持遥控设备和接收设备可以通过STM32L151CB的USB 口进行程序升级。STM32L151CB正常工作的电流为214uA/MHZ，这样能够使本实用新型所述遥控装置的功耗大大降低。当手持遥控设备关机时，直接切断整个装置的电源来进一步降低功耗。
[0032]进一步的，所述的第一无线收发器12和第二无线收发器22均选用SI4463型芯片。SI4463芯片是高性能低电流的无线收发芯片，其收发芯片频谱范围几乎覆盖整个SUB-GHz，可从119MHz到1050MHz。该芯片的收发灵敏度可达到_126dBm，是接收灵敏度很高且待机/休眠电流低的一款芯片。SI4463芯片的最大输出功率能达到+20dBm，开阔通信传输距离可高达3000米以上。
[0033]进一步的，为了在强阳光下有很好的显示效果，手持遥控设备的显示屏14采用1.54寸的OLED屏，屏幕分辨率为128*64。OLED屏自发光，在强光下显示效果比较好，可视角度可达到170度。
[0034]所述的屏幕驱动电路15采用高效率的升压芯片ISL97701，芯片ISL97701能够进一步减少整机的功耗。屏幕驱动电路的电路原理图如图2所示。所述的屏幕驱动电路，也称为屏幕驱动电压电路。OLED屏幕需要一个12V到13V之间的驱动电压，驱动电压芯片选用intersil的升压芯片ISL97701。ISL97701是一个高效率的升压转换芯片，其效率高达90%。它集成了升压的FET、升压的二级管和输入断开的场效应管，使得设计电路更加的高效简洁。如图3所示，ISL97701的输出电压可以通过R34，R35来调节，Vout=VrefFB*(R34+R35)/R35=l.15*(390+39)/39=12.65V。为了更好的控制驱动电压的输出，本实用新型将ISL97701的NEN脚连接到第一主控制器的去控制，第一主控制器可以打开关闭ISL97701的输出。ISL97701的NEN脚和主处理器的1 口电压范围不一样，本实用新型采用一个NMOS来隔离。
[0035]进一步的，所述的锂电池16采用可充电式聚合物锂电池，并采用充电芯片BQ24075对电池进行充电管理。
[0036]进一步的，电源管理电路17，既用于在锂电池以及外部USB直接供电之间进行切换，又用于通过第一 USB接口电路为锂电池充电。如图3所示，所述的电源管理电路17采用TI的BQ24075型芯片。该芯片带6.6V的过压保护阀值，输入电流限制通过电阻R6来设置，充电电流可以通过R7来设置，电池的温度可用热敏电阻R8来检测。如果电池温度高于50° C，为了保护锂电池就停止给锂电池充电。分三个阶段为电池充电，其中包括充电调节，恒流充电以及恒压充电。当用锂电池给整个系统供电时，VOUT从电池取电，VOUT的电压也跟随电池的电压；当USB_5V有电压输入时，VOUT就会切换用USB_5V来供电，VOUT的电压会跟随USB_5V的电压。
[0037]进一步的，所述的第一系统电源18和第二系统电源24均采用XC6203型芯片。XC6203型芯片是一款高精度低功耗3引脚正电压的LDO芯片，具有很好的带负载能力。
[0038]进一步的，所述的ADC基准电路10采用TL431型芯片。ADC基准电路，用于为第一主控制器提供稳定的基准电压，以便更准确的采集锂电池的电量。TL431体积小，具有很好的稳压作用。
[0039]本实用新型的工作原理为:
[0040]通过按键扫描电路将操作人员触发的按键转换成相应的电信号传输至第一主控制器11，第一主控制器11进行识别后，编码成相应的操作指令进行加密，然后再通过第一无线收发器12和第二无线收发器22传输至第二主控制器进行解密，第二主控制器21对解密后的操作指令进行识别后，通过第二USB接口电路25转发给交通信号机3以控制交通信号机3响应操作人员的遥控操作，同时向第一主控制器11发送应答信号。
[0041]手持遥控设备i与接收设备2之间使用433MHz的无线频率进行数据通信，第一无线收发器12和第二无线收发器22使用Silicon Labs公司推出的Si4463芯片。Si4463是高集成度、低功耗、多频段的无线收发芯片，其接收灵敏度达到_126dB，可提供极佳的链路质量，在扩大传输范围的同时将功耗降至最低。在240?960MHz频段内，不加功率放大器时的最大输出功率就可达+20dBm，设计良好时的收发距离最远可达3km。
[0042]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，其特征在于:包括手持遥控设备和分别安装在多个交通信号机上的接收设备； 所述的手持遥控设备包括第一主控制器、第一无线收发器、按键扫描电路、显示屏、屏幕驱动电路、锂电池、电源管理电路、第一系统电源、第一 USB接口电路和ADC基准电路；所述的接收设备包括第二主控制器、第二无线收发器、状态指示电路、第二系统电源和第二USB接口电路；所述的第一主控制器通过第一无线收发器和第二无线收发器与第二主控制器交互连接；所述的第二主控制器通过第二 USB接口电路与交通信号机交互连接； 所述的按键扫描电路的输出端接第一主控制器的输入端；所述的显示屏的输入端分别与第一主控制器和屏幕驱动电路的输出端相连；所述的锂电池与电源管理电路交互连接，且锂电池的输出端接第一主控制器的输入端；所述的电源管理电路，其输入端接第一 USB接口电路的输出端，其输出端分别与屏幕驱动电路、第一系统电源和ADC基准电路的输入端相连；所述的第一系统电源分别为显示屏、第一主控制器和第一无线收发器提供工作电源；所述的第一 USB接口电路与第一主控制器交互连接； 所述的状态指示电路的输入端接第二主控制器的输出端；所述的第二系统电源分别为状态指示电路、第二主控制器和第二无线收发器提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，其特征在于:所述的第一主控制器和第二主控制器均选用STM32L151CB型芯片。
3.根据权利要求1所述的一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，其特征在于:所述的第一无线收发器和第二无线收发器均选用SI4463型芯片。
4.根据权利要求1所述的一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，其特征在于:所述的显示屏采用OLED屏，所述的屏幕驱动电路采用ISL97701型芯片。
5.根据权利要求1所述的一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，其特征在于:所述的电源管理电路采用BQ24075型芯片。
6.根据权利要求1所述的一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，其特征在于:所述的第一系统电源和第二系统电源均采用XC6203型芯片。
7.根据权利要求1所述的一种带屏可充电式交通信号机的遥控装置，其特征在于:所述的ADC基准电路采用TL431型芯片。
【文档编号】G08C17/02GK204256929SQ201420747457
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】岳彩林, 杨志华, 梁子君, 宋志洪, 张博, 宣林川, 王玉梅 申请人:安徽科力信息产业有限责任公司