基于互联网的交通信号灯控制装置的制作方法

本实用新型涉及交通信号控制技术领域，尤其是涉及一种基于互联网的交通信号灯控制装置。

背景技术：

随着我国城市的快速发展和汽车保有量的快速增长，对交叉路口的道路交通信号控制器的需求越来越大。但现有道路交通信号控制器和控制平台处于有线局域网络中，随着交通信号机控制器的增加，网络布线越发复杂，成本越来越高，特别是一些偏远路口和城市郊区，极大的增加了路口交通信号控制系统的安装成本。

现有的道路交通信号控制装置和信号控制平台大都采用有线网络连接，两者之间通过明文进行通信且缺少相关认证机制，设备安全性较低。

现有的道路交通信号控制装置一般采用机械锁，只能通过钥匙才能打开。而在以往的设备维护过程中，常常会遇到维护人员未带钥匙或用钥匙无法正常开启机械锁的情况，极大增加设备的维护成本，降低了设备操作的便利性。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中的交通信号控制安装成本高、设备安全性较低、维护成本高、操作便利性差的不足，提供了一种基于互联网的交通信号灯控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于互联网的交通信号灯控制装置，包括传统道路交通信号控制器、智能锁控制装置和智能互联装置；所述传统道路交通信号控制器包括信号控制主控卡和灯控卡，信号控制主控卡将信号灯状态数据通过信号机机柜背板的并行总线发送给灯控卡，灯控卡通过可控硅控制对应的信号灯亮灭；所述智能锁控制装置通过信号机机柜背板与传统道路交通信号控制器的信号控制主控卡的d0输出端子连接，智能锁控制装置根据d0输出端子输出的电平实现智能锁的开启和关闭；所述智能互联装置通过有线网络或串口与信号控制主控卡连接，智能互联装置通过3g/4g网络与交通信号控制云平台建立无线连接。

本实用新型的交通信号灯控制装置，交通信号控制云平台通过3g/4g无线网络将智能锁开启命令或信号灯控制命令，发送给交通灯控制装置的智能互联装置，智能互联装置进行相应协议处理通过有线网络或串口将数据传递给传统道路交通信号控制器的信号控制主控卡，信号控制主控卡对控制命令进行处理，若是信号灯控制命令，则进行信号灯控制逻辑操作，通过灯控卡进行信号灯控制；若是智能锁控制，则将智能锁对应d0电平的拉高和拉低将智能锁控制状态信号传递给智能锁控制装置，当d0电平拉高时，智能锁控制装置控制继电器闭合，将智能锁驱动电路与24v直流电源相连，智能锁开启。智能互联装置协议处理模块通过线网络或串口实时获取传统道路交通信号控制器的信号状态数据，通过数据tls加密和用户认证模块的加密链路上传到交通信号控制云平台等上位机。

作为优选，传统道路交通信号控制器通过信号机机柜背板线路与智能锁控制装置连接。

作为优选，所述传统道路交通信号控制器通过有线网络或串口与智能互联装置连接。

作为优选，所述智能锁控制装置包括npn达林顿管驱动器uln2803和继电器hf32fa/024-hsl2；继电器hf32fa/024-hsl2分别与npn达林顿管驱动器uln2803和智能锁驱动电路连接，智能锁驱动电路与智能锁电连接，npn达林顿管驱动器uln2803与d0输出端子连接。

作为优选，所述智能互联装置通过3g/4g无线网络与交通信号控制云平台连接。

作为优选，所述智能互联装置包括全网通4g通信模块、数据tls加密和用户认证模块、协议处理模块、4g天线外置接口、rj45网口和rs232串口；全网通4g通信模块通过4g天线外置接口与交通信号控制云平台连接，数据tls加密和用户认证模块分别与全网通4g通信模块和协议处理模块连接，协议处理模块通过rj45网口和rs232串口与信号控制主控卡连接。

因此，本实用新型具有如下有益效果是，采用模块化设计，具有兼容性、可扩展性等特点，数据通信安全性高，抗网络攻击的能力较强；为交通信号机接入城市大脑等交通云平台提供了思路，使实现城市大脑直接控制路口信号灯成为可能；通过互联网实时提供路口交通信号灯状态，为车路协同应用提供了思路，使汽车用户通过智联终端就可获取路口信号灯实时状态成为一种可能，可通过远程开启设备机柜门，为设备的维护和管理提供了更大的便利性，具有易维护特点。

附图说明

图1是本实用新型的一种原理框图；

图2是本实用新型的传统道路交通信号控制器的一种原理框图；

图3是本实用新型的智能锁控制装置的一种原理框图；

图4是本实用新型的智能互联装置的一种原理框图。

图中：传统道路交通信号控制器1、智能锁控制装置2、智能互联装置3、信号控制主控卡4、灯控卡5、智能锁驱动电路6、交通信号控制云平台7、智能锁8、全网通4g通信模块31、数据tls加密和用户认证模块32、协议处理模块33、4g天线外置接口34、rj45网口35、rs232串口36、do输出端子41。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图2、图3、图4所示的实施例是一种基于互联网的交通信号灯控制装置，包括传统道路交通信号控制器1、智能锁控制装置2和智能互联装置3；

如图2所示，传统道路交通信号控制器包括信号控制主控卡4和灯控卡5，信号控制主控卡和灯控卡以直插方式安装在信号控制机柜的背板上，两者通过背板的并行总线进行数据通信。信号控制主控卡根据时段配时方案进行信号控制逻辑运行，并将信号灯状态数据通过信号机机柜背板的并行总线发送给灯控卡，灯控卡的灯控端子通过背板接线端，与信号灯实际控制端子连接，实现路口交通信号灯状态控制。灯控卡通过可控硅控制对应的信号灯亮灭；智能锁控制装置通过信号机机柜背板与传统道路交通信号控制器的信号控制主控卡的do输出端子41连接，智能锁控制装置根据do输出端子输出的电平实现智能锁8的开启和关闭；智能互联装置通过有线网络或串口与信号控制主控卡连接，智能互联装置通过3g/4g网络与交通信号控制云平台7建立无线连接。

信号控制主控卡同时可接收上位机下发的控制命令并执行相关控制操作，记录道路交通控制器本地操作和上位机操作日志，针对不同的上位机用户进行控制权限管理。

如图3所示，智能锁控制装置的控制信号来自于信号控制主控卡的一路do输出端子，其控制电路主要包括npn达林顿管驱动器芯片、继电器和智能锁驱动输出端和24v直流电源输入。该控制电路集中一张io卡上，可直插入信号机机柜背板上。当需要打开智能锁时，上位机向信号控制主控卡下方智能锁开启命令，信号控制主控卡将智能锁控制对应do端子输出高电平，此时继电器闭合，24v直流电源接入智能锁驱动电路中，智能锁开启。若需要关闭智能锁，则信号控制主控卡将智能锁控制对应do端子输出低电平，此时继电器打开，24v直流电源断开与智能锁驱动电路6连接，智能锁关闭。

如图4所示，智能互联装置采用金属材质，以长方形盒子构成，主控卡安装于盒子内部。主控卡包括对外组件和对内组件组成，对外组件包括4g天线外置接口34、状态指示灯、复位按钮、24v直流电输入端、rj45网口35和rs232串口36，对内组件包括全网通4g通信模组31，数据tls加密和用户认证模块和协议处理模块32、协议处理模块33。智能互联装置底部装有卡扣，可安装于道路交通控制器机柜导轨上，拆卸方便灵活。智能互联装置上电启动后，数据tls加密和用户认证模块开始工作，首先与交通信号控制云平台建立tcp+tls加密通信链路，然后创建mqtt协议通信，实现通信认证，后续数据通信基于mqtt协议通信。智能互联装置与传统道路交通信号控制器通过有线网络或串口连接，与交通信号控制云平台通过3g/4g无线网络连接。智能互联装置与传统道路交通控制器之间基于厂商自有协议或国标协议进行明文通信，智能互联装置与交通信号控制云平台之间基于mqtt协议进行加密通信，采用tcp+tls方式通信，提高了数据通信的安全性和灵活性。

传统道路交通信号控制器、智能互联装置接入信号控制云平台需要认证。信号控制云平台根据产品编码和设备编码添加道路交通信号控制器设备，并生成该设备的认证秘钥，该道路交通信号控制器厂商将产品编码和设备编码固化到智能互联装置的数据tls加密和用户认证模块中，将认证秘钥固化到智能互联装置的数据tls加密和用户认证模块中。当传统道路交通信号控制器和智能互联装置启动后，智能互联装置获取传统道路交通信号控制器的产品编码和设备编码，然后与信号控制云平台建立tcp+tls加密通信链路，然后发送产品编码、设备编码和认证秘钥给信号控制云平台，认证通过后，创建mqtt通信协议机制。智能互联装置的数据tls加密和用户认证模块获取道路交通信号控制器的产品编号和设备编号，结合秘钥数据，实现与物联网云平台的认证和数据交互。

智能锁控制装置可使上位机平台包括信号控制云平台对现场信号机柜的智能锁进行远程开启和关闭。

本实用新型的交通信号灯控制装置，交通信号控制云平台通过3g/4g无线网络将智能锁开启命令或信号灯控制命令，发送给交通灯控制装置的智能互联装置，智能互联装置进行相应协议处理通过有线网络或串口将数据传递给传统道路交通信号控制器的信号控制主控卡，信号控制主控卡对控制命令进行处理，若是信号灯控制命令，则进行信号灯控制逻辑操作，通过灯控卡进行信号灯控制；若是智能锁控制，则将智能锁对应do电平的拉高和拉低将智能锁控制状态信号传递给智能锁控制装置，当do电平拉高时，智能锁控制装置控制继电器闭合，将智能锁驱动电路与24v直流电源相连，智能锁开启。智能互联装置协议处理模块通过线网络或串口实时获取传统道路交通信号控制器的信号状态数据，通过数据tls加密和用户认证模块的加密链路上传到交通信号控制云平台等上位机。

应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。