的阐述。
[0041]本发明提出的一种基于压电陶瓷的智能红绿灯系统，包括控制单元ECU、南北方向测距信号采集电路、东西方向测距信号采集电路、能量存储装置电压检测电路、南北方向红绿灯控制电路、东西方向红绿灯控制电路、能量存储装置切换电路。
[0042]在需要车流量检测路段的公路内植入压电陶瓷材料，压电陶瓷可以将路过车辆的部分动能和重力势能转化为电能，通过电压提取电路将压电陶瓷产生的电能进行集中回收，当能量存储装置充满电后转而工作于供电模式，为红绿灯、路灯、摄像头等供电。由于安置红绿灯相关路段过往车流量较大，因此能量的回收也相当可观。在植入压电陶瓷的公路段内，每一米长作为一个电压检测模块。当有车辆通过此电压检测模块连接的压电陶瓷段时，电压先增高后迅速降为零；当车辆停止在某一电压检测模块时，该模块电压检测到一个大于零的恒定电压值；当没有车辆通过也无车辆停留时，电压检测模块检测到的电压值为零。控制单元ECU对检测到的电压信号进行逻辑分析，并输出控制信号控制红绿灯工作模式的切换，同时控制能量存储装置在充电和放电模式下的切换。
[0043]所述南北方向测距信号采集电路的输出端与控制单元ECU的信号输入端相连，所述东西方向测距信号采集电路的输出端与控制单元ECU的信号输入端相连，所述能量存储装置电压检测电路的输出端与控制单元ECU的信号输入端相连。所述南北方向红绿灯控制电路控制信号输入接口与控制单元ECU的信号输出端相连，所述东西方向红绿灯控制电路控制信号输入接口与控制单元ECU的信号输出端相连，所述能量存储装置切换电路控制信号输入接口与控制单元ECU的信号输出端相连。
[0044]如图1所示基于压电陶瓷的智能红绿灯系统的控制单元ECU通过计算分析南北方向测距信号采集电路、东西方向测距信号采集电路采集到的电压信号，判断每个方向的红绿灯应该怎样工作，将控制信号输出给南北方向红绿灯控制电路、东西方向红绿灯控制电路控制十字路口红绿灯的工作。控制单元ECU通过计算分析能量存储装置电压检测电路采集到的电压信号，判断能量存储装置是否已经充满电，输出控制信号给能量存储装置切换电路，使能量存储装置实现充电和放电两种工作模式的切换。
[0045]南北方向测距信号采集电路、东西方向测距信号采集电路的工作原理为:从红绿灯处的起步线开始划定一定长度区域作为车辆队长检测范围，在此段区域的公路内植入压电陶瓷材料。每一米的长度作为一个电压检测模块，并对划定区域内的检测模块进行编号。当车辆行驶经过某一模块时，电压检测电路检测到的电压先增大到一定值后迅速转为零；当车辆停止在某一模块时，电压检测电路检测到一个大于零的恒压；当没有车辆经过或者停留时，电压检测电路检测到的电压恒为零。
[0046]如图2所示的南北方向测距信号采集电路、东西方向测距信号采集电路、能量存储装置电压检测电路均采用传统的电压采集电路，所述的电压采集电路包括:电阻R1、电阻R2、电阻R3、放大器LF353。
[0047]所述被检测电路电压的正端均与放大器LF353反相输入端电阻Rl相连，反相输入端电阻Rl的另一端同时与反馈电阻R3的一端和放大器LF353的反相输入端相连，反馈电阻R3的另一端与放大器LF353的输出端相连，放大器LF353输出端与控制单元的信号输入端相连，参考电压与放大器LF353的正相输入端电阻R2相连，正相输入端电阻R2的另一端与放大器LF353的正相输入端相连。
[0048]如图3所示，所述的南北方向红绿灯控制电路、东西方向红绿灯控制电路采用同一红绿灯控制电路，所述的红绿灯控制电路包括:反相器741s02，三极管Ql，三极管Q2，红灯LI，绿灯L2，红绿灯供电电源E ;所述控制单元ECU的红绿灯控制信号输出端口同时与三极管Ql的基极以及反相器741s02的输入端相连，所述反相器741s02的输出端与三极管Q2的基极相连，所述红绿灯供电电源E的正极与三极管Q1、三极管Q2的集电极同时相连，所述红绿灯供电电源E的负极与红灯LI的负极、绿灯L2的负极同时相连，所述三极管Ql的发射极与红灯LI的正极相连，所述三极管Q2的发射极与绿灯L2的正极相连。
[0049]如图4所示，所述的能量存储装置切换电路包括:所述反相器741s00、四个MOS管、能量存储装置超级电容A和超级电容B、能量总储装置、压电陶瓷元件；所述控制单元ECU的能量存储电路控制信号输出端口同时与第一 MOS管、第四MOS管的栅极以及反相器741s00的输入端相连，所述反相器741s00的输出端分别与第二 MOS管、第三MOS管的栅极相连；所述压电陶瓷元件输出端的正极分别与第一 MOS管的漏极、第三MOS管的漏极相连；第一 MOS管的源极分别与超级电容A的正极端、第二 MOS管的漏极相连，第三MOS管的源极分别与超级电容B的正极端、第四MOS管的漏极相连，第二 MOS管的源极、第四MOS管的源极均同时与能量总储装置的正极端相连；能量总储装置的负极端同时与超级电容A负极端、超级电容B的负极端、压电陶瓷元件的负极端相连。
[0050]如图5所示的基于压电陶瓷的智能红绿灯切换方法包括步骤:
[0051 ] 步骤I，控制单元ECU采集各个电压采集电路的电压信号，并对各个电压信号进行编号，根据控制单元硬件对应的编程语言写入一个最长的测量距离；
[0052]步骤2，控制单元对采集到的电压信号进行计算分析，并进行逻辑判断；
[0053]步骤3，判断东西方向的车队总长1^是否大于写入的最长测量距离I _。
[0054]步骤4，根据步骤3的判断，若东西方向车队总长1?大于写入的最长测量距离1_，则判断南北方向车队总长1，是否大于写入的最长测量距离I _。
[0055]步骤5，根据步骤4的判断，若南北方向车队总长Isn也大于写入的最长测量距离1_，红绿灯按照传统的时间完成一个周期的切换工作。
[0056]步骤6，根据步骤4的判断，若南北方向车队总长Isn不大于写入的最长测量距离1_，则判断东西方向车队总长是否比南北方向车队总长大S米。
[0057]步骤7，根据步骤6的判断，若东西方向车队总长比南北方向车队总长大S米，东西方向红绿灯工作于绿灯模式南北方向红绿灯工作于红灯模式。
[0058]步骤8，根据步骤6的判断，若东西方向车队总长不比南北方向车队总长大S米，红绿灯按照传统的时间完成一个周期的切换工作。
[0059]步骤9，根据步骤3的判断，若东西方向车队总长Iew不大于写入的最长测量距离1_，则判断南北方向车队总长1^是否大于写入的最长测量距离I _。
[0060]步骤10，根据步骤9的判断，若南北方向车队总长Isn大于写入的最长测量距离1_，则判断南北方向车队总长是否比东西方向车队总长大S米。
[0061 ] 步骤11，根据步骤10的判断，若南北方向车队总长比东西方向车队总长大S米，南北方向红绿灯工作于绿灯模式东西方向红绿灯工作于红灯模式。
[0062]步骤12，根据步骤10的判断，若南北方向车队总长不比东西方向车队总长大S米，红绿灯按照传统的时间完成一个周期的切换工作。
[0063]步骤13，根据步骤9的判断，若南北方向车队总长Isn不大于写入的最长测量距离1_，则判断东西方向车队总长是否比南北方向车队总长大S米。
[0064]步骤14，根据步骤13的判断，若东西方向车队总长比南北方向车队总长大S米，东西方向红绿灯工作于绿灯模式南北方向红绿灯工作于红灯模式。
[0065]步骤15，根据步骤13的判断，若东西方向车队总长不比南北方向车队总长大S米，红绿灯按照传统的时间完成一个周期的切换工作。
[0066]步骤16，重复步骤2到步骤15。
[0067]在具体实施例中给出上述步骤实施所需要的具体实施参数。
[0068]步骤3，判断东西方向的车队总长1^是否大于写入的最长测量距离100m。
[0069]步骤4，根据步骤3的判断，若东西方向车队总长Iew大于写入的最长测量距离100m，则判断南北方向车队总长1，是否大于写入的最长测量距离100m。
[0070]步骤5，根据步骤4的判断，若南北方向车队总长Isn也大于写入的最长测量距离100m，红绿灯按照传统的时间完成一个周期的切换工作。
[0071]步骤6，根据步骤4的判断，若南北方向车队总长Isn不大于写入的最长测量距离100m，则判断东西方向车队总长是否比南北方向车队总长大60m。
[0072]步骤7，根据步骤6的判断，若东西方向车队总长比南北方向车队总长大60m，东西方向红绿灯工作于绿灯模式南北方向红绿灯工作于红灯模式。
[0073]步骤8，根据步骤6的判断，若东西方向车队总长不比南北方向车队总长大60m，红绿灯按照传统的时间完成一个周期的切换工作。
[0074]步骤9，根据步骤3的判断，若东西方向车队总长Iew不大于写入的最长测量距离100m，则判断南北方向车队总长1，是否大于写入的最长测量距离100m。
[0075]步骤10，根据步骤9的判断，若南北方向车队总长Isn大于写入的最长测量距离100m，则判断南北方向车队总长是否比东西方向车