一种自适应led交通信号灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号灯领域，尤其涉及一种自适应LED交通信号灯。
【背景技术】
[0002]LED自从1968年问世以来，就凭借其较小的体积小、极快的反应速度、非常低的起动电压、高度的耐震性和避免了汞污染等良好的特性，在很多要求轻、薄以及小型设备中得到了广泛的应用。又由于其发光效率高，而且拥有红、黄、绿等良好的显色性能，不但被大量应用于需要色彩装饰的生活环境中，特别是在公路、铁路、城市道路的交通信号系统中更是大显身手。
[0003]LED信号灯具有以下特性:
[0004]I)可靠性好，寿命长，对于信号灯来说，一般使用环境比较恶劣，需要适应不同的温度以及风吹、日晒、雨淋等不同的自然条件，所以，要求信号灯在可靠性和寿命方面具有较高的要求，一般说来，如果使用白炽灯泡作为信号灯，其平均寿命大约为1000h，如果使用低压卤钨作为主要材料的灯泡，其平均寿命大约为2000h，而且这些信号灯在维护时的费用一般很高，而LED信号灯在这个方面的优势则要突出得多，已经有实践证明，很多LED信号灯的寿命已经大大超过了 5年，却没有损坏，另外，LED信号灯还有一个非常突出的优点就是回应时间快，从而能够大大减少在应用中发性交事故的概率，这些都是白炽灯或卤钨灯泡难以实现的；
[0005]2)具有单色光和发散角的特性，因为LED所散出来的本身就是单色光，所以，在使用中不需要用色片作用去重新生成红、黄、绿等不同颜色，另外，由于LED所散发出来的光是呈现一定的方向性的，具有特定的发散角，所以，在应用中就避免了以往采用非球面的反光镜的做法，因为这一特点，使得LED很好地解决了以往信号灯中容易产生幻像的弊端，同时还避免了因色片而带来的褪色现象，大大完善了使用效果；
[0006]3)LED具备冷光源、能耗低的优势，作为一种重要的冷光源，LED具备能耗很低的特点，使得这种信号灯实现了节能的目的。由此可见，LED信号灯正凭借其较高的亮度和可靠性以及能耗低的优势，逐渐得到世界各个城市的广泛使用。
[0007]然而现有的LED交通信号灯还存在以下弊端:首先，缺乏黄灯显示倒计时机制和黄灯显示剩余时间能够通行车辆数量的确定机制，无法为车辆驾驶员提供足够多的信息实现预警功能，从而导致车辆驾驶员在做出闯黄灯决定后，事实上发生了闯红灯的违章行为;其次，缺乏无线充电技术，无法为LED交通信号灯的供电提供有力保障；最后，现有的LED交通信号灯结构过于简单，需要增加一些辅助设备以提高其智能化水平。
[0008]因此，需要一种新的交通信号灯的设计方案，能够同时解决上述弊端，从而为需要的交通信号灯的车辆和行人提供更多的辅助信息，增强交通信号灯的可靠性和智能化水准，使其更好地服务于城市建设。
【发明内容】
[0009]为了解决上述问题，本发明提供了一种自适应LED交通信号灯，改造现有技术中的信号灯设计方案，提供了黄灯显示倒计时机制和黄灯显示剩余时间能够通行车辆数量的确定机制，为车辆驾驶员提供足够多的预警信息，有效避免闯红灯的违章行为发生，同时建立无线充电机制，为LED交通信号灯的供电提供有力保障，更为关键的是，对现有的LED交通信号灯增加一些辅助设备，在优化LED交通信号灯结构的同时，为附近的车辆和行人提供更多服务。
[0010]根据本发明的一方面，提供了一种自适应LED交通信号灯，所述信号灯位于当前交通路口，包括环境亮度检测设备和LED三色灯设备，环境亮度检测设备用于检测周围环境亮度，LED三色灯设备用于基于周围环境亮度确定其自身的显示亮度。
[0011]更具体地，在所述自适应LED交通信号灯中，包括:环境亮度检测设备，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于检测并输出周围环境亮度，以通过凌阳SPCE061A芯片控制LED三色灯设备、黄灯倒计时指示设备和行人通行指示灯设备的显示亮度;电力检测设备，与电源供应设备的电压转换电路连接，用于检测电压转换电路提供的电压是否符合预设电压，当电压转换电路提供的电压低于预设电压时，发出电量不足信号;定位设备，用于在接收到定位启动信号时，自动寻找附近的LED交通信号灯；自动通信设备，与定位设备连接，用于在寻找到附近的LED交通信号灯后，向其发送握手信号以建立与其之间的通信链路，并在完成与附近的LED交通信号灯的通信链路建立操作后，发出链路建立完成信号；自动充电设备，用于在接收到链路建立完成信号时，接收附近的LED交通信号灯对其的无线充电，并在充电完成后替换电源供应设备以进行电力供应;RS485串行通信设备，用于实现凌阳SPCE061A芯片与远端中央控制设备之间的RS485通信;凌阳SPCE061A芯片，分别与电力检测设备、定位设备、自动通信设备、自动充电设备和RS485串行通信设备连接，用于在接收到电量不足信号后，启动定位设备、自动通信设备和自动充电设备，将电量不足信号通过RS485串行通信设备发送给远端中央控制设备，并将定位启动信号发送给定位设备，还用于在接收到链路建立完成信号后，通过RS485串行通信设备向远端中央控制设备发送无线充电启动信号，以启动定位设备寻找到的附近的LED交通信号灯的无线充电操作;车辆通行时间检测设备，用于检测并输出车辆通过当前交通路口所需的平均时间，包括:计时单元，用于提供并输出计时信号;超声波发送单元，位于当前交通路口的正上方，用于向当前交通路口地面发射超声波信号;超声波接收单元，与超声波发送单元一起位于当前交通路口的正上方，用于接收反射的超声波信号;检测控制单元，分别与计时单元、目标识别单元、超声波发送单元和超声波接收单元连接，用于基于发射超声波信号和接收反射的超声波信号之间的时间间隔是否发生变化，确定是否发出目标存在信号，还用于基于每一辆通过当前交通路口的车辆的通行时间确定车辆通过当前交通路口所需的平均时间；目标识别单元，位于当前交通路口的正上方并位于超声波发送单元之后，距离超声波发送单元的径向长度为10毫米，分别与检测控制单元和计时单元连接，用于在接收到目标存在信号后，基于图像识别方式确定通过当前交通路口的目标是否为车辆，以将车辆目标信号或非车辆目标信号发送给检测控制单元，同时计算车辆车头经过当前交通路口预设基线和车辆车尾经过当前交通路口预设基线之间的时间间隔，以作为车辆的通行时间发送给检测控制单元，其中，当前交通路口预设基线在当前交通路口地面上，径向位置在目标识别单元之后，距离目标识别单元的径向长度为30毫米;剩余通行车辆数量指示设备，用于与车辆通行时间检测设备连接以接收车辆通过当前交通路口所需的平均时间，与黄灯倒计时指示设备连接以接收其输出的倒计时时间，并基于车辆通过当前交通路口所需的平均时间和倒计时时间确定黄LED主灯或黄LED辅灯在关闭前还能够通行的车辆数量以作为剩余通行车辆数量显示和输出；LED三色灯设备，包括红LED主灯、黄LED主灯、绿LED主灯、红LED辅灯、黄LED辅灯和绿LED辅灯，红LED辅灯、黄LED辅灯和绿LED辅灯分别作为红LED主灯、黄LED主灯和绿LED主灯的替换灯，以在相应主灯发生故障时替换相应主灯进行显示或关闭操作;黄灯倒计时指示设备，用于在LED三色灯设备中的