一种总线传输方式控制的交通信号灯系统的制作方法

本发明属于交通控制工程技术领域，具体涉及一种总线传输方式控制的交通信号灯系统，能有效缓解交通信号灯控制线坏死的问题。

背景技术：

伴随着我国城市建设速度加快，交通拥堵以及出行不便成为又一个广为闲聊的话题。这一问题的根本在于路口控制的不合理以及对路口施工的破坏封路，导致原本的车道减少或者现有的车道改变行驶方向。从侧面增加了其他干道的车流量，使其他干道路面车流量趋近或者超出自身的饱和度。

请见图1，现有交通信号灯采取控制方式为多信号号线点对点并行控制，交通信号机对某一个方向某一颜色灯采取单独控制；而这种现是直接接在交通信号机柜输出端接口。

现有交通控制方式虽然控制简单，点对点，传输速率不受时间限制无延时处理；机柜一体化，方便问题查找；但是对于这种方式的缺点如下：

①、走线太多，成本增大；

②、如果换信号控制机，由于各厂家输出接口不一致，那么会导致每一根线都要重新检测出是在哪个方向，增加施工时间；

③、如果控制线哪一根烧毁，那么该线路要重新井底走线。对于老城区，由于管道堵死，这样要么选择空中飞线，要么重新破路顶管。增加了施工成本；

④、对于老路段，由于基本存在并线以及灯型单一。这是以前规划层面上，针对以前的交通流。如果现在交通流变动，每个灯型要单独控制，或者该路段以前为满屏灯，现在要加左转或者右转及掉头灯。那么现在该路段又要重新走线，要么破路，要么顶管；

⑤、路段线路故障检测困难。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种总线传输方式控制的交通信号灯系统，能有效缓解交通信号灯控制线坏死等问题。

本发明所采用的技术方案是：一种总线传输方式控制的交通信号灯系统，其特征在于：包括信号机和若干总线控制器；所述总线控制器由输入检测板和若干输出板组成，所述信号机与输入检测板连接，各个方向的交通信号灯均配置有输出板，所述输入检测板和若干输出板均通过总线连接；所述输入检测板模拟负载给信号机，检测信号机状态，然后微处理器处理判断，并通过总线以协议方式传输给输出板；所述输出板解析协议，判断交通信号灯是否在正常工作，如果不在状态，那么上报给输入检测板，输入检测板根据上报故障，作出断路负载输出，信号机收到路线故障报告，并作出响应。

本发明的有益效果是：

（1）通讯速率快，通讯距离远；

（2）穿线少，改造不破路，施工简单成本低；

（3）能与市面上任何一款信号机对接；

（4）易于维护管理。

附图说明

图1：本发明现有技术中现有交通信号灯控制方式示意图；

图2：本发明实施例的系统结构图；

图3：本发明实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

由于现有信号机都是依据国标GB25280-2010，所以信号机的输出都是带输出检测功能的。意在信号机在空载输出是会报警。我们依据这种状况模拟一个负载给信号机输出，通过对信号输出电平采集，对应相应通道，以总线方式（RS485或者CAN）传输至信号灯杆上所挂的输出板。这样输出板对于通讯信号采取解析作出反馈判断。从而直接在信号灯杆上控制信号灯。这就涉及到以下几种技术指标：

①、双总线同时控制。意在RS485与CAN根据用户选择或者说以CAN为主，485通讯只是辅助作用，防止CAN故障。当CAN通讯时485禁止。

②、输出检测上报。总线控制器（BCU）输出板是用来直接控制红绿灯的。当灯是否正常将会上报给总线控制器控制板。控制板一端是接信号机输出并且模拟一个输出。当某路总线控制器发现灯故障，会告知总线控制器控制单元。控制单元将会断掉模拟给信号机输出这一块电路。使路口原先信号机将空载，同时也会自己发现故障以做降级处理。

③、符合国标的通讯式倒计时接口。如果路口都采取总线通讯控制，那么对于路口的倒计时器如果是通讯式或者触发式，那么总线控制器输出板必须也支持这样的接口。因为总线控制器只有四根线在井管。

④、通讯速率快，通讯距离远。RS485通讯在9600bps下是可以达到300米的距离。但是数据帧与信号会有10ms延时时间，由于人眼感觉不到，所以可以允许延时。而CAN总线在50Kbps波特率下可以传输300米远，但是通讯延时小于1ms。所以方案采取CAN总线为主，RS485为辅。

⑤、主控芯片采集及工作效率快；

本方案主控芯片采用STM32F103ZET6。该芯片工作速率可达到72Mhz。并且采用嵌入式系统，能够快速解决并行数据采集与处理功能。

⑥、穿线少，改造不破路，施工简单成本低；

此方案对于新路口只需要井管走四根线，或者5根（备用一根），这样就解决了施工成本。这四根线分别为AC220V电源线（2根），与通讯线（总线2根）。输出板直接挂在信号灯上。而主控单元与信号机机柜放置一起。通过井管2跟电源线，给信号灯以及输出板供电工作，另两根线给输出板通讯，告知运行状态。

⑦、满足市面上任何一款信号机；

这样的问题主要在于所有信号机都有故障上报功能和故障降级处理，对于联网型的信号机都会采用故障上报后台并降级处理。对于单点式都只采取降级处理。由于要满足所有信号机，所以不能根据每一个信号机故障上报协议做程序处理。处理层面只能在于模拟方面，即对信号机采取负载断开，也就是不给信号机输出，这样信号机也能自检知道。

基于以上现状，以及技术问题，请见图2和图3，本发明提供的一种总线传输方式控制的交通信号灯系统，包括信号机和若干总线控制器(BCU)；总线控制器由BCU输入检测板和若干BCU输出板组成，信号机与BCU输入检测板连接，各个方向的交通信号灯均（按相位组）配置有BCU输出板，BCU输入检测板和若干BCU输出板均通过总线连接；BCU输入检测板模拟负载给信号机，检测信号机状态，然后微处理器处理判断，并通过总线以协议方式传输给BCU输出板；BCU输出板解析协议，判断交通信号灯是否在正常工作，如果不在状态，那么上报给BCU输入检测板，BCU输入检测板根据上报故障，作出断路负载输出，信号机收到路线故障报告，并作出响应。

本实施例的BCU输入检测板接信号机输出，信号机现在控制多少路，就接多少路检测至输入检测板上，BCU输入检测板放置在信号机机柜内。对于新路口采用4根线走管道连接BCU输出板，而对于旧路口，可以避免走线，直接用以前内部链接线，选择4根即可；输出板与信号灯杆挂一起采用机箱放置，这样施工稳定，接线也简单，对于信号灯的故障也能快速找出解决。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。