专利名称：一种交通信号灯动态控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市地面交通信号灯控制技术领域，具体涉及基于GPRS通信的城市交通信号灯动态控制系统。
背景技术：
伴随着汽车的普及，大、中城市交通拥挤现象日益严重。城市地面交通控制主要依靠交通信号灯，即通常所说的红绿灯。目前，国内红绿灯交通控制系统中，红绿灯的切换时间普遍采用固定时间或者采用分时段设置固定的时间间隔，还有就是由交管部门根据某一路段或路口的交通状况人工调整时间间隔。上述的这种传统的交通信号灯控制模式的缺点在于不能够根据实时的交通状况，进行动态的红绿灯时间间隔的调整，容易出现交叉路口 的车流量大的方向上红灯禁行时间过长，车辆大量积压造成拥堵，而相对少车、没车的方向却出现绿灯时间空耗的现象。同时，传统的交通信号灯控制模式中，某一路口的交通信号灯时间的设置与下一个或多个与其相关的交通信号灯的时间设置上没有有效合理的衔接，因而不能够根据道路交通的总体状况预先调整和干预，以防止城市局部交通恶化，往往只能在交通出现拥挤后由交警部门人工介入指挥疏导，致使城市路面交通效率较低。GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS是一种网络承载方式，具有资源共享、丰富带宽等特点，远程监控、远程计数等小流量高频率传输的数据业务特别适合于GPRS网络的应用。GPRS是支撑中国移动“移动梦网”的主流技术。目前国内移动GPRS网络已覆盖全国所有省、直辖市、自治区，网络遍及240多个城市。基于GPRS网络开发的应用系统如远程电表抄表系统等均得到了较好的应用。
实用新型内容本实用新型的目的是针对传统的交通信号灯控制系统存在的问题和不足，提供一种基于GPRS通信的交通信号灯动态控制系统，能够根据实时车情和路况自动进行红绿灯切换及红绿灯转换时间的调整，最大限度地降低城市道路拥堵几率，保障交通畅通。本实用新型的技术方案是本实用新型的交通信号灯动态控制系统，包括设置在交通管理指挥中心的指挥控制中心主机和设置在各交叉路口的路口信号灯控制单元；上述的路口信号灯控制单元包括设置于交叉路口各分支道路上方的红绿灯电路，红绿灯电路具有控制其红/黄/绿灯转换的控制端；其结构特点是上述的路口信号灯控制单元还包括交通信号灯控制器和车辆检测器；上述的交通信号灯控制器在每一个路口信号灯控制单元中设置一套；交通信号灯控制器设有检测信号输入端、红绿灯控制信号输出端和GPRS信号发射接收端口，交通信号灯控制器的GPRS信号发射接收端口即为路口信号灯控制单元的GPRS信号发射接收端口 ；上述的车辆检测器在每一个交叉路口的各分支道路的禁行线后的路面下埋设一个，车辆检测器设有检测信号输出端；上述的各车辆检测器的检测信号输出端分别与交通信号灯控制器的相应检测信号输入端电连接，交通信号灯控制器的红绿灯控制信号输出端的各个端口与各个红绿灯电路的相应的各个控制端的各个端口电连接；上述的路口信号灯控制单元与指挥控制中心主机通过GPRS网络通信连接。进一步的方案是上述的交通信号灯控制器包括单片机、车辆信息采集模块、红绿灯控制模块、GPRS无线传输模块、指示模块和电源模块；上述的电源模块的输出端分别与单片机、车辆信息采集模块、红绿灯控制模块、GPRS无线传输模块和指示模块各自的电源端电连接；上述的车辆信息采集模块和红绿灯控制模块均具有信号输入端和信号输出端；车辆信息采集模块的信号输入端即为交通信号灯控制器的检测信号输入端；GPRS无线传输模块具有GPRS信号发射接收端口及通信端口 ；指示模块具有指示信号输入端；单片机具有车辆信息信号输入端、红绿灯信号输出端、GPRS通信端口和指示信号输出端；车辆信息采集模块的信号输出端与单片机的车辆信息信号输入端电连接；红绿灯控制模块的信号输入端与单片机的红绿灯信号输出端电连接；红绿灯控制模块的信号输出端即为交通信号灯控制器的红绿灯控制信号输出端；GPRS无线传输模块的通信端口与单片机的GPRS通信端双向电连接；GPRS无线传输模块的GPRS信号发射接收端口即为交通信号灯控制器的GPRS信号发射接收端口 ；指示模块的指示信号输入端与单片机的指示信号·输出端电连接。本实用新型具有的积极效果(1)本实用新型的交通信号灯动态控制系统，能够根据实时车情和路况自动进行红绿灯切换及红绿灯转换时间的调整，最大限度地降低城市道路拥堵几率，保障交通畅通。(2)在某一路口出现特殊情况而产生拥堵时，交管中心工作人员通过设在交管中心的指挥控制中心的终端主机对该路口的红绿灯进行远距离人工干预。
图I为本实用新型的电路框图；图2为图I中路口信号灯控制单元的电路框图；图3为图2中的交通信号灯控制器的电路框图。上述附图中的附图标记如下指挥控制中心主机1，路口信号灯控制单元2，交通信号灯控制器21，单片机21-1，车辆信息采集模块21-2，红绿灯控制模块21-3，GPRS无线传输模块21-4，指示模块21_5，电源模块21_6，车辆检测器22，红绿灯电路23。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明(实施例I)见图1，本实施例的交通信号灯动态控制系统，由设置在城市交通管理指挥中心的指挥控制中心主机I和设置在城市道路交叉路口的路口信号灯控制单元2组成。前述的指挥控制中心主机I是一种具有大型数据处理功能和GPRS信号发射接收端口的计算机系统；路口信号灯控制单元2具有GPRS信号发射接收端口，且该GPRS信号发射接收端口是与指挥控制中心主机I的GPRS信号发射接收端口相匹配的无线信号通信端口。路口信号灯控制单元2的数量根据实际需要，在每个交叉路口设置一个路口信号灯控制单元2。使用时，所有的路口信号灯控制单元2均由其GPRS信号发射接收端口通过GPRS无线通信网络以及指挥控制中心主机I的GPRS信号发射接收端口与指挥控制中心主机I通信连接。 见图2，每一个交叉路口设置的路口信号灯控制单元2均由交通信号灯控制器21、车辆检测器22和红绿灯电路23组成。交通信号灯控制器21设有检测信号输入端、红绿灯控制信号输出端和GPRS信号发射接收端口。交通信号灯控制器21的GPRS信号发射接收端口即为路口信号灯控制单元2的GPRS信号发射接收端口。每一个交叉路口的信号灯控制单元2设有一个交通信号灯控制器21，且交通信号灯控制器21的检测信号输入端的端口数量与车辆检测器22的数量相等。车辆检测器22设有检测信号输出端，车辆检测器22在每一个分支路口的禁行线后面的路面下埋设一个。红绿灯电路23设置有控制其红/黄/绿灯转换及每一种颜色灯点亮时间的控制端的各个端口。交叉路口的每一个分支路口上方设置一套红绿灯电路23。各个车辆检测器22的检测信号输出端与交通信号灯控制器21的检测信号输入端的相应的端口电连接，交通信号灯控制器21的红绿灯控制信号输出端的各个端口与各个红绿灯电路23的相应的各个控制端的各个端口电连接。见图3，前述的交通信号灯控制器21由单片机21-1、车辆信息采集模块21-2、红绿灯控制模块21-3、GPRS无线传输模块21-4、指示模块21_5和电源模块21_6组成。电源模块21-6的输出端分别与单片机21-1、车辆信息采集模块21-2、红绿灯控制模块21_3、GPRS无线传输模块21-4和指示模块21-5的各自的电源端电连接，从而为各个电路模块提供工作电源。车辆信息采集模块21-2和红绿灯控制模块21-3均具有信号输入端和信号输出端；车辆信息采集模块21-2的信号输入端即为交通信号灯控制器21的检测信号输入端。GPRS无线传输模块21-4具有GPRS信号发射接收端口及通信端口 ；指示模块21-5具有指示信号输入端；单片机21-1具有车辆信息信号输入端、红绿灯信号输出端、GPRS通信端口和指示信号输出端。交通信号灯控制器21的车辆信息采集模块21-2的信号输入端即为交通信号灯控制器21的检测信号输入端,其各个端口与相应一个车辆检测器22的检测信号输出端电连接。车辆信息采集模块21-2的信号输出端与单片机21-1的车辆信息信号输入端电连接；红绿灯控制模块21-3的信号输入端与单片机21-1的红绿灯信号输出端电连接；红绿灯控制模块21-3的信号输出端即为交通信号灯控制器21的红绿灯控制信号输出端，其各个端口与相应的红绿灯电路23的控制端的相应一个端口电连接。GPRS无线传输模块21-4的通信端口与单片机21-1的GPRS通信端双向电连接；GPRS无线传输模块21_4的GPRS信号发射接收端口即为交通信号灯控制器21的GPRS信号发射接收端口 ；指示模块21-5的指示信号输入端与单片机21-1的指示信号输出端电连接。前述的路口信号灯控制单元2的车辆检测器22为环形线圈车辆检测器。环形线圈车辆检测器的工作原理是当车辆经过环形线圈车辆检测器的环形线圈后，使线圈电感量发生变化，检测器内部电路振荡频率随着线圈电感量的变化而变化，发出脉冲电平信号。经交通信号灯控制器21的车辆信息采集模块21-2传输给单片机21-1进行处理。本实施例中，车辆检测器22的型号优选深圳金海航电子科技有限公司生产的型号为JH-CJ-106的环形线圈式车辆检测器。该型环形线圈车辆检测器具有3个工作线圈，该三个工作线圈一个交叉路口的一个分支分别路品禁行线后的左拐、直行和右拐三个车道的地面下，以检测各车道通过的车辆数量。如果该分支路口的车道数量多于3道以上，则可以再埋设一个相同的车辆检测器22。单片机21-1优选美国ATMEL公司生产的型号为AT89C52型单片机。本实施例的交通信号灯动态控制系统的工作过程如下述当有车辆经过车辆检测器22时，车辆检测器22产生相应的脉冲信号，并通过交通信号灯控制器21的车辆信息采集模块21-2传送给单片机21-1，单片机21-1按照预设的控制程序对采集到的路口通过的车辆信息进行处理，并根据处理结果通过红绿灯控制模块21-3输出控制信号给红绿灯电路23的控制端，实时控制红绿灯切换的时间，实现根据道路车辆通行的实时状况对红绿灯切换时间的动态调整和控制，保持交叉路口的车辆通行处于最佳通行状态。同时交通信号灯控制器21还通过其GPRS无线传输模块21-4实时与设置在交通指挥控制中心的指挥控制中心主机I进行GPRS信号的无线通信，交管部门工作人员·可以根据指挥控制中心主机I接收的路况信息实时向社会发布路况信息，而且当某一路口出现如交通事故等特殊情况时，直接向此路口的交通信号灯控制器21发送指令，进行远程人工干预。交通信号灯控制器21的指示模块21-5用于显示交通信号灯控制器21的工作状态，若交通信号灯控制器21工作异常，则指示模块21-5会相应显示故障指示信号，以便管理人员及时发现和维护。以上实施例是对本实用新型的具体实施方式
的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。
权利要求1.一种交通信号灯动态控制系统，包括设置在交通管理指挥中心的指挥控制中心主机(1)和设置在各交叉路口的路口信号灯控制单元(2);所述的路口信号灯控制单元(2)包括设置于交叉路口各分支道路上方的红绿灯电路(23)，红绿灯电路(23)具有控制其红/黄/绿灯转换的控制端；其特征在于所述的路口信号灯控制单元(2)还包括交通信号灯控制器(21)和车辆检测器(22);所述的交通信号灯控制器(21)在每一个路口信号灯控制单元(2)中设置一套；交通信号灯控制器(21)设有检测信号输入端、红绿灯控制信号输出端和GPRS信号发射接收端口，交通信号灯控制器(21)的GPRS信号发射接收端口即为路口信号灯控制单元(2)的GPRS信号发射接收端口 ；所述的车辆检测器(22)在 每一个交叉路口的各分支道路的禁行线后的路面下埋设一个，车辆检测器(22)设有检测信号输出端；所述的各车辆检测器(22)的检测信号输出端分别与交通信号灯控制器(21)的相应检测信号输入端电连接，交通信号灯控制器(21)的红绿灯控制信号输出端的各个端口与各个红绿灯电路(23)的相应的各个控制端的各个端口电连接；所述的路口信号灯控制单元(2)与指挥控制中心主机(I)通过GPRS网络通信连接。
2.根据权利要求I所述的交通信号灯动态控制系统，其特征在于所述的交通信号灯控制器(21)包括单片机(21 -1 )、车辆信息采集模块(21-2)、红绿灯控制模块(21-3)、GPRS无线传输模块(21-4)、指不模块(21-5)和电源模块(21-6);所述的电源模块(21-6)的输出端分别与单片机(21-1)、车辆信息采集模块(21-2)、红绿灯控制模块(21-3)、GPRS无线传输模块(21-4)和指示模块(21-5)各自的电源端电连接；所述的车辆信息采集模块(21-2)和红绿灯控制模块(21-3)均具有信号输入端和信号输出端；车辆信息采集模块(21-2)的信号输入端即为交通信号灯控制器(21)的检测信号输入端；GPRS无线传输模块(21-4)具有GPRS信号发射接收端口及通信端口 ；指示模块(21-5)具有指示信号输入端；单片机(21-1)具有车辆信息信号输入端、红绿灯信号输出端、GPRS通信端口和指示信号输出端； 车辆信息采集模块(21-2)的信号输出端与单片机(21-1)的车辆信息信号输入端电连接；红绿灯控制模块(21-3)的信号输入端与单片机(21-1)的红绿灯信号输出端电连接；红绿灯控制模块(21-3)的信号输出端即为交通信号灯控制器(21)的红绿灯控制信号输出端；GPRS无线传输模块(21-4)的通信端口与单片机(21-1)的GPRS通信端双向电连接；GPRS无线传输模块(21-4)的GPRS信号发射接收端口即为交通信号灯控制器(21)的GPRS信号发射接收端口 ；指示模块(21-5)的指示信号输入端与单片机(21-1)的指示信号输出端电连接。
专利摘要本实用新型提供一种交通信号灯动态控制系统，包括指挥控制中心主机和路口信号灯控制单元；路口信号灯控制单元与指挥控制中心主机通过GPRS网络通信连接；路口信号灯控制单元交通信号灯控制器、车辆检测器、红绿灯电路，交通信号灯控制器在每一个路口信号灯控制单元设置一套；车辆检测器在每一个交叉路口的各分支道路的禁行线后的路面下埋设一个；交通信号灯控制器包括单片机、车辆信息采集模块、红绿灯控制模块、GPRS无线传输模块、指示模块和电源模块。本实用新型能够根据实时车情和路况自动进行红绿灯切换时间的调整，最大限度地降低城市道路拥堵几率，保障交通畅通。
文档编号G08G1/08GK202694579SQ201220329619
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者张永春 申请人:常州工学院