支持实现车道信号灯控制的装置的制作方法

本实用新型涉及交通控制装置领域，尤其涉及交通信号控制领域，具体是指一种支持实现车道信号灯控制的装置。

背景技术：

信号灯控制系统是城市交通路口上非常重要的系统，用于控制路口红绿灯的状态，从而实现保障道路交通通行安全、疏导交通流量以及优化城市交通状况的作用。然而在交通不断发展的情况下，出现了一系列路段使用的信号灯控制需求，比如潮汐车道信号灯控制以及匝道信号灯控制系统。

按照国标，目前主要的信号灯控制装置(以下简称信号机)分为a、b、c三类，主要以各自驱动的信号灯路数和自身的功能来区分。a类信号机的驱动路数最少、功能最简易同时价格也最低；c类最高。但是国标里并没有定义一款在路段上应用的信号灯控制产品。

本实用新型的可变车道信号机，是在宝康公司简易信号机的基础上进行设计思路上的改进，从而在保证功能的基础上降低产品的价格成本，实现潮汐车道以及匝道信号灯控制的要求。如图3为现有技术的路口信号灯亮度调节方案示意图，其中一个路段，可能有多组设备，不同设备之间光敏检测结果不互通，可能存在检测差异，导致亮度调整不一致。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足性能稳定、成本低、适用范围较为广泛的支持实现车道信号灯控制的装置。

为了实现上述目的，本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置如下：

该支持实现车道信号灯控制的装置，其主要特点是，所述的装置包括：

信号机灯控板，包括至少二个灯驱动电路模块；

故障检测电路组，每个所述的故障检测电路组均与一所述的灯驱动电路模块相对应，所述的每个故障检测电路组中均包括至少二个故障检测电路模块，每个所述的故障检测电路组中的故障检测电路模块分别与各自对应的所述的灯驱动电路模块相连接，且每个所述的故障检测电路模块与对应的外接信号灯相连接；所述的故障检测电路组的数量小于等于所述的灯驱动电路模块的数量；

底板控制芯片，通过spi总线与所述的信号机灯控板相连接；

无线zigbee终端通信模块组，包括至少二个无线zigbee终端通信模块，且每个所述的无线zigbee终端通信模块分别与各自对应的至少一个所述的外接信号灯相连接；

无线zigbee亮度检测通信模块，与所述的无线zigbee终端通信模块组中的各个所述的无线zigbee终端通信模块通过无线链路相连接；

光敏检测器，与所述的无线zigbee亮度检测通信模块相连接。

较佳地，所述的故障检测电路模块为计量芯片。

较佳地，所述的底板控制芯片包括74hc594芯片。

较佳地，所述的装置还包括网口，与后台的信号系统平台相连接。

采用了本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置，采用了核心模块独立设计的方案，因此在可变车道信号机设计的过程中，将核心模块直接插在了可变车道信号机底板上，保留了原有信号机装置的所有功能(c类国标)。同时架构的改变也大大降低了信号机本身的价格成本，在保证功能的基础上降低产品的价格成本，实现潮汐车道以及匝道信号灯控制的要求。

附图说明

图1为现有技术的信号机灯控输出电路结构图。

图2为现有技术的简易型信号机硬件架构图。

图3为现有技术的路口信号灯亮度调节方案示意图。

图4为本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置的结构图。

图5为本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置的灯控输出电路结构图。

图6为本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置的可变车道信号机硬件架构图。

图7为本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置的亮度调节方案示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置的技术方案中，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件电路的改进，硬件部分并非仅仅属于执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本实用新型仅仅利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。

本实用新型的该支持实现车道信号灯控制的装置，其中包括：

信号机灯控板，包括至少二个灯驱动电路模块；

故障检测电路组，每个所述的故障检测电路组均与一所述的灯驱动电路模块相对应，所述的每个故障检测电路组中均包括至少二个故障检测电路模块，每个所述的故障检测电路组中的故障检测电路模块分别与各自对应的所述的灯驱动电路模块相连接，且每个所述的故障检测电路模块与对应的外接信号灯相连接；所述的故障检测电路组的数量小于等于所述的灯驱动电路模块的数量；

底板控制芯片，通过spi总线与所述的信号机灯控板相连接；

无线zigbee终端通信模块组，包括至少二个无线zigbee终端通信模块，且每个所述的无线zigbee终端通信模块分别与各自对应的至少一个所述的外接信号灯相连接；

无线zigbee亮度检测通信模块，与所述的无线zigbee终端通信模块组中的各个所述的无线zigbee终端通信模块通过无线链路相连接；

光敏检测器，与所述的无线zigbee亮度检测通信模块相连接。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的故障检测电路模块为计量芯片。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的底板控制芯片包括74hc594芯片。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的装置还包括网口，与后台的信号系统平台相连接。

本实用新型的具体实施方式中，通过改进现有的信号机产品，使得原有简易型信号机能够实现可变车道信号机功能，并在价格成本上进一步的压缩。

可变车道信号机与简易型信号机在功能需求上，存在着一些不同。

控制路数的不同。路口信号机需要控制的信号灯比较多，比如各个方向的直行、左转信号灯以及人行信号灯。因此要求的独立信号灯控制路数比较多；而路段信号机需要控制的信号灯较少，但信号灯的数量会比较多。比如一个单向5车道的路段，实际的潮汐车道可能只有1条车道，从而需要的控制路数也只需要2组，剩下的信号灯只需要供电即可。但是潮汐车道的路段可能会有较多的同样信号指示的信号灯来提醒驾驶员。这样的特殊要求对信号机而言需要提供两个特殊的功能：一个是大功率的输出，可以同时驱动10路以上的信号灯；另一个是常亮输出，用于驱动灯色不变的信号灯。

本实用新型与现有产品的区别如下：

1、大功率输出的创新。一般来说，灯控板的信号灯驱动是有限制的。一方面是应用上越来越多的信号灯采用led作为发光源，功率不高；另一方面是灯故障检测的要求，会对输出功率有一定的限制。本可变车道信号机由于需要同时驱动10路以上的信号灯，因此对输出功率不能限制。在设计中采用了故障检测模块和灯驱动电路分离的方式来实现输出功率的提升。也就是说对可变车道信号机模块来说是没有输出功率限制的，可以并接多达30路信号灯。本实用新型中灯控输出的电路如图5所示。

2、灯驱动电路创新。车道信号机的驱动路数不多，因此完全可以采用一块微处理器来实现灯控的输出。这点与c类信号机乃至与公司的简易型信号机都有所不同。本车道信号机直接通过核心模块与灯驱动电路之间采用串转并的方式，用74hc594芯片将串行数据转换为并行驱动的功能。同时，74hc594芯片的输入输出脚还可以实现对驱动信号的监控。实现成本降低和信号灯同步性，稳定性。本实用新型中可变车道信号机硬件架构如图6所示。

3、灯驱动故障检测的创新：将故障检测模块与灯控驱动电路结合在一起。以往的故障检测电路需要通过大功率的采样电阻来获取采样数据，而大功率的采样电阻会限制输出功率。本实用新型采样的故障检测电路采用计量芯片实现，通过串口扩展对灯驱动电路的灯电压和灯电流值进行采样，获取信号灯的运行状态。由于计量芯片采用的是锰铜电阻进行采样，并配以大放大倍数的放大电路和噪声滤波电路，对实际的输出功率可以做到没有限制。

4、信号灯亮度可调的创新。可变车道灯大多具备亮度可调的功能，夜间通过降低亮度来实现节能环保的效果。但是由于可变车道，特别是潮汐车道的应用环境，一个路段上需要较多的信号灯来提醒驾驶员。如果每个灯上都有独立的亮度可调设备，但是又由于安装位置，光照等问题，往往会出现不同信号灯处于不同亮度状态的情况。观感上是效果不佳的。本可变车道信号机配置一颗无线zigbee通信模块和光敏检测器。通过可变车道信号机安装位置处的光照情况，来无线控制受控的信号灯组，统一进行亮度的调整。这样的做法一是解决了同一个路段不同信号灯可能出现亮度不一的现象；另一个是解决了信号灯之间通信需要拉线的方式。本实用新型中亮度调节方案如图7所示，通过统一的光敏检测，用zigbee发送给各个灯组，实现亮度统一，减少现场接线。

5、无线手动控制功能的创新：本实用新型可以搭配宝康电子的无线手动控制器使用。由于可变车道信号机有时会应用在高架路段。而在高架上对可变车道信号机进行操作并不容易，投入的维护费用很高。本实用新型提出的可变车道信号机可以对接以zigbee技术为基础的无线手动遥控装置。可以在高架下对信号机进行基本的操作，方案的切换等等。省去了上高架的费用，方便了现场操作。

6、网口的创新：相较于现有技术的比较简单、只提供一路串口的可变车道信号机。本实用新型的车道信号机提供一个网口，可以对接后台的信号系统平台。协助信号系统平台可以综合信号机和车道流量状况，进行综合的控制车道信号机的运行方案。

7、满足国标的要求：本实用新型满足国标中对a类信号机的要求，比如运行温度在-40℃～70℃之间，独立黄闪驱动，机箱门提供手动控制小门(信号机本身不挑机箱)等功能。

采用了本实用新型的支持实现车道信号灯控制的装置，采用了核心模块独立设计的方案，因此在可变车道信号机设计的过程中，将核心模块直接插在了可变车道信号机底板上，保留了原有信号机系统的所有功能(c类国标)。同时架构的改变也大大降低了信号机本身的价格成本，在保证功能的基础上降低产品的价格成本，实现潮汐车道以及匝道信号灯控制的要求。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。