一种基于热备份的集中协调式控制信号机的制作方法

本实用新型涉及交通信号机技术领域，具体涉及一种基于热备份的集中协调式控制信号机。

背景技术：

交通信号机是现代城市交通系统的重要组成之一，主要用于城市道路交通信号的控制与管理。近年来城市车辆的数目正在大量增加，城市交通拥挤问题成为一个急需解决的问题。信号机的研究与开发正是解决这一难题的主要途径之一。然而，信号机长年累月不间断的工作，难免会发生故障。

目前，当信号机主控板发生故障时，信号机降级为黄闪或者硬件黄闪，保证里面信号灯的工作，黄闪时所有车辆都可以缓慢通行，但此时车流量很大，可能会造成车辆的拥堵。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于热备份的集中协调式控制信号机，以解决现有信号机主控板发生故障时，信号机降级为黄闪或者硬件黄闪可能会造成车辆的拥堵的问题。

本实用新型提供一种基于热备份的集中协调式控制信号机，包括：供电单元、主控板、备用主控板、灯驱板以及通讯板；所述供电单元分别与所述主控板以及所述备用主控板电连接，所述主控板与所述备用主控板之间通过485串口、232串口和开光量实现通信连接，以使得所述主控板和所述备用主控板的参数配置、时钟、路口放行方案保持实时一致，同时保证所述备用主控板能实时了解所述主控板的工作状态，时刻准备接管所述主控板；所述灯驱板分别与所述主控板以及所述备用主控板通信连接，所述灯驱板用于连接信号灯；所述通讯板与所述灯驱板连接，以实现与所述主控板以及所述备用主控板通信连接，所述通讯板用于连接倒计时屏以及检测器，所述检测器包括视频检测器、无线线圈检测器、线圈检测器、电警卡口的实时过车数据检测器中的一种或多种。所述供电单元内配备220vac转5vdcups电源，同时配备处理器以及lcd液晶屏，所述处理器用于处理过压低压提醒、所述主控板的供电模块以及所述lcd液晶屏，所述lcd液晶屏用来显示当前电压的值、环境湿度和电源温度。所述灯驱板由所述主控板控制，用来实现信号机对所述信号灯的输出，通过电流检测模块和光耦芯片来保证输出的安全可靠，所述灯驱板上还配备散热片。所述主控板的供电模块采用ti的tps22960低功耗电源管理模块，功耗0.001w，反应时间最大为600μs。所述灯驱板配备电流检测模块，用于实时监测电流。

所述供电单元包括tps22960负载开关，所述tps22960负载开关的vin1端子分别与第一电容、第二电容的一端以及一个供电正极vcc连接，所述第一电容和第二电容的另一端接地；所述tps22960负载开关的vin1端子还与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地，所述tps22960负载开关的vin2端子与另一供电正极vcc连接，所述tps22960负载开关的vin2端子还与第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端接地，所述tps22960负载开关的vout1端子分别与第五电容和第七电容的一端连接，所述第五电容和第七电容的另一端接地，所述tps22960负载开关的vout2端子分别与第六电容和第八电容的一端连接，所述第六电容和第八电容的另一端接地，所述tps22960负载开关的vout1端子还与主控板的一端连接，所述主控板的另一端接地，所述tps22960负载开关的vout2端子还与所述备用主控板的一端连接，所述备用主控板的另一端接地。

可选的，所述第一电容为100μf，第二电容为104μf。

可选的，所述第三电容为1μf，所述第四电容为1μf。

可选的，所述第五电容为1μf，所述第六电容为1μf。

可选的，所述第七电容为22μf，所述第八电容为22μf

由以上技术方案可知，本实用新型的一种基于热备份的集中协调式控制信号机，包括：供电单元、主控板、备用主控板、灯驱板以及通讯板，供电单元分别与主控板以及备用主控板电连接，主控板与备用主控板之间通过485串口、232串口和开光量实现通信连接，以使得主控板和备用主控板的参数配置、时钟、路口放行方案保持实时一致，同时保证备用主控板能实时了解主控板的工作状态，时刻准备接管主控板；在信号机主控板出现问题时不会出现黄闪、硬件黄闪或灭灯工作方式，保证路口正常有效通行，在主控板维修和更换期间，信号机能保持原本的工作方式进行控制，不仅提高了信号机的可靠性，同时保障信号机控制路口交通的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种基于热备份的集中协调式控制信号机的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种基于热备份的集中协调式控制信号机的主控热备份单元供电模块电路图。

图示说明：1-供电单元；2-主控板；3-备用主控板；4-灯驱板；5-通讯板；6-检测器；7-倒计时屏；8-信号灯。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

请参阅图1，本实用新型提供一种基于热备份的集中协调式控制信号机，包括：供电单元1、主控热备份单元、灯驱板4以及通讯板5，主控热备份单元包括主控板2和备用主控板3。本实用新型所描述的技术方案侧重点是在主控板2损坏或者硬件电路故障时，由备用主控板3立刻接管主控板2，保证信号机在主控板2故障时通过备用主控板3实现道路交通的正常工作，同时在维修主控板2时也能保证道路交通的正常工作，提高信号机控制路口交通的可靠性和安全性。

其中，供电单元1分别与主控板2以及备用主控板3电连接，主控板2与备用主控板3之间通过设置在主控板2与备用主控板3上的处理器485串口、232串口和开光量实现通信连接，以使得主控板2和备用主控板3的参数配置、时钟、路口放行方案保持实时一致，同时保证备用主控板3能实时了解主控板2的工作状态，时刻准备接管主控板2。

灯驱板4分别与主控板2以及备用主控板3通信连接，灯驱板4用于连接信号灯8。通讯板5与灯驱板4连接，以实现与主控板2以及备用主控板3通信连接，通讯板5连接倒计时屏7以及检测器6，检测器6包括视频检测器、无线线圈检测器、线圈检测器、电警卡口的实时过车数据检测器中的一种或多种。

在本实施例中，供电单元1内配备220vac转5vdcups电源，同时配备处理器以及lcd液晶屏，处理器用于处理过压低压提醒、主控板2的供电模块以及lcd液晶屏，lcd液晶屏用来显示当前电压的值、环境湿度和电源温度，主控热备份单元供电模块电路图如图2所示。

主控板2的供电模块采用ti的tps22960低功耗电源管理模块，功耗0.001w，反应时间最大为600μs。灯驱板4配备电流检测模块，用于实时监测电流。

具体地，tps22960通过供电单元1上的处理器引出两个i/o使能，在处理器接收到备用主控板3接管信号的命令后，将tps22960的2号脚i/o使能低电平，中断对主控板2的电源输入，同时保持3号脚i/o使能高电平对备用主控板2继续供电。当主控板2维修或者更换后，工作人员确认主控板2正常工作后，按下供电单元1的复位键使其两个i/o使能都为高电平，恢复主控板2的供电。

灯驱板4由主控板2控制，用来实现信号机对信号灯8的输出，通过电流检测模块和光耦芯片来保证输出的安全可靠，灯驱板4上还配备大量散热片用来给可控硅散热，保证灯驱板4的可靠性。灯驱板4同时和主控板2以及备用主控板3通讯，通过可控硅和光耦来进行红绿黄的220v输出，驱动板4配备电流检测模块，实时监测电流。

如图2所示，供电单元1包括tps22960负载开关u1，tps22960负载开关u1的vin1端子分别与第一电容c1、第二电容c2的一端以及一个供电正极vcc连接，第一电容c1和第二电容c2的另一端接地；tps22960负载开关u1的vin1端子还与第三电容c3的一端连接，第三电容c3的另一端接地，tps22960负载开关u1的vin2端子与另一供电正极vcc连接，tps22960负载开关u1的vin2端子还与第四电容c4的一端连接，第四电容c4的另一端接地，tps22960负载开关u1的vout1端子分别与第五电容c5和第七电容c7的一端连接，第五电容c5和第七电容c7的另一端接地，tps22960负载开关u1的vout2端子分别与第六电容c6和第八电容c8的一端连接，第六电容c6和第八电容c8的另一端接地，tps22960负载开关u1的vout1端子还与主控板2的一端连接，主控板2的另一端接地，tps22960负载开关u1的vout2端子还与备用主控板3的一端连接，备用主控板3的另一端接地。

第一电容c1为100μf，第二电容c2为104μf。第三电容c3为1μf，第四电容c4为1μf。第五电容c5为1μf，第六电容c6为1μf。第七电容c7为22μf，第八电容c8为22μf。

本实用新型的基于热备份的集中协调式控制信号机的具体原理如下：主控板2和备用主控板3通过232串口将设置在主控板2中的参数等进行实时更新，保证备用主控板3接管主控板2时运行方式、时钟等和主控板一致及备用主控板3对主控板2进行热备份。主控板2和备用主控板3通过485串口心跳包和周期性的开关量进行通讯，备用主控板3通过这两种方式能更准确判断主控板2是否正常工作，是否需要接管主控板2，如备用主控板2接管后则通过电源板上的处理器中断主控板2的电源，并通过通讯板5和主控热备份单元中的网络模块同时给中心系统故障报警，提示相关工作人员尽快维修和更换主控板2。当主控板2维修或者更换后按下供电电源上的重新供电按钮，恢复主控板2供电，此时备用主控板3会将原先备份的数据通过232串口发送给主控板2并停止接管主控板2工作。在主控板2正常工作的情况下，备用主控板3与主控板2和供电单元1之间进行通讯，对灯驱板4和通讯板5不进行信号传输。

综上所述，本实用新型的基于热备份的集中协调式控制信号机，在拥有信号机基本的功能前提下，利用热备份来大大提高信号机的可靠性和稳定性。通过供电单元的主控热备份单元供电模块的配合，保证了即使出现错误判断，也不会影响信号机的正常使用。并具备感应、单点优化、系统线控、无电缆线控、公交优先、联网控制等功能，同时也保证了在维修和更换主板后能即时恢复主控板功能不影响信号机的使用。利用双主控的热备份和各个模块之间的配合，保证信号机主控板在损坏或者不正常工作的情况下不影响信号机的正常使用，使信号机的可靠性得到进一步提升，在维修和更换主板时也不影响正常使用，保证路口不会出现黄闪的工作方式。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。