专利名称：数显式电脑交通信号控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于道路车辆的交通控制系统，具体涉及一种数显式电脑交通信号控制系统。
现在用于交叉路口的自动控制交通指挥设施，一般由分立元件或中规模集成电路组成的信号控制机和用白炽灯发光的三色信号灯构成。例如中国专利CN87207659公开了一种数字显示自控交通指挥设施，其不足之处是由于采用白炽灯，耗电量大，寿命短，维修工作量大，使用成本高;另外，其控制机的核心是一位微处理器系统，由6块5G14500系列电路构成，其功能较弱，没有编程能力，因此，其自动化程度低。
本发明的目的是提供一种能够按预置时间自动给出不同色别信号的同时同步给出允许通过或暂停等候的时间，信号灯和数字显示器采用亮度高、寿命长、能耗低的高亮度半导体发光器件，适用于各种环境温度的多功能，全天候数显式电脑交通信号控制系统。
实现该目的的技术方案是由立在交通路口的红、黄、绿三色信号灯，装在信号灯旁边的大屏幕二位数字显示器和装在交通指挥岗亭内的控制仪组成数显式电脑交通信号自动控制系统。红、黄、绿三色信号灯和大屏幕二位数字显示器由高亮度半导体发光器件组成，控制仪包括单片机系统，与单片机系统相连接并与信号灯相连接的信号灯驱动器，与单片机系统相连接并与大屏幕二位数字显示器相连接的数显驱动器，与单片机系统相连接的时钟电路。单片机系统内固化有交通指挥程序，工作开始时，将从时钟电路中采集时间信息，与预置各时段的起始时间进行比较，确定所属时段，按预置的红、黄、绿三色信号灯的时间参数，通过信号灯驱动器控制三色信号灯自动转换，并由数显驱动器同步控制大屏幕二位数字显示器显示相应的逐秒递减至1秒的时间，而后与信号灯同时翻转，每执行完一个循环，采集一次时间信息，判断是否进入下一时段，确定重复执行原时段时间参数或执行下一时段的时间参数。
控制仪内还设置了一个温控装置，该装置与单片机系统相连接。温控装置包括一个温度探测器，与其相连接的放大器和驱动电路，与驱动电路相连接的不少于一个风扇和不少于一个半导体致冷/发热器件。
控制仪内还设置了一个应急电路和一个遥控应急电路，该电路与单片机系统相连接。
控制仪内还设置了一个有线/无线音频输入器和一个功放电路，并设置了一个扬声器。
该发明的优点是用高亮度半导体发光器件作为三色信号灯和数字显示器的发光元件，加强了亮度，提高了使用寿命，降低了能耗，与白炽灯相比可节省能耗三分之一左右。该系统自动化程度高、功能齐全，能适应各种环境温度。该系统的实施，对有效地提高路口通行能力，减少交通事故，降低机动车辆能耗具有明显的效果，给交通民警和行人带来很大的方便，是改善交通管理的理想设施。
该发明有以下附图
图1本发明原理方框图，图2单片机系统硬件原理方框图，图3三色信号灯驱动器原理图，图4数显驱动器原理图，图5大屏幕二位数字显示器示意图，图6笔划板示意图，图7自动控制程序流程图，图8时段设置程序流程图，图9键输入程序流程图，图10直流稳压电源线路图。
实施例本发明由双向(或单向)三色信号灯1，双面(或单面)大屏幕二位数字显示器2和控制仪3组成。信号灯1和数字显示器2并排安装在交叉路口右侧的立柱上，控制仪3安置在交通指挥岗亭中。控制仪3自动控制信号灯1和数字显示器2，对交叉路口的各向车辆和行人实施指挥。
控制仪3的结构(附图1)为其核心部分是单片机系统4，与单片机系统4相连接的信号灯驱动器5与信号灯1相连接，控制信号灯1的转换，同时在控制仪3面板上设有信号灯模拟指示器6。与单片机系统4相连接的数显驱动器7与大屏幕二位数字显示器2相连接，控制显示相应的逐秒递减至1秒的时间，而后与信号灯1同时翻转，在控制仪3的面板上设有同样的数显模拟指示器8。与单片机系统4相连接的时钟电路11，作为该系统的时基信号。与单片机系统4相连接的温控装置10由一个温度探测器，与温度探测器相连接的放大器，与放大器相连接的驱动电路，与驱动电路相连接的一个风扇和一个半导体致冷/发热器件组成。当温度探测器测量到某时刻的环境温度后输入到单片机系统4内，与预置在系统内的正常工作温度范围进行比较，当温度高于预置的正常工作温度最高值时，系统给出控制信号，通过驱动电路使控制仪内的风扇和使半导体致冷器件工作，当温度低于预置的正常工作温度最低值时，系统给出控制信号，通过驱动电路使半导体发热器件发热，提高环境温度。当环境温度在正常工作温度范围内时，风扇和半导体致冷/发热器件停止工作。与单片机系统4相连接的应急电路12和遥控应急电路13，供交通民警遇到紧急情况时，可以通过手控开关或遥控器，迫使信号灯和数字显示器改变状态。控制仪3还设有有线或无线音频输入器14和与其相连接的功放电路15和扬声器16，交通民警必要时可以通过该装置发出声响指挥信息。控制仪的电源9是一般的桥式整流，三端集成稳压器稳压的通用电路(附图10)，具有+5V，+12V，-9V等直流输出。
单片机系统4硬件(附图2)结构为在整个控制系统中，不仅要完成三色信号灯自动转换的程序控制，而且还要完成时段设置、时间采集、逐秒递减的大屏幕数字显示、应急(或遥控)控制、软件保护和断电保护等一系列功能。为此，本系统采用功能强的8031芯片机17作为CPU，并配有外部可编程只读存贮器20，地址译码器19，输入输出接口18采用8155。系统设定，8155的PB既作时间信息输入口又作大屏幕数字显示器2和数显模拟指示器8的段数据输出口，PA为显示控制和键盘列线扫描口，PC则作为键输入口，同时设定8031的P1为信号灯状态信息输出口。
信号灯驱动器5电原理(附图3)为，8031单片机17的P输出口经功率门7407与10个光电耦合器22相连接，光电耦合器22分别与10个双向可控硅23的控制极相连接，10个双向可控硅23分别控制东西向24和南北向25的机动车辆行驶信号红、黄、绿三个信号灯和人行横道的红、绿两个信号灯。
数显驱动器7电原理(附图4)为8155接口18的PB输出口经功率门7407和锁存器21后与14个光电耦合器26相接，14个光电耦合器26分别与14个双向可控硅27的控制极相连接，14个双向可控硅27分别经过14个变压器28后控制由7块笔划板29组成的两个“8”字型数字显示框31。
大屏幕二位数字显示器2的结构(附图5)为由箱体30，带2个“8”字型笔划框31的底板32组成。笔划板(附图6)上排列有31个高亮度半导体发光器件33。当数字显示器2发生故障时，只需把有问题的笔划板拔下来进行更换即可，便于维修。
单片机系统4内固化有交通指挥程序。自动控制程序(附图7)流程为一旦工作开始，从时钟电路11中采集时间信息，与预置的各时段起始时间比较，确定所属时段，执行该时段参数，使东西向绿灯亮，南北向红灯亮，判断绿灯时间是否等于零？不是则继续原来的信号，是则使东西向黄灯亮，南北向红灯闪，判断黄灯时间是否等于零？不是则继续原来的信号，是则四面红灯亮，判断四面红灯时间是否等于零？不是则继续原来的信号，是则使南北向绿灯亮，东西向红灯亮……如此周而复始的循环进行。因此，即使在无交通民警的路口，装上本系统后，也能秩序井然地指挥来往车辆和行人。
该系统可以预置19个时段，根据一天之中不同时间车辆流量的情况，预置不同时段的不同方向的红、绿灯时间参数，合理地疏通车辆。附图8是时段设置程序流程图。它主要完成时段的设置，通过设置在控制仪3面板上的0～9十个数字键和东西、南北、复位、F、A五个功能键所组成的键盘和二位模拟显示屏，可以直观而方便地进行设置和修改。开始设置时，按下功能键F，在二位模拟显示屏上显示提示符]，如果是设置，则从01时段开始，顺序预置到所需的时段数N，N的最大值可到19，分别把各时段的起始时间，东西向绿灯时间(10～99秒)，南北向绿灯时间(10～99秒)，黄灯时间(0～9秒)，四面红灯时间(0～9秒)输入内存。如果是检查或修改，则需要检查或修改哪一时段，就按哪一时段即可。例如，要检查第3时段，则显示提示符]后按“03”，然后连续按“A”键，每按一次，就显示一个参数，从时段的起始时间到四面红灯逐次显示。在此过程中，要修改哪个参数，在按“A”键之前，输入所改的参数，再按“A”键即可，直到出现提示符]，再检查或修改另一时段。
附图9是键输入子程序流程图。该程序比较简单，在此不再赘述。
权利要求
1.一种数显式电脑交通信号控制系统，包括红、黄、绿三色信号灯1，大屏幕二位数字显示器2和控制仪3，本发明的特征是红、黄、绿三色信号灯1和大屏幕二位数字显示器2由高亮度半导体发光器件组成，控制仪3包括单片机系统4，与单片机系统4相连接并与信号灯1相连接的信号灯驱动器5，与单片机系统4相连接并与大屏幕二位数字显示器2相连接的数显驱动器7，与单片机系统4相连接的时钟电路11，单片机系统4内固化有交通指挥程序，工作开始时，将从时钟电路11中采集时间信息，与预置各时段的起始时间进行比较，确定所属时段，按预置的红、黄、绿三色信号灯的时间参数，通过信号灯驱动器5控制三色信号灯1的信号自动转换，并由数显驱动器7同步控制大屏幕二位数字显示器2显示相应的逐秒递减至1秒的时间，每执行完一个循环，采集一次时间信息，判断是否进入下一个时段，确定重复执行原时段时间参数或执行下一时段的时间参数。
2.如权利要求1所述的数显式电脑交通信号控制系统，其特征是单片机系统4包括CPU芯片17，地址译码器19，只读存贮器20和输入/输出接口18。
3.如权利要求1所述的数显式电脑交通信号控制系统，其特征是一个温控装置10与单片机系统4相连接，温控装置包括一个温度探测器，与温度探测器相连接的驱动电路，与驱动电路相连接的不少于一个风扇和不少于一个半导体致冷/发热器件。
4.如权利要求1所述的数显式电脑交通信号控制系统，其特征是一个应急电路12和一个遥控应急电路13与单片机系统4相连接。
5.如权利要求1所述的数显式电脑交通信号控制系统，其特征是控制仪3还包括一个有线或无线音频输入器14与其相连接的功放电路15和扬声器16。
全文摘要
本发明公开了一种数显式电脑交通信号控制系统。包括由高亮度半导体发光器件组成的三色信号灯，大屏幕二位数字显示器和一个由单片机控制的多时段自动循环的，具有遥控应急和软件保护的控制仪三部分组成。该系统不仅能自动给出不同色别的信号灯，而且还能给出具体的允许通行或等候时间。
文档编号G08G1/09GK1046995SQ9010251
公开日1990年11月14日 申请日期1990年5月7日 优先权日1990年5月7日
发明者许重瑾, 吴细坤, 蒋华锋 申请人:核工业总公司国营二六七厂