一种备用电源控制系统及控制方法与流程

1.本发明涉及备用电源技术领域，具体涉及一种备用电源控制系统及控制方法。


背景技术：

2.交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。因此，交通信号灯在道路行驶安全方面起着至关重要的作用。
3.但是，若发生路口停电情况，交通信号灯将会熄灭，容易导致路口交通瘫痪，极易造成交通事故；另外，采用现有备用发电机供电，时效性差，另外发电机配备也不多，价格昂贵。
4.因此，亟需一种方案可以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种备用电源控制系统及控制方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
6.本发明提供一种备用电源控制系统，包括：备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号，所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。
7.优选的，当市电检测单元检测到市电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。
8.优选的，市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。
9.优选的，所述备用电源控制单元包括：逆变器、备用电源充电器单元；备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；
备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。
10.优选的，将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦波的信号变换电路、将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路、对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。
11.本发明提供一种备用电源控制系统的控制方法，该控制方法包括：s100，设置备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；s200，当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号；s300，所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；s400，若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。
12.优选的，所述s200包括：s201，当市电检测单元检测到市电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；s202，在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；s203，在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；s204，在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。
13.优选的，所述s400包括：s401，市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内；s402，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。
14.优选的，还包括：s500，设置逆变器、备用电源充电器单元；s600，备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；s700，备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。
15.优选的，所述s300包括：s301，将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦波的信号变换电路；s302，将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路；s303，对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；s304，基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供一种备用电源控制系统及控制方法，其中备用电源控制系统包括：备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号，所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明实施例中一种备用电源控制系统的结构示意图；图2为本发明实施例中市电检测单元的电路图；图3为本发明实施例中一种备用电源控制系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
20.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
21.本发明实施例提供了一种备用电源控制系统，请参照图1至图2，该备用电源控制系统包括：备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号，所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，
切断市电与信号机单元的连接；若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。
22.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号，所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。
23.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号，所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
24.在另一实施例中，当市电检测单元检测到市电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。
25.不管在设定第一阈值电压、第二阈值电压还是第三阈值电压，可以根据阈值动态调整方法对阈值电压进行设定，具体的设定方式包括：针对某一个阈值电压，如第一阈值电压、第二阈值电压或第三阈值电压，通过动态调整的方式进行调整，保证阈值电压设定的合理性，进而保障比对判断条件的准确性。
26.例如，针对第一阈值电压v1th，可以设定两个阈值v1、v2，阈值v1小于阈值v2，阈值v1到阈值v2的时间为阈值时间差。
27.其中，表示阈值修正值，表示阈值时间差，表示第一调整阈值，v2表示第二调整阈值，表示阈值权重参数，k表示阈值调整幅度。通过阈值修正值对第一阈值电压或第二阈值电压或第三阈值电压进行阈值修正。
28.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是当市电检测单元检测到市电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。
29.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案当市电检测单元检测到市电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。实现市电与备用电源的无缝切换。避免因路口停电，导致的交通拥堵的问题出现。
30.在另一实施例中，市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。
31.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。
32.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
33.在另一实施例中，所述备用电源控制单元包括：逆变器、备用电源充电器单元；备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电
器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。
34.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述备用电源控制单元包括：逆变器、备用电源充电器单元；备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。
35.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案所述备用电源控制单元包括：逆变器、备用电源充电器单元；备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
36.在另一实施例中，将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦波的信号变换电路、将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路、对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。
37.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦波的信号变换电路、将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路、对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。
38.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦波的信号变换电路、将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路、对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
39.在另一实施例中，还提供一种备用电源控制系统的控制方法，请参照图3，该控制方法包括：s100，设置备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；s200，当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号；s300，所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；
s400，若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。
40.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是设置备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号；所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。
41.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案设置备用电源控制单元、市电检测单元、备用电源；备用电源控制单元连接市电、市电检测单元、备用电源和信号机单元；当市电检测单元检测到市电处于非稳定态时，向备用电源控制单元发送第一信号；所述备用电源控制单元接收第一信号后，在第一设定时间内控制市电检测单元采样市电处于非稳定态的次数超过阈值时，备用电源控制单元控制将备用电源连接信号机单元，切断市电与信号机单元的连接；若市电检测单元连续检测市电处于稳定态时，向备用电源控制单元发送第二信号，备用电源控制单元根据第二信号控制市电重新接入信号机单元，切断备用电源与信号机单元的连接。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。实现了市电与备用电源的无缝切换，避免因路口停电，导致的交通拥堵的问题发生。
42.在另一实施例中，所述s200包括：s201，当市电检测单元检测到市电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；s202，在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；s203，在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；s204，在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。
43.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是当市电检测单元检测到市电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。
44.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案当市电检测单元检测到市
电电压小于第一阈值电压，大于第二阈值电压时，判定市电处于暂稳态；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电始终处于暂稳态，判定市电处于亚稳态，所述备用电源控制单元控制市电接入信号机单元；在第二设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第二阈值电压，且大于第三阈值电压，判定市电处于非稳定态；在非稳定态时，在第三设定时间内，若市电检测单元检测到市电电压小于第三阈值电压，判定市电处于转换状态，所述备用电源控制单元控制备用电源接入信号机单元。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。实现市电与备用电源的无缝切换。避免因路口停电，导致的交通拥堵的问题出现。
45.在另一实施例中，所述s400包括：s401，市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内；s402，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。
46.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。
47.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案市电检测单元连续检测市电电压大于第一阈值电压，且经过市电检测单元在第三设定时间内，市电检测单元检测到市电电压始终处于第一阈值电压之上，判定市电处于稳态。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
48.在另一实施例中，还包括：s500，设置逆变器、备用电源充电器单元；s600，备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；s700，备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。
49.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述备用电源控制单元包括：逆变器、备用电源充电器单元；备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。
50.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案所述备用电源控制单元包括：逆变器、备用电源充电器单元；备用电源充电阶段，逆变器将220v交流市电转换为12v直流电，经由备用电源充电器单元为备用电源充电，所述备用电源为备用电源控制单元供电；备用电源接入信号机单元阶段，逆变器将备用电源的12v直流电转换为220v交流电，备用电源接入信号机单元。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
51.在另一实施例中，所述s300包括：s301，将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦
波的信号变换电路；s302，将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路；s303，对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；s304，基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。
52.上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦波的信号变换电路、将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路、对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。
53.上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案将市电检测电路输出的市电取样电压信号由正负向正弦波转换为正向正弦波的信号变换电路、将市电的正向正弦波的信号变换成与市电同步相关方波的方波产生电路、对方波产生电路输出的方波进行边沿检测的中断识别电路；基于中断识别电路判断市电是否断电，若断电，备用电源控制单元将备用电源接入信号机单元。实时监测市电状态，当市电停电时，可无缝切换到备用电源给信号机供电，当市电恢复时，可自动切换回市电供电。
54.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。