[实用新型]基于电力线载波的LED交通信号灯自动检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及低压电力线载波和自动控制技术在ITS(智能交通系统)中的应用，具体涉及LED交通信号灯实时工作状况的在线自动检测装置。

背景技术

随着我国经济的迅速发展，加快了城市化、汽车化的进程，ITS在城市的交通管理中发挥着越来越重要的作用。LED交通信号灯作为ITS中重要的道路通行指示工具，它的好坏直接影响了道路交通的通行质量。如何对它进行及时、准确地检测是一个急待解决的关键问题。目前，LED交通信号灯的故障检测，一般都采用人工判别(如肉眼识别、交通障碍申告等)LED损坏的多少，是否能显示一个完整的道路交通示意图形？是否影响正常使用来进行维护？这种依靠人工判别的方法不仅准确性差，而且实时性达不到要求，使得道路的通行质量受到了极大的影响。

常规的交通示意图形是由每组多只(3~5只)LED串联，再由多组并联来组成一个完整的道路交通示意图形，图形主要有以下几种：圆盘、箭头、人形、叉、掉头等形状的道路交通标识符。

LED交通信号灯分红、黄、绿三种颜色，在12V工作电压下，限流电阻上的电压分别为1.6V、1.7V、1.0V。

如何对检测信号实时、准确地传输是一个关键问题，通常有以下几种方案：

1.基于GPRS/CDMA无线传输技术实现数据发送，其不足之处是成本较高；

2.通过电话线进行传输，其缺点是传输速度慢、维护困难；

3.通过专用数据线传输，但需要重新布线，费时、费力，且维修不便。

电力线载波技术出现于上世纪二十年代的初期，应用电力线传输信号的实例最早是电力线电话。载波通信技术在10KV以上的高压电力线上的技术已经比较成熟，但在低压电力线上的信息传输技术尚在研究发展中。低压电力线载波通信是指利用已有的低压电力线作为传输媒介实现数据传递和信息交换。

低压电力线是为传输50Hz的工频电能而铺设的。由于不是为通信铺设的，故其特性往往难以满足载波通信的要求。这直接体现在两方面：第一、电力网络的阻抗特性及其衰减，制约了信号的传输距离；第二、低压电力线上的噪音干扰，制约了信号的传输质量。由于在低压电力线上存在诸多使载波信号的信噪比急剧下降的因素，使得载波信号难以在一个供电区域内有效地传输，这就必须选取合适的低压电力线MODEM。本实用新型专利基于电力线载波技术的LED交通信号灯自动检测装置，选用了BW10电力载波MODEM与MCU组成了LED交通信号灯自动检测装置。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种基于低压电力线载波传输数据的LED交通信号灯实时工作状况的在线自动检测装置，并能将所检测的信号通过受控的脉冲载波到220V的低压电力线上，实现LED交通信号灯与交通信号控制机进行数据传输的在线自动检测系统。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提出的基于电力线传输的LED交通信号灯自动检测装置由信号采集部分、控制与处理部分和数据传输部分组成。

所述信号采集部分包括LED交通信号灯和模拟开关，LED交通信号灯是由多只LED与一个限流电阻串联形成一组，再由多组并联而成，限流电阻上的电压通过模拟开关接入微控制单元即MCU；

所述控制与处理部分采用一个微控制单元即MCU，写入有控制与处理软件，由MCU控制模拟开关循环、定时地采集限流电阻上的电压信号，完成信号地获取；检测信号经微控制单元即MCU处理后，再通过接口连接数据传输部分，控制数据传输部分向交通信号控制机发送检测结果；

所述数据传输部分采用BW10电力线载波模块搭载在低压电力线上，实现LED交通信号灯与交通信号控制机的数据传输。

本装置采用了低压电力线载波和自动控制相接合的应用技术，利用LED交通信号灯上现有的220V低压供电线，对LED交通信号灯实施在线自动检测，无需重新布线，而且检测精度高，满足了实时自动报警和及时维修的需求，使交通信号灯有效、正常运行，发挥它应有的功能。本装置传输信号传输距离远，通信速度快，检测准确，传输可靠，抗干扰能力强，稳定性好，实时性及兼容性强。经实际应用，表明了该系统在数据采集、处理及数据通信工作稳定、可靠。基于BW10的电力线MODEM电路简单、性能可靠，完全能达到对LED交通信号灯的在线实时检测、自动报警的功能。同时，对一些数据传输量较小、速率要求不高的场合，也具有很好的应用前景。

附图说明

图1为LED交通信号灯原理图

图2为本实用新型的LED交通信号灯自动检测装置硬件框图

图3为本实用新型的信号检测原理图