[发明专利]一种信号灯终端光反馈故障检测系统

说明书

技术领域

本发明属于智能交通控制技术领域，具体地说，是涉及一种用于对交通信 号灯终端的工作情况进行检测的系统设计。

背景技术

在交通信号控制系统中，安装于交叉路口的红绿灯偶尔会发生红绿冲突、 绿灯冲突、某一方向的红灯长时间熄灭等故障，这些故障都属于严重类型故障， 如果不能及时进行排除，势必会导致整个道路交通运行的瘫痪，甚者还会由此 引发严重的交通事故。因此，需要配置完备的交通信号控制系统来对交通信号 灯的工作情况进行实时监控，以便在发生故障时能够及时地予以排除，确保道 路交通的实时畅通。

传统的道路交通信号控制系统主要通过信号机控制器来检测输出到信号灯 的驱动电流或者驱动电压是否异常，并由此做出信号灯运行是否出现故障的相 应判断。但是，在实际操作过程中，由于信号灯的生产厂家不同，导致信号灯 参数存在较大差异，比如信号灯负载特性不同、功率不同、电流消耗不同等等。 因此，采用传统的检测模式往往存在较多的误判情况，从而严重影响了交通信 号控制系统的正常运行。

发明内容

本发明为了解决现有的道路交通信号控制系统不能准确地对信号灯故障做 出检测的问题，提出了一种信号灯终端光反馈故障检测系统，利用光电检测技 术，根据信号灯的实际亮灭状况来对信号灯的运行状态进行判断，从而有效避 免了传统控制方案的误判或者漏判现象。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种信号灯终端光反馈故障检测系统，包括：

光采集单元，采集信号灯输出的光信号；

光信号传输单元，将采集到的光信号传输至光电转换模块；

光电转换模块，将接收到的光信号转换成电信号，传输至信号机控制器进 行信号灯运行状态的判断。

其中，在所述光采集单元中包含有自聚焦透镜，所述自聚焦透镜采集信号 灯输出的光信号并进行聚焦，聚焦后的光信号通过光信号传输单元进行传输。

为了准确接收信号灯发出的光信号，所述自聚焦透镜应与信号灯中的至少 一路LED发光管正对。

进一步的，所述光信号传输单元为光纤，连接在自聚焦透镜与光电转换模 块之间，传输经自聚焦透镜聚焦输出的光信号。

为了保证光信号能够顺利耦合，所述自聚焦透镜的数值孔径应与光纤的数 值孔径相匹配。

优选的，所述自聚焦透镜的数值孔径与光纤的数值孔径相等；所述光纤优 选采用塑料光纤，比如PS塑料光纤等。

又进一步的，所述光纤与光电转换模块中的光检测器在不透光的光导支架 内部进行耦合。

再进一步的，所述光导支架为开设有多道通孔的准直器，所述准直器一侧 的通孔直径与光纤的直径相匹配，一道通孔中插入一路光纤；另一侧的通孔直 径与光检测器的大小相匹配，安装光检测器，光纤与光检测器在通孔中进行耦 合。

更进一步的，在所述光电转换模块中，光检测器优选采用光敏三极管进行 电路设计，所述光敏三极管的集电极连接直流电源，发射极连接一NPN型三极 管的基极；所述NPN型三极管的发射极接地，集电极一方面通过可调电位器连 接直流电源，另一方面作为光检测信号输出端，向信号机中的控制器输出光检 测信号；所述信号机中的控制器根据接收到的光检测信号来判断信号灯当前的 亮灭状态，以做出故障诊断。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的信号灯终端光反 馈故障检测系统采用光电检测技术，根据信号灯的亮灭状况来判断信号灯当前 的运行情况，以实现对信号灯运行故障的准确、可靠检测，由此可以克服传统 检测方案由于外电路漏电等问题引起的误判现象。由于该系统的前端为全光设 计，因此可以有效避免电磁干扰，有助于提高信号机控制器故障诊断的准确性 和稳定性。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将 变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的信号灯终端光反馈故障检测系统的一种实施例的整 体架构示意图；

图2是图1中光采集单元的一种实施例的构建示意图；

图3是光检测器输出电流与光照度之间的曲线图；

图4是图1中光电转换模块的一种实施例的电路原理图；

图5是准直器的一种实施例的结构透视图；

图6是光电转换模块的一种实施例的装配结构图。