[发明专利]快速路智能交通控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速路智能交通控制器。特别是涉及一种具有与上位机通讯功能、控制灵活、可靠性高、多功能的智能交通控制器。

背景技术

随着社会的发展，交通事故、交通堵塞、环境污染和能源消耗等问题日趋严重。美国全国每年因交通堵车所浪费的汽油和时间对美国造成的经济方面的损失，估计高达680亿美元。我国道路交通死亡人数每年达10万人左右，直接经济损失近20亿。北京目前也陷入了“拥有最宽阔的马路，也拥有最宽阔的‘停车场’的困境，严重影响了城市的运转效率，客观上阻碍了社会、经济的快速、健康发展。

解决交通而引发的各种问题已经是迫在眉睫，一种切实可行的办法就是提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理，智能交通系统在这种背景下应运而生。智能交通系统就是利用先进的计算机、通信、自动控制、视频图像处理和交通管理策略等技术，按照系统工程原理进行高度的系统集成和信息融合，实现对交通的实时控制、指挥管理和信息服务，以提高交通系统的效率、安全性和可持续性。它是充分发挥现有交通基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通拥挤的有力措施。

快速路智能交通控制系统旨在保证快速路主路的安全、畅通、有序、快速，提高快速路路网的服务水平。快速路交通信号控制系统的设计是一个系统工程，本专利所涉及快速路智能交通控制器是智能交通控制整个系统的执行终端，它的设计、运行特性以及抗干扰的能力决定着整个系统的可靠运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出了一种设计简单、控制方便、可靠性高、成本低、智能化的智能交通控制器。

本发明所采用的技术方案是：一种快速路智能交通控制器，包括有单片机，还设置有：485通讯模块，用于在单片机与上位机的双向通讯；电源及调压模块，用于单片机系统和灯板的供电并具有电压调节作用；状态存储模块，用于存储一些重要的数据使其掉电不会丢失，保证了交通灯控制器的记忆功能；灯板驱动模块，用于驱动交通灯；灯板检测模块，用于检测灯板的目前状态是否有故障。

所述的485通讯模块包括发射和接收两个功能；单片机所发出的指令经过光耦隔离和MAX485发到上位机；上位机发过来的指令先后通过MAX485和光耦到达单片机；为了提高通讯的可靠性，本发明中采用了光耦隔离和双电源技术。

所述的单片机用于命令的解释、执行、状态检测和控制等，单片机首先接收到上位机的命令，然后将命令解释、执行，如果指令是改变交通灯显示状态则通过灯板驱动模块实现；如果指令是监测交通灯的状态则通过灯板检测模块实现；如果指令是调节交通灯的亮暗程度则通过电源及调压模块实现。

所述的电与及调压模块采用军用级航空电源提高了其自身的可靠性，使其能有效供给控制器本身所需电源，还能供给交通灯所需电源；它还设有调压电路可是适时调节电压输出，通过改变电压调节交通灯的亮度，既保证了交通灯的功能又能进一步节能降耗；该电源通过改变串接电阻值即可实现改变电压，在控制器中通过继电器控制导通电阻实现改变阻值实现调压。

所述的状态存储模块选用采用EEPROM技术的芯片，用于存储重要信息和参数，并且掉电不丢失；本发明中具体利用它存储当前交通灯的显示状态，这样在突然断电的情况下，控制器具有记忆功能，每次掉电后恢复电源时显示状态能与掉电前的状态一致。

所述的灯板驱动模块为了对实现大电压和大电流交通灯LED的控制采用了场效应管控制其亮、灭；由于单片机I/O驱动能力有限，所以利用上拉电阻首先将单片机信号放大，然后通过达林顿管进行再次放大。

所述的灯板检测模块用于检测交通灯的显示状态和是否存在故障；因为不同的图形电流不一样，每个图形的状态发生故障时电流也发生变化，故检测手段是靠每个交通灯显示图形的接地端串接一个小电阻，检测其电流大小来实现的；为了避免电能浪费电阻阻值一般很小，所以检测出来的是一个小信号，为了提高检测精度和提高可靠性，电阻上的电压信号经过一级放大和跟随到达ADC模块转化成数字信号。

本发明的快速路智能交通控制器，是一种设计简单、控制方便、可靠性高、成本低、智能化的交通控制器。在简化设计的前提下采取多种技术提高其可靠性，使其能在高温高压和强电磁干扰情况下正常工作。该技术的实际应用必将为缓解交通拥挤做出很大的贡献。

附图说明

图1是本发明的整体结构框图；

图2是485通讯模块原理图；

图3是灯板驱动模块原理图；

图4是灯板检测模块原理图。

其中：

1：485通讯模块                4：状态存储模块