[发明专利]一种用于LED交通灯的故障检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及LED交通灯技术领域，具体涉及一种用于LED交通灯的故障检测装置。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的不断提高，机动车辆如公交车、私家车等，急剧增加，LED交通灯成为了城市交通系统中越来越重要的组成部分。特别是在各个交叉路口，LED交通灯的设置是规范交通通行的主要手段之一。当设备或环境原因导致LED交通灯发生故障时，如果交通管理部门不能及时地发现并有效处理，在拥挤的城市道路中，很容易造成大面积塞车，甚至引发一些交通事故。

LED交通灯主要包括两大类，分别是红绿灯和倒计时灯，其中红绿灯又有箭头灯和满屏灯两种。LED交通灯的故障类型表现为两种形式，一种是单个LED交通灯本身的故障，如点阵缺失、乱码和时序错误；另一种是同一路口不同交通相位LED交通灯之间的状态冲突，如全绿冲突、全红冲突等。LED交通灯的一般故障如颜色冲突、点阵缺失和乱码等，将给车辆行人提供错误的交通控制信息，经常会导致路口堵塞，引起交通混乱；而绿冲突这种严重故障则容易引发重大交通事故。

目前国内出现了通过读取电流强度来实现LED交通灯故障检测的设备。中国发明专利公开说明书CN201010614412.6公开了一种LED交通灯监控设备及其监控方法，该设备采用检测平均电流的方法来检测故障。另外中国实用新型专利公开说明书CN201020592464.3公开了一种快速路智能交通控制器，该设备在LED交通灯显示图形的接地端串接一个小电阻，通过检测电流大小的变化来判断LED交通灯是否存在故障。现在广泛采用的LED交通灯一般都是许多LED串通过串并联结构形成的，已有的LED交通灯故障检测装置包括上述故障检测设备，只能检测出整个LED交通灯的亮和灭信息，无法检测出其内部部分点阵缺失的故障；而且，已有的检测设备也不能检测同一路口不同交通相位LED交通灯状态冲突故障。

发明内容

本发明目的是：提供一种用于LED交通灯的故障检测装置，使LED交通灯的各类典型故障，包括不亮、不灭、点阵缺失、乱码和时序错误以及状态冲突能够被及时发现，并能及时将信息反馈到LED交通灯管理部门，以便及早采取措施，防止由LED交通灯故障引起的交通拥堵和交通事故，保障道路的安全、有序和畅通。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于LED交通灯的故障检测装置，该装置主要由工作状态检测模块、信号切换检测模块、微控制器和通信模块组成；所述工作状态检测模块包含采样电阻、多路切换器、差值放大器、比较器和光耦隔离电路；所述信号切换检测模块包含电压匹配与隔离电路、多上升沿检测电路和电平与逻辑变换电路；所述通信模块包含局部通信模块和广域通信模块；其特征在于，所述微控制器有学习和监测两种工作模式，在学习模式下将LED交通灯首次无故障正确运行的工作状态特征和工作流程记录并存储到微控制器内部，在监测模式下每隔1秒钟通过工作状态检测模块对LED交通灯进行故障检测，并将检测信息进行传送；所述信号切换检测模块能捕获不同颜色LED交通灯的显示切换信号，微控制器通过该切换信号实现与被检测LED交通灯信号机的对时。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述故障检测装置能检测的故障包括满屏灯、箭头灯、倒计时灯的不亮、不灭、点阵缺失、乱码、颜色冲突和时序错误。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述微控制器采用轮询法向多路切换器输出地址信号，并通过多路切换器、差值放大器、比较器和光耦隔离电路对各个LED串进行工作电流采集和故障检测。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于一个路口的各方向上均有一个所述微控制器对所在方向上的LED交通灯进行故障检测，在一路口的所述多个微控制器中有一个主控制器，并且主控制器通过局部通信模块与其它微控制器进行通信。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述主控制器在接收到LED交通灯管理中心的临时调控指令时，能通知所在路口各控制器暂时关闭检测，并且能在接收到LED交通灯管理中心的恢复检测指令时继续正常检测。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述主控制器接收所在路口所有LED交通灯工作状态信息，并根据这些信息对所在路口LED交通灯不同交通相位的状态冲突故障进行分析和等级分类。

所述的LED交通灯故障检测装置，其特征在于所述主控制器将所在路口所有LED交通灯信息通过广域通信模块传送至LED交通灯管理中心。