[发明专利]多负载同驱动箭头信号灯故障检测系统

说明书

技术领域

本发明属于交通信息控制技术领域，尤其涉及一种交通信号灯故障检测与无线报警的方法与技术。

背景技术

交通信号灯作为控制疏导交通的基本工具，对协调城市交通路口不同方向交通流发挥了巨大的作用。交通信号灯大多数是安装于交通路口的现场，由于没有像其他用电设备有机箱保护，信号灯很容易受到雷击、淋雨等自然因素的影响，导致信号灯出现故障的概率较大，当作为交通指示作用的交通信号灯出现故障时容易造成交通路口出现交通堵塞，甚至造成交通事故。因此，尽快获取交通路口信号灯的故障信息并对其快速的维护，对减少交通堵塞避免交通事故有很大意义。

由于实际使用中交通信号灯安装到信号机的接法很复杂，导致交通信号灯的检测很困难；南北方向的信号灯并联后接到信号机方向南或方向北的输出端，多个人行道的信号灯可能并联后接到信号机的某一个人行输出端，导致一个负载端接有多个信号灯，而不是一个信号机的输出端对应一个信号灯，当一个输出端的部分信号灯故障时，不能只通过有没有电流、电压来判别。现有的交通信号控制器很少有针对信号灯的故障诊断功能，而现有的独立于信号机的信号灯故障的检测装置对不同种类信号灯、一个输出端安装交通信号灯数量不同的情况适应性不好，同时由于现有的检测结构装置复杂、昂贵，其结构甚至比交通信号控制器复杂很多，导致信号灯故障检测仍没有一个实用可靠的检测方法。

现有独立于交通控制信号机的交通灯故障检测系统有的是根据交通灯两端的电压信息进行故障判断，也有系统是通过多次采集交通灯的电流状态信息，再通过一定的自学习算法去判断交通灯的故障信息；“交通信号灯检测装置”(申请号：201020281558.9，申请人：吴海东)是通过一定的电路将灯两端220V交流信号转化为5V的TTL电平信号，再将该交通灯的电压信息传输到网络监控室由人来判断交通灯的故障信息，该技术的缺陷在于只能检测出部分故障状态，在众多故障状态中交通灯两端有电压而灯出现故障的情况有很多；“一种具有自学习功能的交通信号故障检测装置及其检测方法”（申请号：201010594973.4，申请人：王竞）通过AD等采集交通灯的电流状态信息，将该信息送到ARM处理器中通过自学习算法来判断灯的故障状态，该技术用到了AD变换电路、滤波电路导致电路的结构较为复杂，而且自学习的算法计算量大，检测周期较长。

发明内容

本发明提供了一种电路结构简单、实用、检测速度快的针对一个信号机输出端驱动多个箭头信号灯的故障检测系统，系统能及时准确的检测箭头信号灯的常见故障。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多负载同驱动箭头信号灯故障检测系统，其包括以下特征：

1、多负载同驱动箭头信号灯故障检测系统包含电压检测电路、电流检测电路、主控电路、通信电路；电压检测电路采集信号灯两端的工频220V电压信息将其转换成高低电平信息，并将该电平信息传递给主控电路，电流检测电路用于采集交通灯的电流信息将其转换成高低电平信息，并将高低电平信息传递给主控电路，电流检测电路与主控电路结合采集输出端信号灯对应的充电时间，主控电路对得到的电压信息、电流信息、充电时间进行数据处理并判断信号灯的故障状态，通信电路将信号灯的状态信息上传到交通监控中心；

2、多负载同驱动箭头信号灯故障检测系统还包括基于电容充电时间的功率检测方法、最小分辨率确定方法、一个输出端最多驱动箭头信号灯数量的确定方法、系统故障检测流程、充电时间数据采集与处理方法；基于电容充电时间的功率检测方法给出了负载功率与充电时间的关系，最小分辨率确定方法给出了决定检测系统能够有效检测到的最小时间波动的三个因素，一个输出端最多驱动箭头信号灯数量的确定方法给出了检测系统允许的一个输出端驱动信号灯最大数量的确定方法，系统故障检测流程给出了本系统的故障检测步骤，充电时间数据采集与处理方法给出了充电时间采集的过程和数据处理的方法；

3、电压检测电路包含限流电阻、压敏电阻、单向导通二极管、隔离光耦、用于滤波的电阻和电容；如图2所示，交通信号灯的220V电源线中的火线经过限流电阻接入到电路，限流电阻的另一端接单向导通二极管的正向输入端，单向导通二极管的另一端接入光耦的阳极输入端，光耦的阴极输入端接到零线上，滤波电容并联到光耦的输入端，压敏电阻串接到零线与火线之间，光耦的漏极输出端接到电源的正极，栅极输出端串接由滤波电容和电阻并联构成的滤波电路，滤波电路的另一端接地，光耦的栅极输出端即高低电平输出端，接到处理器的IO口上；