[发明专利]一种基于电流有效值的信号灯故障检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号控制系统技术，具体涉及一种基于电流有效值的信号灯故障检测装置。

背景技术

为确保路口信号灯的正常工作，信号灯控制器在正常控制信号灯亮灭的同时，还需对信号灯的工作状态进行实时检测，以确保信号灯的正常工作及路口交通信号的正常指示。当前对信号灯不亮的检测方法一般为通过电流互感器及交流光耦判断信号灯的电流有无状态，根据光耦的导通与否判断信号灯的亮灭状态，该方法对器件的选型及精度要求较高，长时间工作后，出现误判的情况也更多；在判断信号灯的工作状态时，无法给出实际的电流有效值供后期对信号灯或控制器进行深入的数据分析。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于电流有效值的信号灯检测装置及方法，通过基于SPI通信的信号灯电流有效值检测及判断，实现了对信号灯故障、控制器电路故障的有效监测及精准判断，控制器还可以实时输出信号灯的电流有效值，以便于后期的大数据分析和处理。

为实现上述技术目的，本发明所提供的一种基于电流有效值的信号灯检测装置及方法，该装置包括控制器、开关控制电路、检测模块以及电流转换电路，所述开关控制电路输入端连接控制器，接收控制器的指令控制信号灯的点亮与熄灭；交流电L线经开关控制电路、电流转换电路连接信号灯一端，信号灯另一端连接交流电N线；电流转换电路输出端连接检测模块的输入端，检测模块的输出端连接控制器，所述控制器、开关控制电路以及检测模块之间SPI通信连接。

作为本发明的进一步改进，本发明中装置还包括采用扩展芯片MCP23S17的IO扩展模块，所述IO扩展模块输入端连接控制器，其输出端连接开关控制电路所述IO扩展模块与控制器SPI通信连接。

具体地说，所述控制器控制器采用STM32微控器。

具体地说，所述检测模块采用BL6522B芯片。

具体地说，所述电流转换电路的互感器采用电流型电流互感器TA1013-2ZM。基于电流有效值的信号灯故障检测方法包括以下步骤：

(1)控制器自学习阈值电流I_min；

(2)控制器通过开关控制电路控制信号灯的开关，并通过电流转换电路和检测模块检测稳定状态下流经信号灯的电流有效值I；

(3)根据信号灯的工作状态以及检测到的电流有效值I，控制器判断信号灯是否存在故障以及故障种类。

具体地说，步骤(1)的具体过程为：

(1.1)控制器控制信号灯的点亮，延迟一定时间，待信号灯处于稳定状态时，检测流经信号灯的电流有效值I；

(1.2)初始设定I_min＝5mA,若I≤15mA,则I_min为5mA；若15mA≤I≤60mA,则I_min＝I/3；若I≥60mA，则I_min＝20mA。

具体地说，步骤(3)中判断信号灯是否存在故障以及故障种类的具体过程如下：

当信号灯状态为点亮时，如果检测到的电流有效值I大于等于I_min，则信号灯正常；如果I小于I_min，则信号灯存在不亮故障；

当信号灯状态为熄灭时，如果检测到的电流有效值I小于I_min，则信号灯正常；如果I大于等于I_min，则判断信号灯控制器电路异常。

由以上技术方案可知，本发明所提供的一种基于电流有效值的信号灯检测装置及方法，基于SPI通信，检测模块将信号灯的电流有效值传输至控制器，控制器结合当前信号灯的控制状态和所述电流有效值，判断该信号灯的故障种类，并将该电流有效值实时输出，便于后期的数据分析和处理；本发明还包括IO扩展模块，可根据待检测信号灯的数量灵活扩展，提高了本发明的可扩展性；本发明中电流转换电路采用电流型电流互感器，可实现对交流电流的有效隔离及降压，提高测试的安全性。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

图2是本发明中电流互感器的示意图。

图3是电流阈值I_min自学习流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：