[发明专利]一种道路交通信号控制器

权利要求书

1.一种道路交通信号控制器，其特征在于，包括一块主控板和多块灯驱板，主控板与灯驱板之间通过计数器同步链路、灯组控制链路和灯态反馈链路三组通信链路连接；主控板和灯驱板均配置有单片机系统，通过各自板载交流电过零触发脉冲输入实现本地计数器自增功能；各灯驱板分别配置与单片机系统连接的一组黄灯闪烁驱动电路和多组交流驱动组电路；每组交流驱动组电路对应还配置一个通道的功率、电压/电流采样电路，用于检测灯组状态，供主控板做路口域内的异常识别用；

所述主控板的单片机系统周期性通过计数器同步链路以广播形式发出同步指示报文，内容包括口编号、主控板编号、同步计数器值、同步报文序号、签名密文、报文校验；灯驱板通过计数器同步链路收到同步指示报文后，以最高中断优先级方式读取接收缓冲器内的报文，将报文内的主控板编号与本地存储的编号对比，对于两者一致的报文，再就签名密文、报文校验进行解密核验，核验通过后，将报文内的计数器覆盖本地计数器值，同时重置同步超时定时器；对于编号不一致或签名核验未通过或报文校验码错误的，直接丢弃，不做任何处置。

2.根据权利要求1所述的道路交通信号控制器，其特征在于：所述主控板还配置与单片机系统连接的应用处理器，用于运行本地应用程序，维持与各类辅助部件以及外部系统的通信；主控板的单片机系统则专用于维持本地同步计数器以及管理与各灯驱板间的通信链路；主控板的应用处理器通过与主控板的单片机系统之间的板载通信链路间接实现向灯驱板下发灯组输出控制以及获取灯驱板灯态、当前控制模式。

3.根据权利要求1或2所述的道路交通信号控制器，其特征在于：所述主控板与灯驱板之间通过三组通信链路配合工作，在通信链路满足带宽、延迟和安全验证、完整性验证的前提指标要求下，主控板与各灯驱板分布式部署，即主控板置于路侧机柜中，各灯驱板分别置于对应受控信号灯的安装立柱抱杆机箱内；通过在报文内指明数据收发的主控板编号和灯驱板地址来来实现分组绑定；通过主控板和灯驱板内置硬件密钥卡解密，来验证所收到报文的合法性；通过校验和算法来验证报文的完整性。

4.根据权利要求3所述的道路交通信号控制器，其特征在于：当同步超时定时器溢出，灯驱板进入同步异常状态，并通过控制外部继电器方式解除交流驱动组电路上的正常交流驱动信号，迫使灯组的黄灯闪烁驱动电路输出切换至闪烁驱动，进入黄闪降级工作模式。

5.根据权利要求4所述的道路交通信号控制器，其特征在于：所述主控板通过灯组控制链路向各灯驱板先发出灯组预驱动报文，内容包括主控板编号、灯驱板地址、灯驱载荷、计数器值生效步长、报文序号、签名密文、报文校验，报文生效计数器值指明了灯驱板正确收到该报文后，何时可以正式驱动输出，该值的确定考虑了灯驱板相包括继接收、核验的一系列报文操作时间损耗总值。

6.根据权利要求5所述的道路交通信号控制器，其特征在于：所述灯驱板接收到灯组预驱动报文后立刻应答，应答报文包括灯驱板地址、主控板编号、灯驱载荷、计数器值生效步长、报文序号、签名密文、报文校验；其中除签名密文、报文校验需要重新计算外，其它报文内容与所要应答的灯组驱动报文内容一致；主控板未收到对应应答的，则尝试重传驱动报文，达到最大重传次数仍未收到应答的，判定灯驱板故障，主控板主动进入降级模式。

7.根据权利要求4所述的道路交通信号控制器，其特征在于：所述灯驱板的功率、电压/电流采样电路的采样值，通过灯态反馈链路发送灯态检测报文至主控板，该灯态检测报文包括主灯驱板地址控板编号、灯组状态、状态检测时刻的同步计数器值、签名密文、报文校验码；主控板收到灯驱板反馈的灯态结果后，按照报文内的计数器值代表的时间窗口合并，在同一窗口内的灯态做绿冲突的异常判别。

8.根据权利要求6或7所述的道路交通信号控制器，其特征在于：所述主控板通过将签名密文前序内容按照字节长度做运算后送入板载密钥卡与卡内存储的密钥进行对称加密后由密钥卡返回的密文与收到的签名密文比对来核验该报文的合法性；通过将报文校验码前序内容按照字节长度做校验和计算产生的结果与收到的报文校验比对来核验报文的正确性。