專利名稱：新型交通燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交通信號燈，尤指一種根據(jù)路口車流量分配通行時間的交通信號燈。
背景技術：
目前，一些主要城市十字路口處的交通信號燈，其閃爍時間的設定普遍采用的是定時控制方式。即路口每條道路通行的時間都是預先設定好的，或是在高峰期由警察人為控制時間長短的設定，這種控制方式存在一定的盲目性。各條道路放行的時間與通過這條道路的車流量無關，更不會隨著一天內(nèi)不同時間車流量的不同而相應地調(diào)整。這勢必造成交通堵塞。
城市交通堵塞日趨嚴重，現(xiàn)行交通信號燈定時控制不合理正是造成這一問題的重要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種新型交通燈，該交通燈對通過路口的車流量進行實時測算，根據(jù)車流量控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，從而解決現(xiàn)有技術存在的缺點，解決交通堵塞的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下設計方案這種新型交通燈，它主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成；所述光電對管設置在每一方向道路兩端；每一對光電對管的輸出端與所述控制電路板信號輸入端相連，將計數(shù)結(jié)果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU)；所述控制電路板的信號輸出端與交通信號燈相連。
所述控制電路板主要包括微電腦處理器、EEPROM存儲器；所述光電對管的輸出端通過八總線驅(qū)動器與微電腦處理器的P1口相連，將計數(shù)結(jié)果輸送給微電腦處理器；微電腦處理器的P0口通過地址鎖存器與EEPROM存儲器的地址口A0-A7相連，微電腦處理器的P20-P22與EEPROM存儲器的地址口A8-A10相連，微電腦處理器的P0口又與EEPROM存儲器的數(shù)據(jù)口相連，微電腦處理器的P3口通過八總線驅(qū)動器與所述交通信號燈。
由于本實用新型采用以上設計方案，控制電路板上的微電腦處理器根據(jù)光電對管對來往車輛實時監(jiān)控、計數(shù)的結(jié)果，運行存儲在EEPROM中的程序，控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，再驅(qū)動交通燈作出合理顯示，從而解決了現(xiàn)有路口各條道路放行的時間與通過這條道路上的車流量無關的弊端。而是根據(jù)各方向車流量的變化控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，從根本上解決交通堵塞的問題。


圖1本實用新型光電對管安裝位置示意圖。
圖2為本實用新型控制電路部分電路原理圖。
圖3為本實用新型程序流程圖1。
圖4為本實用新型程序流程圖2。
圖5為本實用新型控制子程序流程圖。
圖6為本實用新型各計時時間段示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例進一步詳細說明。
本實用新型主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成。
如圖1所示，本實用新型在每條道路上分別安裝一對光電對管，對來往車輛進行計數(shù)。目前，主要的城市，其道路通常都有8條不同方向車道(右行不予考慮，4條直行，4條左轉(zhuǎn))。本實用新型根據(jù)實際情況將8條不同方向車道，兩兩編成一對(如圖1中的①①′、②②′、③③′、④④′就是一對)，共編為4對，分別在每一方向道路兩端設置一對光電對管，對來往車輛進行計數(shù)。每一對光電對管的輸出端與控制電路板相連，將計數(shù)結(jié)果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU)。
如圖2所示，本實用新型控制電路板主要包括微電腦處理器U1(80C31)、EEPROM存儲器U2(28C16)。其核心部分是八位微電腦處理器80C31。由于U1(80C31)內(nèi)部不含程序存儲器，它所運行的程序被置于外部的2K EEPROM U2(28C16)中。
每只光電對管(D1-D8)的輸出端通過八總線驅(qū)動器U3(74HC244)與U1的P1口相連，將計數(shù)結(jié)果輸送給微電腦處理器U1。U1的P0口通過地址鎖存器U4(74LS373)與U2(28C16)的地址口A0-A7相連，P20-P22與U2的地址口A8-A10相連，同時，U1的P0口又與U2的數(shù)據(jù)口相連，讀取存儲在U2內(nèi)的程序。U1的P3口通過八總線驅(qū)動器U5(74LS244)與信號燈LED1-LED8相連，用于控制16個信號燈(8個紅燈和8個綠燈)。由于8條道路(如圖1示)被兩兩編成一對，每對同時放行，所以每對對應的發(fā)光二極管被串聯(lián)起來，同時點亮或熄滅。
U1的P1口主要負責從光電管讀入信號。每一只光電管都與電阻排中的1只470K電阻串聯(lián)起來，接在電源兩端，見圖7。沒有光照的時候，即發(fā)光管發(fā)出的光束被車輛遮住時，光電管中的暗電流很小，只有0.2μA，所以此時電源電壓被大部分分配在光電管上。有光照的時候，光電管中的電流增大到幾十微安，情況就恰好反了過來。光電管的正極被聯(lián)接在U3(74HC244)上，HCMOC器件輸入阻抗很高，所以對光電管的分壓狀況沒有什么影響，光電管的信號經(jīng)這一級緩沖之后被送入U1的P1口中。
控制電路板上的微電腦處理器U1根據(jù)光電對管對來往車輛計數(shù)的結(jié)果，運行存儲在U2內(nèi)的程序，控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，再驅(qū)動交通燈作出合理顯示。
對于現(xiàn)在城市道路所常見的有8條不同方向車道(4條直行，4條左轉(zhuǎn))的情況，本實用新型實施方案將8條不同方向車道，兩兩編成一對(如圖2中的①①′、②②′、③③′、④④′就是一對)，共可編為4對。每對同時放行，每對放行時間為 具體執(zhí)行過程為各條道路均安裝一對光電對管，對駛向路口的車輛進行計數(shù)，把計數(shù)結(jié)果匯總到微電腦處理器U1中進行運算，再驅(qū)動交通燈作出合理顯示。
在每條道路放行之前計算出應當放行的時間。由各路光電對管送來的信號保存在8個寄存器中ni(i＝1，2，3，4)為i號從上次放行結(jié)束到這次放行開始，i號路上檢測到的車數(shù)；si(i＝1，2，3，4)為i號路上次放行結(jié)束到這次放行開始之前，所有道路檢測到的車數(shù)總和。從而i號路應放行的時間為t＝(ni/ns)×T(T為時間常數(shù))。如果在某段時間內(nèi)各條道路均沒有檢測到車，則各條道路放行時間統(tǒng)一設置為一常數(shù)(本演示模型設定為7.5秒)。對于具體計算，現(xiàn)舉例如下若從1號路上次放行到這次放行之前，1、2、3、4號路分別通過了10、20、30、40輛車，則n1＝10，s1＝100；若T＝60s，則1號路放行時間為(10/100)×60＝6s。
說明的是(1)光電對管應裝在距路口有相當一段距離(大約幾十米到幾百米范圍內(nèi))的地方，它可以檢測到正在駛向路口或正在等候紅燈而尚未通過路口的車輛，如果某條道路口上的檢測到的車數(shù)多，那么其被分配的放行時間則長，反之亦然。
(2)本實用新型把來自4個方向、8條左轉(zhuǎn)和直行車道分為互不相干的4組(見圖1)，按組依順序號1、2、3、4依次放行，每個來車方向的車輛都應在被光電對管計數(shù)前就駛?cè)敫髯灶A備通過的左轉(zhuǎn)和直行的車道。
(3)實際交通道路中還有一條單獨用于右轉(zhuǎn)彎行駛的車道，他們不會干擾其它車道，故本實用新型未予考慮。
這種新型紅綠燈執(zhí)行過程的數(shù)學模型如下設ni(i＝1，2，3，4)——從第i號道路上次放行結(jié)束到這次放行之前，第i號道路上檢測到的車數(shù)；si(i＝1，2，3，4)——從第i號道路上次放行結(jié)束到這次放行之前，所有道路上檢測到的車數(shù)總和；m——正在放行的路口或正在被計算放行時間且即將放行的路口的編號；t——當前路口預備放行時間。
本實用新型可分為兩個子模型，每個子模型均可對上述這些全局變量進行讀取或修改。
第一個子模型負責讀取和處理光電管送來信號，每間隔5ms定時執(zhí)行一次。其流程圖見圖3。
第二個子模型用于計算當前路口將被放行的時間，其流程圖見圖4。
需要說明的是說本控制程序是通過一塊80C31單片機來實現(xiàn)的。上述兩個子模型分別由兩個定時器中斷子程序來實現(xiàn)，見圖5。子程序①每隔5ms定時執(zhí)行一次，子程序②計算出時間t后，改變紅綠燈顯示，并把t置入定時器0，當定時器到時的時候，子程序②又一次被執(zhí)行。子程序①、②執(zhí)行情況如圖5所示。
如果某段時間內(nèi)各條道路均無車輛駛來，本模型為便于演示將各條道路放行時間統(tǒng)一設置為7.5s。在上述兩個子模型流程圖中，分別設置S1、S2、S3、S44個變量，這4個變量雖都為所有路口檢測到的車輛總和，但它們是有差別的，其差別在于它們計數(shù)的起點和終點不同，所被計數(shù)的車輛都是尚未通過紅綠燈路口的車輛數(shù)，所以第i(i＝1，2，3，4)條道路計時的時間段及nm，sm的計時時間段如圖6所示。
權利要求1.一種新型交通燈，其特征在于它主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成；所述光電對管設置在每一方向道路兩端；每一對光電對管的輸出端與所述控制電路板信號輸入端相連，將計數(shù)結(jié)果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU)；所述控制電路板的信號輸出端與交通信號燈相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型交通燈，其特征在于所述控制電路板主要包括微電腦處理器、EEPROM存儲器；所述光電對管的輸出端通過八總線驅(qū)動器與微電腦處理器的P1口相連，將計數(shù)結(jié)果輸送給微電腦處理器；微電腦處理器的P0口通過地址鎖存器與EEPROM存儲器的地址口A0-A7相連，微電腦處理器的P20-P22與EEPROM存儲器的地址口A8-A10相連，微電腦處理器的P0口又與EEPROM存儲器的數(shù)據(jù)口相連，微電腦處理器的P3口通過八總線驅(qū)動器與所述交通信號燈。
專利摘要本實用新型公開了一種新型交通燈,它主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成。它是在每一方向道路兩端設置一對光電對管;每一對光電對管的輸出端與控制電路板信號輸入端相連,將計數(shù)結(jié)果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU);控制電路板的信號輸出端與交通信號燈相連。控制電路板上的微電腦處理器根據(jù)光電對管對來往車輛計數(shù)的結(jié)果,運行存儲在EEPROM中的程序,控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間,再驅(qū)動交通燈作出合理顯示。從而解決了現(xiàn)有路口各條道路放行的時間與通過這條道路上的車流量無關的弊端。
文檔編號G08G1/00GK2491923SQ01232950
公開日2002年5月15日 申請日期2001年8月9日 優(yōu)先權日2001年8月9日
發(fā)明者陳曦, 林一青 申請人:陳曦, 林一青