專利名稱：一種智能節(jié)能交通信號燈裝置及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交通信號指示燈領域，尤其涉及一種集多種顏色LED于一體的具有倒 計時和亮度自動調節(jié)功能的智能節(jié)能交通信號燈裝置及其控制方法。
背景技術：
目前的交通信號燈大多采用紅、綠、黃三個獨立的LED圓盤陣列指示。這樣在道路 的每個方向上都需要設置三個LED圓盤陣列指示燈，在一些較大的十字路口還需要設置方 向指示燈。雖然該方案可實現(xiàn)城市交通秩序的有序控制，但卻需要設置多個燈面用于顯示 不同顏色的信號燈，因此會造成設備投入成本增加，也不利于節(jié)能環(huán)保。在一個路口設置多 個信號燈面，同時還占用了更多的空間體積，而且在大風的惡劣天氣下，信號燈還容易被吹 得搖搖晃晃，存在一定的安全隱患。作為汽車駕駛員，經常會遇到這種狀況，在離信號指示燈100米左右的時候看到 信號燈還是綠色，于是加大油門準備沖過去，可就在加速的過程中信號燈由綠色變成黃色、 很快又變成紅色，因此不得不緊急剎車。汽車緊急剎車的過程中，不僅會排放出更多的尾 氣，污染環(huán)境，還可能造成交通事故。為了讓駕駛員把握通過斑馬線的時機，一些城市路段 在紅、綠、黃三色指示燈的旁邊還另設有一塊時間倒計時LED顯示屏。這種顯示屏采用類似7段數(shù)碼管的顯示方式，通過7段LED組合發(fā)光來實現(xiàn)數(shù)字 的顯示，7段中的每一段都由若干LED采用并聯(lián)或串聯(lián)方式組成，而每一段分別由一個恒流 電路控制。這種做法的弊端是當某段的控制電路發(fā)生故障或某個LED發(fā)生故障時，將導致 這一段的LED都不能顯示，即使LED采用并聯(lián)方式，當某個LED出現(xiàn)故障時，將導致該段其 他LED流經電流加大，加速該段的其他LED損壞。而且這種顯示屏體積較大，成本較高，目前 還不能在所有路段推廣。另外，目前交通信號燈的發(fā)光強度不能根據(jù)周圍環(huán)境的光亮情況 進行調節(jié)，沒有利用太陽光能，在任何情況下交通信號燈都發(fā)出強光，造成了能源的浪費。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種智能節(jié)能交通信號燈裝置及其控制方法， 至少集紅、綠兩色信號以及倒計時數(shù)字信號于一體，減少信號燈的數(shù)量和占用空間，降低成 本，降低LED故障對倒計時顯示帶來的影響；同時能采集周圍光強，調節(jié)信號燈亮度，并利 用太陽能供電，節(jié)能環(huán)保。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案提供一種智能節(jié)能交通信號燈裝置，包括LED顯示陣列板、LED驅動芯片、MCU處理 單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和供電單元所述LED顯示陣列板包括外層面板和內層面板、以及由所述外層面板和內層面板 圍成的環(huán)形部分；所述內層面板包括中間圖案顯示部分以及位于中間圖案顯示部分周圍的四個外 層圖案顯示部分，所述內層面板安裝有指示燈單元；
所述環(huán)境光探測器的輸出端連接到所述MCU處理單元的輸入端；所述MCU處理單 元與所述數(shù)據(jù)傳輸單元之間雙向連接，并通過LED驅動芯片與LED顯示陣列板連接。本發(fā)明提供的智能節(jié)能交通信號燈裝置還包括如下技術特征所述LED顯示陣列板呈圓形或棱形結構，在所述環(huán)形部分上安裝有至少一個環(huán)境 光探測器，所述指示燈單元至少集紅、綠兩色LED于一體。所述中間圖案顯示部分以8 X 8或16 X 16矩陣排列形式安裝64或256個集紅、綠 兩色或紅、綠、黃三色LED于一體的指示燈單元，形成8X8或16X 16指示燈陣列。每一所述外層圖案顯示部分上安裝至少兩個集紅、綠、黃三色或紅、綠兩色LED于 一體的指示燈單元。所述指示燈單元所包含的三色LED的三個引腳分別連接到所述LED驅動芯片上， 所述LED驅動芯片用于控制LED顯示陣列板上指示燈單元的LED的開關通斷。當所有指示燈單元的同一顏色LED的開關被連通、另兩種顏色LED開關被斷開時， 所述LED顯示陣列板發(fā)出包括紅、綠燈在內的同一顏色信號。當中間圖案顯示部分特定位置上指示燈單元的同一顏色LED的開關被連通、另兩 種顏色LED開關被斷開時，中間圖案顯示部分顯示包括倒計時數(shù)字信號、允許通行、禁止通 行在內的交通信號。在所述環(huán)形部分的正上方、正下方、正左方和正右方安裝四個環(huán)境光探測器。所述 供電單元分別連接太陽能供電模塊、市電或蓄電池。本發(fā)明還采用如下技術方案一種智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，所述方法包括以下步驟i、配置交通信號燈的工作模式和控制參數(shù)，并保存到MCU處理單元內置的FLASH 中；ii、所述MCU處理單元開機初始化，調用存儲在FLASH中的工作模塊和控制參數(shù)；iii、根據(jù)所述工作模塊和控制參數(shù)，由LED驅動芯片控制LED顯示陣列板上的LED 組合發(fā)光。所述步驟iii包括由所述LED驅動芯片控制LED顯示陣列板上所有指示燈單元中的綠色LED同時發(fā) 光；當所述綠色LED同時發(fā)光的時間達到預設時長時，啟動綠燈倒計時，所述綠燈倒計時采 用以下四種方法中的一種a)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的紅色 LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；b)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的紅色 LED發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)綠光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；c)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的LED不 發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)綠光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；d)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的綠色 LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止。所述步驟iii還包括由所述LED驅動芯片控制LED顯示陣列板上所有指示燈單元中的紅色LED同時發(fā)光；當所述紅色LED同時發(fā)光的時間達到預設時長時，啟動紅燈倒計時，所述紅燈倒計時采 用以下四種方法中的一種a)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的綠色 LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；b)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的綠色 LED發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)紅光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；c)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的LED不 發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)紅光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；d)由LED驅動芯片控制中間圖案顯示部分的指示燈單元中構成數(shù)字圖案的紅色 LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止。當所述倒計時數(shù)字顯示“0”時，由所述LED驅動芯片控制LED顯示陣列板上所有 指示燈單元中的黃色LED同時發(fā)光至少3秒。所述工作模塊包括紅、綠交替顯示模式以及紅、黃、綠交替顯示模式，所述控制參 數(shù)是交通信號顯示的時間長度。本發(fā)明的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，當由LED驅動芯片控制中間圖案顯示 部分的指示燈單元中構成交通信號圖案的同一顏色LED同時發(fā)光時，可以顯示包括允許通 行、禁止通行在內的交通信號。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益技術效果是1、集紅綠兩色信號或紅綠黃三色信 號、倒計時數(shù)字信號以及其他交通信號的顯示于一體，通過一個燈面就能顯示各種交通指 示信號，減少了信號燈的數(shù)量，降低了成本，安裝更方便；2、采用多個指示燈單元顯示倒計 時數(shù)字，降低LED故障對倒計時顯示帶來的影響；3、可以采集周圍光強，調節(jié)信號燈亮度， 并利用太陽能供電，節(jié)能環(huán)保。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種智能節(jié)能交通信號燈裝置的外形結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的智能節(jié)能交通信號燈裝置的原理方框圖；圖3是本發(fā)明實現(xiàn)顯示數(shù)字信號的示意圖；圖4是本發(fā)明實現(xiàn)顯示允許通行的示意圖；圖5是本發(fā)明實現(xiàn)顯示禁止通行的示意圖；圖6是本發(fā)明的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖及最佳實施例，對本發(fā)明做進一步詳細說明。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種智能節(jié)能交通信號燈裝置的外形結構，如圖 1及圖2所示，本發(fā)明的智能節(jié)能交通信號燈包括LED顯示陣列板1、LED驅動芯片2、MCU處 理單元3、數(shù)據(jù)傳輸單元4和供電單元5。所述LED顯示陣列板1可以實施成圓形(請參見 附圖1)或棱形等結構，LED顯示陣列板1包括呈圓形或棱形的外層面板10和內層面板13， 在所述外層面板10和內層面板13之間形成一個環(huán)形部分16。在所述環(huán)形部分16上設有 至少四個環(huán)境光探測器12，分別分布在所述環(huán)形部分16的正上方、正下方、正左方和正右方，所述環(huán)境光探測器12用于采集周圍光線的強弱，控制信號燈的發(fā)光強度。所述內層面板13包括呈正方形的中間圖案顯示部分14以及位于中間圖案顯示部 分14周圍的四個外層圖案顯示部分15。所述中間圖案顯示部分以8X8或16X16矩陣排 列形式安裝64或256個集紅、綠、黃三色LED于一體的指示燈單元11，形成8X8或16X 16 指示燈陣列，用于根據(jù)實際情況指示紅綠燈、顯示數(shù)字倒計時信號或其他交通標志，如禁令 標志、箭頭指示標志等。所述指示燈單元11具體可以設計成圓形結構，所述圓形結構可平 均分成三部分，分別安裝有紅、綠、黃三種顏色的三個LED，從而封裝形成一個包含紅、綠、黃 三色LED的指示燈單元11。作為本發(fā)明的又一實施例，也可以在所述指示燈單元11的每一 像素點放置紅、綠、黃三種顏色的三個LED或放置紅綠兩種顏色的兩個LED。同時，在每一外 層圖案顯示部分15上安裝至少兩個集紅、綠、黃三色LED于一體的指示燈單元11，用于顯示 紅綠燈信號。作為本發(fā)明的又一實施例，所述中間圖案顯示部分也能以8X8或16X16矩陣排 列形式安裝64或256個集紅、綠兩色LED于一體的指示燈單元11，形成8X8或16X 16指 示燈陣列。對應的，在每一外層圖案顯示部分15上安裝至少兩個集紅、綠兩色LED于一體 的指示燈單元11。這一實施例用于道路不需要設置黃色信號燈的情況。圖2示出了本發(fā)明實施例提供的智能節(jié)能交通信號燈裝置的原理方框圖。所述環(huán) 境光探測器12的輸出端連接到MCU處理單元3的輸入端，由供電單元5對MCU處理單元3 提供電源。所述MCU處理單元3與數(shù)據(jù)傳輸單元4之間雙向連接，MCU處理單元3還通過 LED驅動芯片2與LED顯示陣列板1連接，從而控制LED顯示陣列板1上分布的指示燈單元 11。所述MCU處理單元3采用ST公司的8位機系列，帶有多路AD采樣功能，可以采集環(huán)境 光探測器12接收探測到的光信號。所述MCU處理單元3還帶有溫度探測器，用于實時感測 指示燈單元11的LED信號燈的環(huán)境溫度和電流，當溫度探測器探測到環(huán)境溫度過高或電流 過大時，可適當降低LED信號燈的驅動電流，延長整個指示燈單元11的工作壽命。LED驅動 芯片2采用ST公司的LED驅動芯片，該芯片可通過開關控制任意顏色LED的發(fā)光情況。數(shù) 據(jù)傳輸單元4用于根據(jù)需要控制不同方向的信號燈的指示時間，交通控制中心發(fā)出的修改 指示燈時間顯示長度的指令，可通過以太網接口、無線通信接口、RS232或RS485等通訊接 口傳送給MCU處理單元3。指示燈單元11所包含的三色LED的三個引腳分別連接到所述LED驅動芯片2上， 因此LED驅動芯片2可以控制LED顯示陣列板1上指示燈單元11的LED的開關通斷，當所 有指示燈單元11的同一顏色LED的開關連通、另兩種顏色LED開關斷開時，可以實現(xiàn)LED 顯示陣列板1發(fā)出包括紅、綠燈在內的同一顏色信號。位于中間圖案顯示部分13上的8X8 或16X16指示燈單元11還可以動態(tài)顯示倒計時數(shù)字信號、允許通行、禁止通行等交通信 號，這主要通過LED驅動芯片打開中間圖案顯示部分13特定位置上指示燈單元11的同一 顏色LED的開關，并關閉另外兩種顏色LED的開關來實現(xiàn)。本發(fā)明的LED顯示陣列板可以顯示10秒以內的倒計時數(shù)字，駕駛員通過倒計時的 提示可以判斷通過斑馬線的時機，減少發(fā)生交通事故的概率。之所以顯示10秒以內的倒計 時數(shù)字是因為，在實際應用中發(fā)現(xiàn)只要有10秒鐘的倒計時提示功能，便足以避免闖紅燈現(xiàn) 象發(fā)生。譬如以市區(qū)內行車速度每小時不超過50公里為例，10秒的時間汽車可行駛的距離 為10(秒)*50000(米)/3600(秒) 139米，也就是說駕駛員在距信號燈139米左右便可看到10秒以內的倒計時，因此駕駛員在10秒倒計時以內有足夠的時間及距離判斷是否 加速或減速，避免闖紅燈造成不必要的交通事故。圖3，圖4和圖5分別示出了本發(fā)明實現(xiàn)顯示數(shù)字信號、允許通行和禁止通行的具 體圖案。本發(fā)明的中間圖案顯示部分13安裝了 64或256個三色LED(指示燈單元)，因此 完全可以通過指定某些特定位置的LED同時發(fā)出同一色光，并讓其他LED不發(fā)光來實現(xiàn)圖 案的顯示。例如，當LED驅動芯片2驅動構成箭頭型的LED同時發(fā)出同一色光并熄滅其他 LED時，就可以指示箭頭方向。由于本發(fā)明采用了多個LED來顯示倒計時數(shù)字信號，當某個 LED損壞時，也不會影響數(shù)字信號的識別。以8X8矩陣排列形成的指示燈單元為例，這種模 式下允許LED發(fā)生顯示故障的容忍度要比7段數(shù)碼顯示大得多，在64個LED中，即使有20 多個隨機的LED損壞了，也不影響從“9”到“0”的倒計時識別。本發(fā)明的環(huán)境光探測器12可以采集周圍的光信號，并傳送給MCU控制單元3，由 MCU控制單元3將光信號轉換成電壓信號，根據(jù)電壓信號的高低控制指示燈單元的LED發(fā)光 亮度，從而達到LED的發(fā)光亮度隨著外界環(huán)境光線的變化而自動調節(jié)，以節(jié)約能源。由于采 用多個環(huán)境光探測器12并分布在環(huán)形部分16的周圍，這樣一方面可對探測的環(huán)境光求平 均值，進而得到最佳值；另一方面可避免某個環(huán)境光探測器發(fā)生故障而導致數(shù)值不正確，當 發(fā)生故障時可通過MCU控制單元3進行分析，去掉故障的環(huán)境光探測器12所得到的數(shù)值， 避免環(huán)境光的誤探測導致LED不能正常發(fā)光。本發(fā)明的供電單元5分別連接太陽能供電模塊、市電或蓄電池。利用太陽能供電 模塊供電時，在白天光強較強時，獲取的太陽能比較充沛，通過太陽能電池板轉換的電能比 較高，從而可以供指示燈單元11的LED正常工作在高亮度的狀態(tài)下，還可以將剩余能量儲 存在電池儲電單元如蓄電池中。由于太陽能供電模式以及三種供電方式的切換供電是現(xiàn)有 技術，因此本發(fā)明省略對其的進一步描述。圖6示出了本發(fā)明的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法流程。為了便于描述，這里 只示出了與本發(fā)明相關的部分。在步驟SOl中，配置交通信號燈的工作模式和控制參數(shù)，并保存到MCU處理單元3 內置的FLASH中。所述工作模塊包括紅、綠交替顯示模式以及紅、黃、綠交替顯示模式，控制參數(shù)是 交通信號顯示的時間長度。所述工作模式和控制參數(shù)可以根據(jù)需要修改，修改后的配置通 過通訊端口傳遞給MCU處理單元3，從而更新配置。在步驟S02中，MCU處理單元3開機初始化，調用存儲在FLASH中的工作模塊和控 制參數(shù)。在步驟S03中，根據(jù)工作模塊和控制參數(shù)，由LED驅動芯片2控制LED顯示陣列板 1上的LED組合發(fā)光。為了使倒計時數(shù)字信號與紅綠燈在同一個燈面上同時顯示，達到指示紅綠燈并提 示剩余時間的效果，本發(fā)明將LED顯示陣列板1分成中間圖案顯示面板14和外圍圖案顯示 面板15兩部分，并采用了三色LED集成的指示燈單元，在步驟S103中可以通過將兩部分的 指示燈單元11結合起來，就能完成交通信號的顯示。例如，外圍圖案顯示面板15上的LED 在指示綠燈時，可以讓中間圖案面板14上的LED同時顯示“紅色”的倒計時數(shù)字，倒計時數(shù) 字表示當前允許通行的剩余時間，“紅色”表示下一狀態(tài)將顯示紅燈。下面對步驟S03做進8一步說明，所述步驟S03包括步驟S031 由LED驅動芯片2控制LED顯示陣列板1上所有指示燈單元11中的 綠色LED同時發(fā)光。所有指示燈單元11中的綠色LED同時發(fā)光，這相當于實現(xiàn)了指示綠燈信號的效 果，由于“綠燈行”，在這一信號的指示下，車輛或行人可以正常通行。步驟S032 當所述綠色LED同時發(fā)光的時間達到預設時長時，啟動綠燈倒計時，所 述綠燈倒計時采用以下四種方法中的一種a)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的紅色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；b)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的紅色LED發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)綠光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；c)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的LED不發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)綠光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；d)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的綠色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止。步驟S032通過控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11，采取多種組合方式顯 示倒計時數(shù)字，而外層圖案顯示部分15始終顯示綠光背景，表示對綠燈進行倒計時，因此 當顯示倒計時數(shù)字時，表示很快指示燈就會變成紅燈，車輛或行人可以利用這10秒的提示 時間判斷是否應該通過馬路，避免交通事故的發(fā)生。所述的預設時長可以根據(jù)實際需要進 行設置，如可以設置綠燈亮100秒。步驟S033 當?shù)褂嫊r數(shù)字顯示“0”時，由LED驅動芯片2控制LED顯示陣列板1 上所有指示燈單元11中的黃色LED同時發(fā)光至少3秒。對于無需設置黃燈的路段，該步驟 S033并非必要步驟。步驟S034 由LED驅動芯片2控制LED顯示陣列板1上所有指示燈單元11中的 紅色LED同時發(fā)光。所有指示燈單元1中的紅色LED同時發(fā)光，這相當于實現(xiàn)了指示紅燈信號的效果， 由于“紅燈?！?，在這一信號的指示下，車輛或行人應停止通行并等待。步驟S 035 當所述紅色LED同時發(fā)光的時間達到預設時長時，啟動紅燈倒計時， 所述紅燈倒計時采用以下四種方法中的一種a)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的綠色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；b)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的綠色LED發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)紅光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；c)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的LED不發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)紅光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；d)由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成數(shù)字圖案 的紅色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止。步驟S035通過控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11，采取多種組合方式顯 示倒計時數(shù)字，而外層圖案顯示部分15始終顯示紅光背景，表示對紅燈進行倒計時，因此9當顯示倒計時數(shù)字時，表示很快指示燈就會變成綠燈，車輛或行人只需等待10秒就可以通 行。在步驟S04中，重復步驟S031到步驟S035，使得帶倒計時數(shù)字的紅綠燈信號交替顯不。本發(fā)明的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法還可以指示允許通行或禁止通行等其 他信號，這由LED驅動芯片2控制中間圖案顯示部分14的指示燈單元11中構成交通信號 圖案的同一顏色LED同時發(fā)光來實現(xiàn)，如驅動構成允許通行圖案的同一顏色LED同時發(fā)光 就可以顯示允許通行交通信號。綜上所述，本發(fā)明可以實現(xiàn)將紅綠燈信號、倒計時數(shù)字信號以及其他交通信號的 顯示都集成在一個LED顯示陣列板上，也就是僅僅通過一個燈面就能實現(xiàn)交通秩序的控 制，因此節(jié)約了信號燈的投入成本，使得交通信號燈便于安裝推廣；由于利用至少64個指 示燈單元顯示倒計時數(shù)字，即使多個LED損壞也不影響倒計時數(shù)字的辨認；同時本發(fā)明的 智能節(jié)能交通信號燈可以自動調節(jié)發(fā)光亮度，利用太陽能作為電能，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。
權利要求
1.一種智能節(jié)能交通信號燈裝置，包括LED顯示陣列板(1)、LED驅動芯片O)、MCU處 理單元(3)、數(shù)據(jù)傳輸單元(4)和供電單元(5)，其特征在于所述LED顯示陣列板(1)包括外層面板(10)和內層面板(13)、以及由所述外層面板(10)和內層面板(13)圍成的環(huán)形部分(16)；所述內層面板(1 包括中間圖案顯示部分(14)以及位于中間圖案顯示部分(14)周 圍的四個外層圖案顯示部分(15)，所述內層面板(1 安裝有指示燈單元(11)；所述環(huán)境光探測器(1 的輸出端連接到所述MCU處理單元C3)的輸入端；所述MCU處 理單元C3)與所述數(shù)據(jù)傳輸單元(4)之間雙向連接，并通過LED驅動芯片( 與LED顯示 陣列板⑴連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于所述LED顯示陣列 板(1)呈圓形或棱形結構，在所述環(huán)形部分(16)上安裝有至少一個環(huán)境光探測器(12)，所 述指示燈單元(11)至少集紅、綠兩色LED于一體。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于所述中間圖案 顯示部分以8X8或16X 16矩陣排列形式安裝64或256個集紅、綠兩色或紅、綠、黃三色 LED于一體的指示燈單元(11)，形成8X8或16X 16指示燈陣列。
4.根據(jù)權利要求3所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于每一所述外層圖 案顯示部分(1 上安裝至少兩個集紅、綠、黃三色或紅、綠兩色LED于一體的指示燈單元(11)。
5.根據(jù)權利要求4所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于所述指示燈單元 (11)所包含的三色LED的三個引腳分別連接到所述LED驅動芯片( 上，所述LED驅動芯 片(2)用于控制LED顯示陣列板(1)上指示燈單元(1)的LED的開關通斷。
6.根據(jù)權利要求5所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于當所有指示燈單元 (11)的同一顏色LED的開關被連通、另兩種顏色LED開關被斷開時，所述LED顯示陣列板 (1)發(fā)出包括紅、綠燈在內的同一顏色信號。
7.根據(jù)權利要求5所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于當中間圖案顯示部 分(1 特定位置上指示燈單元(11)的同一顏色LED的開關被連通、另兩種顏色LED開關 被斷開時，中間圖案顯示部分(1 顯示包括倒計時數(shù)字信號、允許通行、禁止通行在內的 交通信號。
8.根據(jù)權利要求2所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于在所述環(huán)形部分 (16)的正上方、正下方、正左方和正右方安裝四個環(huán)境光探測器(12)。
9.根據(jù)權利要求1、2或8所述的智能節(jié)能交通信號燈裝置，其特征在于所述供電單 元(5)分別連接太陽能供電模塊、市電或蓄電池。
10.一種智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，其特征在于所述方法包括以下步驟i、配置交通信號燈的工作模式和控制參數(shù)，并保存到MCU處理單元(3)內置的FLASH中；
11.所述MCU處理單元C3)開機初始化，調用存儲在FLASH中的工作模塊和控制參數(shù)； iii、根據(jù)所述工作模塊和控制參數(shù)，由LED驅動芯片( 控制LED顯示陣列板(1)上的LED組合發(fā)光。
12.根據(jù)權利要求10所述的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，其特征在于所述步驟iii包括由所述LED驅動芯片( 控制LED顯示陣列板(1)上所有指示燈單元(11)中的綠色 LED同時發(fā)光；當所述綠色LED同時發(fā)光的時間達到預設時長時，啟動綠燈倒計時，所述綠 燈倒計時采用以下四種方法中的一種a)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的紅色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；b)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的紅色LED發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)綠光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；c)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的LED不發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)綠光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；d)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的綠色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止。12.根據(jù)權利要求10所述的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，其特征在于所述步驟 iii還包括由所述LED驅動芯片( 控制LED顯示陣列板(1)上所有指示燈單元(11)中的紅色 LED同時發(fā)光；當所述紅色LED同時發(fā)光的時間達到預設時長時，啟動紅燈倒計時，所述紅 燈倒計時采用以下四種方法中的一種a)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的綠色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；b)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的綠色LED發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)紅光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；c)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的LED不發(fā)光、其余LED繼續(xù)發(fā)紅光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止；d)由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成數(shù)字圖 案的紅色LED發(fā)光、其余LED不發(fā)光，直到所述數(shù)字圖案從“9”顯示到“0”為止。
13.根據(jù)權利要求11所述的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，其特征在于當所述倒 計時數(shù)字顯示“0”時，由所述LED驅動芯片(2)控制LED顯示陣列板(1)上所有指示燈單 元(11)中的黃色LED同時發(fā)光至少3秒。
14.根據(jù)權利要求10所述的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，其特征在于所述工作 模塊包括紅、綠交替顯示模式以及紅、黃、綠交替顯示模式，所述控制參數(shù)是交通信號顯示 的時間長度。
15.根據(jù)權利要求10至14任一權利要求所述的智能節(jié)能交通信號燈的控制方法，其特 征在于由LED驅動芯片(2)控制中間圖案顯示部分(14)的指示燈單元(11)中構成交通 信號圖案的同一顏色LED同時發(fā)光，可以顯示包括允許通行、禁止通行在內的交通信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種智能節(jié)能交通信號燈裝置及其控制方法，所述裝置包括LED顯示陣列板(1)、LED驅動芯片(2)、MCU處理單元(3)、數(shù)據(jù)傳輸單元(4)和供電單元(5)，所述LED顯示陣列板(1)的環(huán)形部分(16)安裝有至少一個環(huán)境光探測器(12)，所述LED顯示陣列板(1)的內層面板(13)安裝有至少集紅、綠兩色LED于一體的指示燈單元(11)；所述方法包括配置并保存信號燈的工作模式和參數(shù)，根據(jù)工作模塊和參數(shù)由LED驅動芯片控制LED顯示陣列板上的LED組合發(fā)光。本發(fā)明集多種交通信號的顯示于一體，減少了信號燈數(shù)量，降低了LED故障帶來的影響，信號燈亮度可自動調節(jié)，降低了成本。
文檔編號G08G1/095GK102054360SQ200910110049
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權日2009年11月5日
發(fā)明者胡雪飛 申請人:胡雪飛