專利名稱：智能交通信號(hào)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交通信號(hào)顯示系統(tǒng)，尤其是涉及一種利用同一個(gè)交通信號(hào)燈可顯 示多種圖形符號(hào)、多種顏色的交通信號(hào)顯示系統(tǒng)，屬于公共交通設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代城市中，人口和汽車(chē)日益增長(zhǎng)，市區(qū)交通也日益擁擠，人們的安全問(wèn)題也日 益重要。因此，紅綠交通信號(hào)燈成為交管部門(mén)管理交通的重要工具之一。有了交通信號(hào)燈 人們的安全出行有了很大的保障。自從交通信號(hào)燈誕生以來(lái)，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不 斷的被改進(jìn)，設(shè)計(jì)方法也開(kāi)始多種多樣，從而使交通信號(hào)燈顯得更加智能化、實(shí)用。尤其是 近幾年來(lái)，隨著電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路分析和設(shè)計(jì)方法有了很大的改進(jìn)， 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化也已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段，這些為交通燈控制電 路的設(shè)計(jì)提供了 一定的技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的交通信號(hào)燈大多是簡(jiǎn)單地顯示紅、黃、綠色的滿屏、方向箭頭符號(hào)、人形符 號(hào)等，這些圖形、符號(hào)及顏色設(shè)定之后在使用過(guò)程中不能改變，不能用同一個(gè)信號(hào)燈顯示不 同的文字，不能在同一個(gè)交通信號(hào)燈顯示多種圖形符號(hào)，不能在同一個(gè)信號(hào)燈顯示多顏色。 其問(wèn)題在于現(xiàn)有的信號(hào)燈沒(méi)有智能處理系統(tǒng)，只依靠通電開(kāi)關(guān)，固定圖形和固定顏色顯示。另外，現(xiàn)有的交通信號(hào)控制機(jī)，每個(gè)路口或者一個(gè)主路口附帶一個(gè)或若干個(gè)輔助 路口的交通信號(hào)燈通過(guò)一個(gè)道路交通信號(hào)控制機(jī)集中控制。按照現(xiàn)有的連接方式需要大量 的線纜和管線，工程量大，施工難度大，對(duì)交通設(shè)施破壞性大，工程實(shí)施費(fèi)用高，系統(tǒng)維護(hù)成 本大，系統(tǒng)可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種智能交通信號(hào)燈，可以根據(jù)聯(lián)機(jī)控制命令 或者預(yù)先設(shè)定顯示不同顏色、不同種類(lèi)的圖形、符號(hào)、文字或數(shù)字。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種智能交通信號(hào)燈，包括交通控制信號(hào)燈和 控制機(jī)，其特征在于交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)交通信號(hào)控制機(jī)之間通過(guò)通信鏈路進(jìn)行
通{曰。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于同一個(gè)交通控制信號(hào)燈利用點(diǎn)集合顯示模 塊可顯示不同顏色、不同種類(lèi)的圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述交通控制信號(hào)燈包括以下各功能模 塊通信接口模塊包括有線通信、無(wú)線通信和控制接口，用于實(shí)現(xiàn)交通控制信號(hào)燈與 交通信號(hào)控制機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信；信息處理模塊包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器用于實(shí)現(xiàn)本地設(shè)置和來(lái)自控制 機(jī)的各種控制命令的解釋和處理，處理結(jié)果輸送至信號(hào)顯示模塊實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)顯示，所述 存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)各種處理軟件、文字、數(shù)字、圖形及符號(hào)數(shù)據(jù)；
信號(hào)顯示模塊用于實(shí)現(xiàn)各種交通控制信號(hào)的顯示，包括不同顏色、不同種類(lèi)的圖 形、符號(hào)、文字和數(shù)字。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間通 過(guò)有線或無(wú)線數(shù)據(jù)通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間通 過(guò)串行數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述交通信號(hào)控制機(jī)至少與一組串行數(shù)據(jù) 通信總線相連，每組串行數(shù)據(jù)通信總線與至少一個(gè)交通控制信號(hào)燈相連。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述通信模塊包括有線通信鏈路是智能交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間通過(guò)電線或者光纖 作為物理連接媒體，實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)通信。無(wú)線通信鏈路是智能交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間通過(guò)無(wú)線電波或者 光波作為連接媒體，實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)通信?？刂平涌阪溌肥侵悄芙煌刂菩盘?hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間通過(guò)控制信號(hào)線作 為連接媒體，實(shí)現(xiàn)信號(hào)顯示選擇和控制。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述基于總線技術(shù)通信模塊包括總線接口 是通信控制模塊與物理總線之間的接口，完成ISO OSI參考模型的物 理層功能；通信控制模塊用于實(shí)現(xiàn)ISO OSI互連參考模型的第二層鏈路層功能，包括邏輯 鏈路控制技術(shù)和媒體訪問(wèn)控制技術(shù)。前述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述處理器為微處理器、FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程 邏輯器件)或CPLD (復(fù)雜可編程邏輯器件)。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明的智能交通信號(hào)燈，通過(guò)內(nèi)置具有符合應(yīng)用要求的顯示裝置，顯示裝置的 幾何形狀(如圓形或方形)、尺寸、發(fā)光元件(如LED)和顏色都可以根據(jù)不同的應(yīng)用定制， 根據(jù)交通信號(hào)控制系統(tǒng)的控制要求實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)各種圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字的有效顯示。


圖1為本發(fā)明的智能交通控制信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)方案組成結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的基于總線的智能交通控制信號(hào)燈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為基于串行數(shù)據(jù)總線通信的信號(hào)燈連接示意圖；圖4為ISO OSI型物理層結(jié)構(gòu)模型示意圖；圖5為媒體訪問(wèn)控制功能模型工作流程圖；圖6為交通控制信號(hào)燈顯示模塊工作流程圖。圖中LLC 邏輯鏈路控制；MAC 媒體訪問(wèn)控制；PLS 物理信鈴MDI 媒體相關(guān)接 口 ；MAU 媒體訪問(wèn)單元；PMA 物理媒體附屬裝置
具體實(shí)施例方式無(wú)線通信
主要包括短程無(wú)線通信、GMS通信、GPRS通信、3G通信、紅外通信等，這些都是成熟 的技術(shù)，不再詳細(xì)描述。有線通信利用電線、光纖作為數(shù)據(jù)傳輸媒體的通信系統(tǒng)，這些都是成熟的技術(shù)，不再詳細(xì)描 述。下面以為基于串行數(shù)據(jù)總線通信的智能交通控制信號(hào)(組成結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2)燈為例， 進(jìn)行技術(shù)說(shuō)明。串行數(shù)據(jù)通信總線本發(fā)明的智能交通信號(hào)燈與傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈是不同的，其主要區(qū)別在于兩個(gè)方 面①同一個(gè)信號(hào)燈可以根據(jù)交通信號(hào)機(jī)的控制和/或預(yù)先設(shè)置顯示不同的圖形符號(hào)和文 字，②交通控制信號(hào)燈與信號(hào)機(jī)之間的信息連接采用串行數(shù)據(jù)通信鏈路。其中串行數(shù)據(jù)通 信鏈路可以有很多中實(shí)現(xiàn)技術(shù)，可以根據(jù)傳輸介質(zhì)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸速率、傳輸控制規(guī) 程、傳輸編碼體制等進(jìn)行不同分類(lèi)。主要包括有線通信和無(wú)線通信兩大類(lèi)，其中有線通信根 據(jù)傳輸介質(zhì)的不同可以分成電纜(主要包括同軸電纜和雙絞線)通信、光纖通信，根據(jù)有線 通信的組網(wǎng)方式不同可以分為星型、總線型、環(huán)型和分布式結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，以現(xiàn)場(chǎng)總線方式 連接為例說(shuō)明交通控制信號(hào)燈的組網(wǎng)技術(shù)和實(shí)施方案。也就是說(shuō)，一個(gè)或者多個(gè)交通控制 信號(hào)燈可以通過(guò)一條總線串接起來(lái)，再串行接入交通信號(hào)控制機(jī)，連接方式如圖3所示。總線接口總線接口是交通控制信號(hào)燈內(nèi)通信控制模塊與物理總線之間的接口，完成ISO OSI參考模型的物理層功能。如圖4所示，它主要包括以下三部分1)物理信鈴(PLS :Physical Signalling)實(shí)現(xiàn)與位表示、定時(shí)和同步相關(guān)的功 能，媒體訪問(wèn)單元(MAU =Medium Access Unit)表示用于偶合節(jié)點(diǎn)至發(fā)送媒體的物理層的功 能部分。MAU由物理媒體附屬裝置(Physical MediumAttachment)和媒體相關(guān)接口(Medium Dependent Interface)構(gòu)成。2) PMA子層實(shí)現(xiàn)總線發(fā)送/接收的功能電路，并可提供總線故障檢測(cè)方法。3) MDI實(shí)現(xiàn)物理媒體和MAU之間的機(jī)械和電氣接口。通信控制模塊智能交通控制信號(hào)燈內(nèi)的通信控制模塊主要實(shí)現(xiàn)ISO OSI互連參考模型的第二層 鏈路層功能。這一部分主要由邏輯鏈路控制(LLC :Logic Link Control)和媒體訪問(wèn)控制 (Medium Access Control)兩個(gè)部分組成。邏輯連路控制(LLC)子層邏輯鏈路控制LLC子層的功能包括幀接收濾波、超載
通告和恢復(fù)管理。1)幀接收濾波在LLC子層上開(kāi)始的幀躍變是獨(dú)立的，其自身操作與先前的幀躍 變無(wú)關(guān)。幀內(nèi)容由標(biāo)識(shí)符命名。標(biāo)識(shí)符并不能指明幀的內(nèi)容，但描述數(shù)據(jù)的含義，每個(gè)接收 器通過(guò)幀接收濾波確定此幀是否有關(guān)。2)超載通告如果接收器內(nèi)部條件要求延遲下一個(gè)LLC數(shù)據(jù)幀或LLC遠(yuǎn)程幀，通 過(guò)LLC子層開(kāi)始發(fā)送超載幀。最多可產(chǎn)生兩個(gè)超載幀，以延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)或嚴(yán)懲幀。3)恢復(fù)管理發(fā)送期間，對(duì)于丟失仲裁或被錯(cuò)誤干擾的幀，LLC子層具有自動(dòng)重發(fā) 功能。在發(fā)送成功完成前，幀發(fā)送服務(wù)不被用戶認(rèn)可。
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度DLC場(chǎng)4位
LLC數(shù)據(jù)場(chǎng)0-8個(gè)字節(jié)
②LLC遠(yuǎn)程幀
表2為L(zhǎng)LC遠(yuǎn)程幀格式。
表2
標(biāo)識(shí)符場(chǎng)ID= 11位
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度DLC場(chǎng)j輸出串行位流至物理層準(zhǔn)備發(fā)送。接收部分功能包括①接收媒體訪問(wèn)管理a由物理層接收串行位流；b解除串行結(jié)構(gòu)并重新構(gòu)筑幀結(jié)構(gòu)；c檢測(cè)填充位(解除位填充)；d錯(cuò)誤檢測(cè)(CRC、格式校驗(yàn)、填充規(guī)則校驗(yàn))e發(fā)送應(yīng)答；f構(gòu)造錯(cuò)誤幀并開(kāi)始發(fā)送；g確認(rèn)超載條件；h重激活超載幀結(jié)構(gòu)并開(kāi)始發(fā)送。②接收數(shù)據(jù)拆裝a由接收幀中去除MAC特定信息；b輸出LLC幀和接口控制信息至LLC子層。MAC幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間發(fā)送和接收以四種不同類(lèi)型的幀出現(xiàn)和控制，其中數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)由 發(fā)送器傳至接收器；遠(yuǎn)程幀由節(jié)點(diǎn)發(fā)送，以請(qǐng)求發(fā)送具有相同標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)幀；出錯(cuò)幀可以 由任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送，以檢測(cè)總線錯(cuò)誤，而超載幀用于提供先前和后續(xù)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間的 附加延時(shí)。另外，數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀以幀間空間隔同先前幀隔開(kāi)。表3MAC數(shù)據(jù)幀格式，表4 為MAC遠(yuǎn)程幀格式。表3 表 4 信息處理模塊交通控制信號(hào)燈中的信息處理模塊是智能交通控制信號(hào)燈的大腦，主要由處理器 和存儲(chǔ)器兩部分組成，通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)本地設(shè)置和來(lái)自交通控制信號(hào)機(jī)的各種控制命令的解 釋和處理，根據(jù)這些處理結(jié)果做出響應(yīng)的交通信號(hào)顯示。工作流程如圖5所示。在信息處 理模塊系統(tǒng)加電或復(fù)位后，所有顯示為關(guān)閉狀態(tài)，檢查交通控制信號(hào)燈與控制機(jī)的聯(lián)機(jī)狀 態(tài)，如果與控制機(jī)相連，則接收控制機(jī)的命令，如果沒(méi)有與控制機(jī)相連，則讀取本機(jī)設(shè)置命 令，然后對(duì)所獲取的控制機(jī)或本機(jī)的命令進(jìn)行解釋，并將處理后的數(shù)據(jù)傳至顯示模塊進(jìn)行 顯不。基于點(diǎn)集合的信號(hào)顯示模塊在智能交通控制信號(hào)燈中，信號(hào)顯示模塊實(shí)現(xiàn)各種交通控制信號(hào)(圖形、文字、符 號(hào)等)的顯示。它根據(jù)上位機(jī)或者交通信號(hào)控制機(jī)、或者預(yù)先設(shè)置的功能要求顯示交通控 制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)交通指揮、交通引導(dǎo)和信息提示功能?；邳c(diǎn)集合的顯示技術(shù)非常豐富，如LED (發(fā)光二極管顯示)顯示器，技術(shù)成熟，可靠性高，使用廣泛。本發(fā)明的電源系統(tǒng)可以是市電、電池、風(fēng)電、太陽(yáng)能電或者其他形式的電能。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(1)提高交通管理和控制效率；(2)增加交通管理和控制方法；(3)提高交通管理和控制精確(準(zhǔn)確)性和有效性；(4)為交通參與者提供更加豐富和準(zhǔn)確的交通狀態(tài)信息；(5)提高交通信號(hào)燈的通用性和互換性；(6)提高交通管理和控制系統(tǒng)可靠性、可用性；(7)降低工程施工工藝和實(shí)施成本。本發(fā)明可具體實(shí)現(xiàn)的功能包括(1)通過(guò)有線、無(wú)線、控制接口或者預(yù)先設(shè)定可以控制或者選擇交通信號(hào)燈的顯示 內(nèi)容；(2)同一個(gè)交通信號(hào)燈可以根據(jù)控制和預(yù)先設(shè)定要求在不同時(shí)間顯示不同顏色、 不同圖形符號(hào)、不同文字、不同數(shù)字；(3)同一個(gè)交通信號(hào)燈可以根據(jù)控制和預(yù)先設(shè)定要求在同一時(shí)間顯示不同顏色、 不同圖形符號(hào)、不同文字、不同數(shù)字；(4)同一個(gè)交通信號(hào)燈可以根據(jù)控制和預(yù)先設(shè)定要求在不同時(shí)間依次顯示不同顏 色的不同圖形符號(hào)、不同文字、不同數(shù)字；(5)同一個(gè)交通信號(hào)燈可以根據(jù)控制和預(yù)先設(shè)定要求在同一時(shí)間依次顯示不同顏 色的不同圖形符號(hào)、不同文字、不同數(shù)字；如在一個(gè)交通信號(hào)燈可以作為圓形滿屏燈使用、有可以作為箭頭方向燈使用、又 可以顯示文字或者數(shù)字；可以顯示數(shù)字作為一個(gè)倒計(jì)時(shí)顯示器使用，又可以顯示文字作為 交通狀態(tài)顯示器使用。以上已以較佳實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換 或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種智能交通信號(hào)燈，包括交通控制信號(hào)燈和控制機(jī)，其特征在于交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間通過(guò)通信鏈路進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于同一個(gè)交通控制信號(hào)燈利用 點(diǎn)集合顯示模塊可顯示不同顏色、不同種類(lèi)的圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述交通控制信號(hào)燈包括以 下各功能模塊通信模塊用于實(shí)現(xiàn)交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信；信息處理模塊包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器用于實(shí)現(xiàn)本地設(shè)置和來(lái)自交通信號(hào) 控制機(jī)的各種控制命令的解釋和處理，處理結(jié)果輸送至信號(hào)顯示模塊實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)顯示， 所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)各種處理軟件、文字、數(shù)字、圖形及符號(hào)數(shù)據(jù)；信號(hào)顯示模塊用于實(shí)現(xiàn)各種交通控制信號(hào)(包括圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字)的顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào) 控制機(jī)之間通過(guò)有線或無(wú)線數(shù)據(jù)通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于交通控制信號(hào)燈與控制機(jī)之 間通過(guò)串行數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述控制機(jī)至少與一組串行 數(shù)據(jù)通信總線相連，每組串行數(shù)據(jù)通信總線與至少一個(gè)交通控制信號(hào)燈相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述通信模塊包括總線接口 是通信控制模塊與物理總線之間的接口，完成ISO OSI參考模型的物理層 功能；通信控制模塊用于實(shí)現(xiàn)ISO OSI互連參考模型的第二層鏈路層功能，包括邏輯鏈路 控制模塊和媒體訪問(wèn)控制模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述處理器為復(fù) 雜可編程邏輯器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述處理器為現(xiàn) 場(chǎng)可編程邏輯器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的智能交通信號(hào)燈，其特征在于所述處理器為微 處理器。全文摘要
本發(fā)明提供一種智能交通信號(hào)燈，在技術(shù)上可以完全替代現(xiàn)有道路交通信號(hào)燈并具有更新的發(fā)展。其特征在于交通控制信號(hào)燈與交通信號(hào)控制機(jī)之間通過(guò)通信鏈路進(jìn)行信息連接，同一個(gè)交通控制信號(hào)燈利用點(diǎn)集合顯示技術(shù)可顯示不同顏色、不同種類(lèi)的圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字。本發(fā)明的智能交通信號(hào)燈，可以根據(jù)通信鏈路的控制命令或者預(yù)先設(shè)定顯示不同顏色、不同種類(lèi)的圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字。
文檔編號(hào)G08G1/095GK101916512SQ20101026013
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者應(yīng)劭捷 申請(qǐng)人:南京宏控科技有限公司