專利名稱:可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種信號(hào)燈控制系統(tǒng),特別是一種可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
信號(hào)燈的顯示形狀一般有兩種,一種是箭頭燈,一種是圓頭燈(如圖1所示)。箭頭燈顯示綠色時(shí),該行車方向的車輛擁有最高的通行權(quán),不存在任何車輛與其沖突的情況。 受圓頭燈控制的車輛,當(dāng)圓頭燈顯示綠色時(shí),可以通行,但是沒有最高的通行權(quán),司機(jī)應(yīng)觀察其左右,遇到可能發(fā)生的沖突情況時(shí)應(yīng)提前做好避讓措施。而在我國的很多城市,信號(hào)燈設(shè)置的很不規(guī)范,比如,一個(gè)信號(hào)控制的交叉口,右轉(zhuǎn)車輛與相鄰進(jìn)口道的直行車輛通過交叉口時(shí)要發(fā)生合流沖突,信號(hào)燈仍然顯示右轉(zhuǎn)方向和直行方向都為箭頭綠燈(如圖2所示),從而兩個(gè)方向都有最高的通行權(quán),這顯然增加了交通的不安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,需要一種信號(hào)燈控制系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)在同一個(gè)信號(hào)燈上顯示不同形狀,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交叉口交通的有效控制,降低交通的不安全風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問題和不足,本發(fā)明的目的是提供一種能夠控制信號(hào)燈在不同時(shí)間顯示不同形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng)。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),包括中央控制器、上位機(jī)、車流量檢測(cè)模塊、顯示控制模塊和信號(hào)燈, 其中中央控制器分別連接上位機(jī)、車流量檢測(cè)模塊和顯示控制模塊,所述信號(hào)燈連接顯示控制模塊,該顯示控制模塊包括第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān),該第一可控開關(guān)連接所述中央控制器的第一輸出端子,第二可控開關(guān)連接所述中央控制器的第二輸出端子。所述中央控制器可為PLC控制器。所述車流量檢測(cè)模塊可為基于熱釋電紅外傳感器的車流量檢測(cè)系統(tǒng)。所述中央控制器可設(shè)有顯示模塊或還可包括連接該中央控制器的顯示模塊。所述顯示模塊可為LED顯示屏。還可包括連接顯示控制模塊和信號(hào)燈的驅(qū)動(dòng)控制模塊。有益效果本發(fā)明可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng)通過控制信號(hào)燈在不同時(shí)間顯示不同形狀,可規(guī)范交通信號(hào)燈的使用,提升交通參與者的交通意識(shí),減輕交通參與者接收信息的復(fù)雜度,提高交叉口通行效率,提升交通安全,減少設(shè)置交通信號(hào)設(shè)備的成本。 在以下三種情況下使用本發(fā)明的效果最佳①直行車流量較小,與其發(fā)生合流沖突的相鄰進(jìn)口道右轉(zhuǎn)流量較大時(shí);②同一相位中的兩個(gè)對(duì)應(yīng)方向流量相差較大時(shí);③流量都不是很大的本向右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車和直行非機(jī)動(dòng)車在交叉口發(fā)生沖突時(shí)。
圖1為目前的信號(hào)燈顯示形狀示意圖;圖2為交叉口直行和右轉(zhuǎn)車輛合流沖突示意圖;圖3為本發(fā)明實(shí)施例的模塊框圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖;圖5為本發(fā)明實(shí)施例信號(hào)顯示示意圖(直行方向擁有最高通行權(quán));圖6為本發(fā)明實(shí)施例信號(hào)顯示示意圖(右轉(zhuǎn)方向擁有最高通行權(quán));圖7為本發(fā)明實(shí)施例I/O運(yùn)行規(guī)則示意圖;圖8為本發(fā)明實(shí)施例I/O運(yùn)行時(shí)序示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡明本發(fā)明,應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。本發(fā)明可以在不同的時(shí)間里顯示出不同形狀的色燈信號(hào)。當(dāng)車輛擁有最高通行權(quán)時(shí),本向信號(hào)燈顯示綠色箭頭燈,本相位為保護(hù)性相位,如若與其它車輛有發(fā)生沖突的可能,其它車輛應(yīng)提前主動(dòng)避讓;當(dāng)車輛擁有限制的通行權(quán)時(shí),本向信號(hào)燈顯示綠色圓形燈, 本相位為許可性相位,但是在遇到有優(yōu)先通行權(quán)的車輛而發(fā)生沖突時(shí)應(yīng)主動(dòng)避讓對(duì)方。實(shí)施例某交叉口是一個(gè)平面的四相位信號(hào)交叉口,該交叉口信號(hào)相位劃分情況為第一相位為南北直行、第二相位為南北左轉(zhuǎn),第三相位為東西直行,第四相位為東西左轉(zhuǎn)。對(duì)于右轉(zhuǎn)車流,本交叉口采取在綠燈時(shí)間后期放行的方法,即當(dāng)擁有最高通行權(quán)方向上的車輛流率減少時(shí),放行右轉(zhuǎn)方向車輛。比如,第一相位綠燈開啟時(shí),南進(jìn)口的直行車流擁有最高通行權(quán)并以飽和流率通過交叉口,該方向上的交通信號(hào)應(yīng)以綠色箭頭燈表示 (如圖5所示),東進(jìn)口的右轉(zhuǎn)車輛禁行。綠燈開啟后一段時(shí)間后,南進(jìn)口的直行車流不再以飽和流率通過交叉口,東進(jìn)口的右轉(zhuǎn)車輛可以放行,南北方向的直行車輛和東西方向的右轉(zhuǎn)車輛存在合流沖突,此時(shí),東進(jìn)口的右轉(zhuǎn)車道存在大量的排隊(duì)車輛,它們可以以飽和流率通過交叉口,而南進(jìn)口直行車道的車流不能以飽和流率通過,因此,此時(shí)東西方向右轉(zhuǎn)車流擁有較高的通行權(quán),東進(jìn)口右轉(zhuǎn)方向可顯示綠色的箭頭燈,而南進(jìn)口直行方向應(yīng)由箭頭燈變?yōu)閳A頭燈(如圖6所示)。如圖3所示,控制系統(tǒng)可以包括以下幾個(gè)部分(1)中央控制器部分用于完成各接口的數(shù)據(jù)處理和指令控制等。(2)人機(jī)接口部分用于完成當(dāng)前狀態(tài)顯示,參數(shù)和程序輸入。(3)外圍接口電路部分用于完成信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)控制及顯示控制功能。(4)輔助部分這部分主要指從外部輸入至中央控制器的車流量信號(hào)及電源部分。如圖4所示,本系統(tǒng)的中央控制器可以有多種選擇,實(shí)施例中的電路設(shè)計(jì)選用松下FP-X系列PLC為中央控制器,結(jié)合前述交通控制方法,設(shè)計(jì)各配置電路并完成I/O時(shí)序分析。所選PLC有超高速處理、大容量、可擴(kuò)展性和程序安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),非常適合在復(fù)雜的交通系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)有以下幾個(gè)部分(1)中央控制器部分該部分完成各接口的數(shù)據(jù)處理和指令控制,具體如下①將FP-X COMl通信插件安裝至中央控制器的控制單元,擴(kuò)展出一個(gè)1通道的 RS232串行接口,通過該接口將南北進(jìn)口道車流量信號(hào)作為輸入信號(hào)連接至中央控制器。②將提前確定的南北直行綠箭頭燈和綠圓頭燈切換所依據(jù)的車流量標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)時(shí)測(cè)量的流量值通過寫入中央控制器的指令進(jìn)行對(duì)比,動(dòng)態(tài)設(shè)定兩相位的運(yùn)行時(shí)間tl和 t2的值,單位設(shè)定為秒。③根據(jù)tl和t2的值編輯控制指令,控制各輸出信號(hào)Y0、Yl、Y2和TO在不同相位期間的狀態(tài),即它們的高低電平狀態(tài)。本發(fā)明中轉(zhuǎn)換交通燈顯示形式是指在同一個(gè)交通燈中實(shí)現(xiàn)箭頭顯示和圓頭顯示, 實(shí)現(xiàn)方式是通過編輯控制指令及設(shè)計(jì)切換電路實(shí)現(xiàn)兩種信號(hào)燈形式的轉(zhuǎn)換。(2)人機(jī)接口部分該部分用來顯示當(dāng)前狀態(tài)和參數(shù)及程序輸入。各種狀態(tài)主要在PLC控制器的LED顯示屏上實(shí)時(shí)顯示,這些狀態(tài)有PLC的運(yùn)行/停止,錯(cuò)誤/報(bào)警狀態(tài); 輸入輸出(I/O)的0N/0FF狀態(tài)。參數(shù)和程序輸入通過PLC上標(biāo)準(zhǔn)配置的RS232串行通信接口直接實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)的通信,實(shí)現(xiàn)控制程序由上位計(jì)算機(jī)到PLC(中央控制器)的傳送。同時(shí)PLC會(huì)將數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)形式通過RS232串行通信接口傳送至上位機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,方便用戶對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行操作,也便于實(shí)時(shí)觀測(cè)記錄各種信號(hào)的狀態(tài)。(3)外圍接口電路部分該部分用于完成交通燈信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換和信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)控制的功能。直接將PLC的輸出端子與信號(hào)燈等外圍設(shè)備連接,并有信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路保證負(fù)載具有穩(wěn)定的功率,正常工作,交通信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換是指在輸出端連接可控開關(guān)SO和Sl分別實(shí)現(xiàn)YO和Yl在連接同一信號(hào)燈時(shí)的切換控制,這其中可控開關(guān)的控制端信號(hào)由PLC輸出指令進(jìn)行控制。具體過程是將車流量檢測(cè)值q與標(biāo)準(zhǔn)值qQ比較,若q > qQ,由PLC內(nèi)部指令實(shí)現(xiàn)Y0、Y2、S0輸出高電平,而Y1、Y3、S1輸出低電平,由可控開關(guān)的工作原理可知,SO接到高電平時(shí),SO觸點(diǎn)閉合,電路接通,YO信號(hào)接通至南北直行的綠箭頭燈,Sl這時(shí)處于低電平,開關(guān)觸點(diǎn)打開,電路處于斷路,當(dāng)這種狀態(tài)持續(xù)tl秒后,檢測(cè)到q彡q0,同樣由PLC內(nèi)部指令實(shí)現(xiàn)與上述相反的狀態(tài),時(shí)間持續(xù)t2秒,南北直行顯示綠圓頭燈。這樣循環(huán)實(shí)現(xiàn)交通燈信號(hào)形式的轉(zhuǎn)換。(4)輔助部分這部分主要指從外部輸入至中央控制器的車流量信號(hào)及PLC電源部分。車流量檢測(cè)有很多種方法,本系統(tǒng)采用有廣泛應(yīng)用的基于熱釋電紅外傳感器的車流量檢測(cè)系統(tǒng),輸出南北路口直行車道的車流量信息。在該系統(tǒng)中各相位的工作時(shí)間是將實(shí)時(shí)車流量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值比較后獲得的,所以需要車流量信息通過擴(kuò)展后的RS-232接口連接至中央控制器。在該部分中SD-傳送數(shù)據(jù)、RD-接收數(shù)據(jù)、RS-請(qǐng)求傳送數(shù)據(jù)、CS-接受請(qǐng)求,可傳送數(shù)據(jù)。PLC電源部分負(fù)責(zé)給整個(gè)系統(tǒng)提供工作電源,采用額定220V,50/60HZ交流電源。(5)電路里有兩個(gè)通信過程第一個(gè)是上位機(jī)與PLC的通信過程,該過程的作用是將控制程序從上位機(jī)傳送至PLC,這個(gè)通信過程主要將PLC上標(biāo)準(zhǔn)配置的RS232接口與上位機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置的RS232接口通過RS232總線進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)通信。第二個(gè)是車流量信號(hào)與PLC 的數(shù)據(jù)通信。由于PLC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)只有一個(gè)通道的RS232接口,是標(biāo)準(zhǔn)的編程口,所以車流量信號(hào)的通信需要在PLC處理器上接入PLC可配置的通信插卡,擴(kuò)展出一個(gè)1通道的RS232接口。控制系統(tǒng)I/O表
權(quán)利要求
1.一種可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),其特征在于包括中央控制器、上位機(jī)、 車流量檢測(cè)模塊、顯示控制模塊和信號(hào)燈,其中中央控制器分別連接上位機(jī)、車流量檢測(cè)模塊和顯示控制模塊,所述信號(hào)燈連接顯示控制模塊,該顯示控制模塊包括第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān),該第一可控開關(guān)連接所述中央控制器的第一輸出端子,第二可控開關(guān)連接所述中央控制器的第二輸出端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),其特征在于所述中央控制器為PLC控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),其特征在于所述車流量檢測(cè)模塊為基于熱釋電紅外傳感器的車流量檢測(cè)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),其特征在于所述中央控制器設(shè)有顯示模塊或還包括連接該中央控制器的顯示模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),其特征在于所述顯示模塊為LED顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),其特征在于還包括連接顯示控制模塊和信號(hào)燈的驅(qū)動(dòng)控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可以調(diào)節(jié)顯示形狀的信號(hào)燈控制系統(tǒng),包括中央控制器、上位機(jī)、車流量檢測(cè)模塊、顯示控制模塊和信號(hào)燈,其中中央控制器分別連接上位機(jī)、車流量檢測(cè)模塊和顯示控制模塊,所述信號(hào)燈連接顯示控制模塊,該顯示控制模塊包括第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān),該第一可控開關(guān)連接所述中央控制器的第一輸出端子,第二可控開關(guān)連接所述中央控制器的第二輸出端子。本發(fā)明通過控制信號(hào)燈在不同時(shí)間顯示不同形狀,可規(guī)范交通信號(hào)燈的使用,提升交通參與者的交通意識(shí),減輕交通參與者接收信息的復(fù)雜度,提高交叉口通行效率,提升交通安全,減少設(shè)置交通信號(hào)設(shè)備的成本。
文檔編號(hào)G08G1/087GK102231238SQ20111016169
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者張曼 申請(qǐng)人:東南大學(xué)