一種led交通信號燈控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED交通信號燈控制系統(tǒng)，位于當前交通路口，包括自動充電設(shè)備和LED三色燈設(shè)備，自動充電設(shè)備用于在電量不足時，自動接收外界的充電電力，以保障LED三色燈設(shè)備的電力供應，LED三色燈設(shè)備用于交替顯示紅黃綠三色。通過本發(fā)明，能夠有效保證LED交通信號燈的電力供應。
【專利說明】一種LED交通信號燈控制系統(tǒng)
[0001 ] 本發(fā)明是申請?zhí)枮?016102468369、申請日為2016年4月20日、發(fā)明名稱為“一種LED交通信號燈控制方法”的專利的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及交通信號燈領(lǐng)域，尤其涉及一種LED交通信號燈控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003 ]近年來，LED憑借著自己的優(yōu)勢，在照明電路中的應用越來越廣泛。同時，隨著LED在照明領(lǐng)域的不斷突破，LED光源成為了半導體照明行業(yè)的熱點，而且LED的成本也在逐漸降低，LED光源也被廣泛應用到道路交通中。
[0004]在交通信號燈方面，關(guān)于LED光源的開發(fā)已經(jīng)在如火如荼的進行。國內(nèi)外有很多示范工程，并且取得了很好的效果?，F(xiàn)在LED光源在減少經(jīng)費支出，降低光污染方法具有很大的優(yōu)勢，同時具有色溫好，雜散光少等特點。
[0005]交通信號燈采用LED的幾點優(yōu)勢:LED交通信號燈與傳統(tǒng)的交通信號燈的比較LED，即為發(fā)光二極管，屬于固態(tài)的半導體器件，能夠直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，應用十分廣泛;他能夠定向發(fā)射光線，適合應用于某個方向的光線照明，同時因為發(fā)光面小，可以進行光線控制，提高光線利用率;剛開始的時候，LED作為儀器儀表的指示光源被使用，后來逐漸應用到交通信號燈以及大面積的顯示屏中，帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益;傳統(tǒng)的交通信號燈是由電源、反光碗和燈殼以及有色配光鏡等部分組成，而對于LED信號來說，本身可以發(fā)出色光，不需要再配置有色配光鏡。
[0006]當前，在LED交通信號燈的實際使用中，仍暴露了一些問題需要解決。例如，缺乏黃燈顯示期間的預警信息提供機制，預警信息包括黃燈顯示剩余時間以及剩余時間內(nèi)尚能通行車輛的數(shù)量，容易導致車輛駕駛員發(fā)生誤判，將闖黃燈變?yōu)殛J紅燈，又如，無法進行無線充電，另外，現(xiàn)有的LED交通信號燈的結(jié)構(gòu)仍需要優(yōu)化，功能仍需要進一步地豐富。
[0007]因此，需要一種新的LED交通信號燈控制方案，優(yōu)化了現(xiàn)有LED交通信號燈的控制模式，增加了黃燈顯示期間的預警信息提供機制和無線充電機制，從而完善了 LED交通信號燈的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種LED交通信號燈控制系統(tǒng)，改造現(xiàn)有技術(shù)中的信號燈控制模式，提供了黃燈顯示倒計時機制和黃燈顯示剩余時間能夠通行車輛數(shù)量的確定機制，為車輛駕駛員提供足夠多的預警信息，有效避免闖紅燈的違章行為發(fā)生，同時建立無線充電機制，為LED交通信號燈的供電提供有力保障，更為關(guān)鍵的是，豐富了現(xiàn)有LED交通信號燈的設(shè)備。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種LED交通信號燈控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)位于當前交通路口，包括自動充電設(shè)備和LED三色燈設(shè)備，自動充電設(shè)備用于在電量不足時，自動接收外界的充電電力，以保障LED三色燈設(shè)備的電力供應，LED三色燈設(shè)備用于交替顯示紅黃綠三色。
[0010]更具體地，在所述LED交通信號燈控制系統(tǒng)中，包括:能量檢測設(shè)備，用于分別與電源供應設(shè)備的市電接入接口和遠端中央控制設(shè)備連接，包括能量消耗檢測單元和第一RS485通信單元，能量消耗檢測單元與市電接入接口連接，用于在電源供應設(shè)備進行電力供應時，確定所述控制系統(tǒng)所消耗的能量，第一 RS485通信單元與能量消耗檢測單元連接，用于將所述控制系統(tǒng)所消耗的能量發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備；電力檢測設(shè)備，與電源供應設(shè)備的電壓轉(zhuǎn)換電路連接，用于檢測電壓轉(zhuǎn)換電路提供的電壓是否符合預設(shè)電壓，當電壓轉(zhuǎn)換電路提供的電壓低于預設(shè)電壓時，發(fā)出電量不足信號;定位設(shè)備，用于在接收到定位啟動信號時，自動尋找附近的LED交通信號燈；自動通信設(shè)備，與定位設(shè)備連接，用于在尋找到附近的LED交通信號燈后，向其發(fā)送握手信號以建立與其之間的通信鏈路，并在完成與附近的LED交通信號燈的通信鏈路建立操作后，發(fā)出鏈路建立完成信號；自動充電設(shè)備，用于在接收到鏈路建立完成信號時，接收附近的LED交通信號燈對其的無線充電，并在充電完成后替換電源供應設(shè)備以進行電力供應;RS485串行通信設(shè)備，用于實現(xiàn)MSP430單片機與遠端中央控制設(shè)備之間的RS485通信;MSP430單片機，分別與電力檢測設(shè)備、定位設(shè)備、自動通信設(shè)備、自動充電設(shè)備和RS485串行通信設(shè)備連接，用于在接收到電量不足信號后，啟動定位設(shè)備、自動通信設(shè)備和自動充電設(shè)備，將電量不足信號通過RS485串行通信設(shè)備發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備，并將定位啟動信號發(fā)送給定位設(shè)備，還用于在接收到鏈路建立完成信號后，通過RS485串行通信設(shè)備向遠端中央控制設(shè)備發(fā)送無線充電啟動信號，以啟動定位設(shè)備尋找到的附近的LED交通信號燈的無線充電操作;車輛通行時間檢測設(shè)備，用于檢測并輸出車輛通過當前交通路口所需的平均時間，包括:計時單元，用于提供并輸出計時信號;超聲波發(fā)送單元，位于當前交通路口的正上方，用于向當前交通路口地面發(fā)射超聲波信號;超聲波接收單元，與超聲波發(fā)送單元一起位于當前交通路口的正上方，用于接收反射的超聲波信號；檢測控制單元，分別與計時單元、目標識別單元、超聲波發(fā)送單元和超聲波接收單元連接，用于基于發(fā)射超聲波信號和接收反射的超聲波信號之間的時間間隔是否發(fā)生變化，確定是否發(fā)出目標存在信號，還用于基于每一輛通過當前交通路口的車輛的通行時間確定車輛通過當前交通路口所需的平均時間；目標識別單元，位于當前交通路口的正上方并位于超聲波發(fā)送單元之后，距離超聲波發(fā)送單元的徑向長度為10毫米，分別與檢測控制單元和計時單元連接，用于在接收到目標存在信號后，基于圖像識別方式確定通過當前交通路口的目標是否為車輛，以將車輛目標信號或非車輛目標信號發(fā)送給檢測控制單元，同時計算車輛車頭經(jīng)過當前交通路口預設(shè)基線和車輛車尾經(jīng)過當前交通路口預設(shè)基線之間的時間間隔，以作為車輛的通行時間發(fā)送給檢測控制單元，其中，當前交通路口預設(shè)基線在當前交通路口地面上，徑向位置在目標識別單元之后，距離目標識別單元的徑向長度為30毫米;剩余通行車輛數(shù)量指示設(shè)備，用于與車輛通行時間檢測設(shè)備連接以接收車輛通過當前交通路口所需的平均時間，與黃燈倒計時指示設(shè)備連接以接收其輸出的倒計時時間，并基于車輛通過當前交通路口所需的平均時間和倒計時時間確定黃LED主燈或黃LED輔燈在關(guān)閉前還能夠通行的車輛數(shù)量以作為剩余通行車輛數(shù)量顯示和輸出；LED三色燈設(shè)備，包括紅LED主燈、黃LED主燈、綠LED主燈、紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈，紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈分別作為紅LED主燈、黃LED主燈和綠LED主燈的替換燈，以在相應主燈發(fā)生故障時替換相應主燈進行顯示或關(guān)閉操作;黃燈倒計時指示設(shè)備，用于在LED三色燈設(shè)備中的黃LED主燈或黃LED輔燈顯示時，觸發(fā)對黃LED主燈或黃LED輔燈的顯示倒計時操作，并顯示對應的倒計時時間；行人通行指示燈設(shè)備，包括行人通行允許燈、行人通行切換燈和行人通行禁止燈，行人通行切換燈顯示在行人通行允許燈顯示前并在行人通行禁止燈關(guān)閉后;信號燈控制設(shè)備，分別與LED三色燈設(shè)備、黃燈倒計時指示設(shè)備和行人通行指示燈設(shè)備連接，用于同時控制LED三色燈設(shè)備、黃燈倒計時指示設(shè)備和行人通行指示燈設(shè)備的顯示操作;LCD顯示設(shè)備，包括LCD顯示屏、顯示屏驅(qū)動單元和RS232串行通信單元，IXD顯示屏集成有觸摸屏，顯示屏驅(qū)動單元與LCD顯示屏連接，用于驅(qū)動LCD顯示屏以實現(xiàn)顯示操作或接收觸摸屏輸入操作，串行通信單元分別與顯示屏驅(qū)動單元和MSP430單片機連接，用于接收顯示內(nèi)容或發(fā)送觸摸片輸入內(nèi)容;車流量檢測設(shè)備，包括有源環(huán)形車輛檢測單元和第二 RS485通信單元，有源環(huán)形車輛檢測單元用于對通行于當前交通路口的車輛的車速、車長、車距和車輛密度進行檢測，第二 RS485通信單元分別與有源環(huán)形車輛檢測單元和遠端中央控制設(shè)備連接，用于將通行于當前交通路口的車輛的車速、車距和車輛密度發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備；電源供應設(shè)備，包括市電接入接口、變壓整流電路、濾波穩(wěn)壓電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，市電接入接口用于接收市電電力供應，變壓整流電路與市電接入接口連接，用于對接收的市電電力信號依次進行變壓操作和整流操作，以獲得整流電力信號，濾波穩(wěn)壓電路與變壓整流電路連接，用于對整流電力信號依次進行濾波操作和穩(wěn)壓操作，以獲得穩(wěn)壓電力信號，電壓轉(zhuǎn)換電路與濾波穩(wěn)壓電路連接，用于對穩(wěn)壓電力信號進行電壓轉(zhuǎn)換操作，以獲得12V、5V或3.3V電壓信號；其中，紅LED主燈、黃LED主燈、綠LED主燈、紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈中每一個LED燈都包括負極引腳、正極引腳、反射帽、LED芯片和環(huán)氧樹脂透鏡，LED芯片分別與負極引腳和正極引腳連接，反射帽設(shè)置在LED芯片的下方，環(huán)氧樹脂透鏡為圓形，設(shè)置在LED芯片上方并包裹LED芯片，用于保護LED芯片并對LED芯片發(fā)出的光線進行聚光。
[0011]更具體地，在所述LED交通信號燈控制系統(tǒng)中:定位設(shè)備包括測距單元和GPS單元。
[0012]更具體地，在所述LED交通信號燈控制系統(tǒng)中:替換地，檢測控制單元的全部操作由MSP430單片機實現(xiàn)。
[0013]更具體地，在所述LED交通信號燈控制系統(tǒng)中:黃燈倒計時指示設(shè)備和剩余通行車輛數(shù)量指示設(shè)備被集成在一塊集成電路板上。
[0014]更具體地，在所述LED交通信號燈控制系統(tǒng)中:車輛通行時間檢測設(shè)備被設(shè)置在當前交通路口上方的橫桿中央位置，LCD顯示設(shè)備被設(shè)置在當前交通路口附近的控制柜內(nèi)。
【附圖說明】
[0015]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的LED交通信號燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0017]附圖標記:I自動充電設(shè)備;2LED三色燈設(shè)備
【具體實施方式】
[0018]下面將參照附圖對本發(fā)明的LED交通信號燈控制系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。
[0019]LED自從1968年問世以來，就憑借其較小的體積小、極快的反應速度、非常低的起動電壓、高度的耐震性和避免了汞污染等良好的特性，在很多要求輕、薄以及小型設(shè)備中得到了廣泛的應用。又由于其發(fā)光效率高，而且擁有紅、黃、綠等良好的顯色性能，不但被大量應用于需要色彩裝飾的生活環(huán)境中，特別是在公路、鐵路、城市道路的交通信號系統(tǒng)中更是大顯身手。
[0020]LED信號燈具有以下特性:
[0021]I)可靠性好，壽命長，對于信號燈來說，一般使用環(huán)境比較惡劣，需要適應不同的溫度以及風吹、日曬、雨淋等不同的自然條件，所以，要求信號燈在可靠性和壽命方面具有較高的要求，一般說來，如果使用白熾燈泡作為信號燈，其平均壽命大約為1000h，如果使用低壓鹵鎢作為主要材料的燈泡，其平均壽命大約為2000h，而且這些信號燈在維護時的費用一般很高，而LED信號燈在這個方面的優(yōu)勢則要突出得多，已經(jīng)有實踐證明，很多LED信號燈的壽命已經(jīng)大大超過了 5年，卻沒有損壞，另外，LED信號燈還有一個非常突出的優(yōu)點就是回應時間快，從而能夠大大減少在應用中發(fā)性交事故的概率，這些都是白熾燈或鹵鎢燈泡難以實現(xiàn)的；
[0022]2)具有單色光和發(fā)散角的特性，因為LED所散出來的本身就是單色光，所以，在使用中不需要用色片作用去重新生成紅、黃、綠等不同顏色，另外，由于LED所散發(fā)出來的光是呈現(xiàn)一定的方向性的，具有特定的發(fā)散角，所以，在應用中就避免了以往采用非球面的反光鏡的做法，因為這一特點，使得LED很好地解決了以往信號燈中容易產(chǎn)生幻像的弊端，同時還避免了因色片而帶來的褪色現(xiàn)象，大大完善了使用效果；
[0023]3)LED具備冷光源、能耗低的優(yōu)勢，作為一種重要的冷光源，LED具備能耗很低的特點，使得這種信號燈實現(xiàn)了節(jié)能的目的。由此可見，LED信號燈正憑借其較高的亮度和可靠性以及能耗低的優(yōu)勢，逐漸得到世界各個城市的廣泛使用。
[0024]然而現(xiàn)有的LED交通信號燈還存在以下弊端:首先，缺乏黃燈顯示倒計時機制和黃燈顯示剩余時間能夠通行車輛數(shù)量的確定機制，無法為車輛駕駛員提供足夠多的信息實現(xiàn)預警功能，從而導致車輛駕駛員在做出闖黃燈決定后，事實上發(fā)生了闖紅燈的違章行為;其次，缺乏無線充電技術(shù)，無法為LED交通信號燈的供電提供有力保障；最后，現(xiàn)有的LED交通信號燈結(jié)構(gòu)過于簡單，需要增加一些輔助設(shè)備以提高其智能化水平。
[0025]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種LED交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠同時解決上述弊端，從而為需要的交通信號燈的車輛和行人提供更多的輔助信息，增強交通信號燈的可靠性和智能化水準，使其更好地服務于城市建設(shè)。
[0026]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的LED交通信號燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述控制系統(tǒng)位于當前交通路口，包括自動充電設(shè)備和LED三色燈設(shè)備，自動充電設(shè)備用于在電量不足時，自動接收外界的充電電力，以保障LED三色燈設(shè)備的電力供應，LED三色燈設(shè)備用于交替顯示紅黃綠三色。
[0027]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的LED交通信號燈控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進行進一步的說明。
[0028]所述控制系統(tǒng)包括:能量檢測設(shè)備，用于分別與電源供應設(shè)備的市電接入接口和遠端中央控制設(shè)備連接，包括能量消耗檢測單元和第一 RS485通信單元，能量消耗檢測單元與市電接入接口連接，用于在電源供應設(shè)備進行電力供應時，確定所述控制系統(tǒng)所消耗的能量，第一 RS485通信單元與能量消耗檢測單元連接，用于將所述控制系統(tǒng)所消耗的能量發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備。
[0029]所述控制系統(tǒng)包括:電力檢測設(shè)備，與電源供應設(shè)備的電壓轉(zhuǎn)換電路連接，用于檢測電壓轉(zhuǎn)換電路提供的電壓是否符合預設(shè)電壓，當電壓轉(zhuǎn)換電路提供的電壓低于預設(shè)電壓時，發(fā)出電量不足信號;定位設(shè)備，用于在接收到定位啟動信號時，自動尋找附近的LED交通信號燈；自動通信設(shè)備，與定位設(shè)備連接，用于在尋找到附近的LED交通信號燈后，向其發(fā)送握手信號以建立與其之間的通信鏈路，并在完成與附近的LED交通信號燈的通信鏈路建立操作后，發(fā)出鏈路建立完成信號。
[0030]所述控制系統(tǒng)包括:自動充電設(shè)備，用于在接收到鏈路建立完成信號時，接收附近的LED交通信號燈對其的無線充電，并在充電完成后替換電源供應設(shè)備以進行電力供應；RS485串行通信設(shè)備，用于實現(xiàn)MSP430單片機與遠端中央控制設(shè)備之間的RS485通信；MSP430單片機，分別與電力檢測設(shè)備、定位設(shè)備、自動通信設(shè)備、自動充電設(shè)備和RS485串行通信設(shè)備連接，用于在接收到電量不足信號后，啟動定位設(shè)備、自動通信設(shè)備和自動充電設(shè)備，將電量不足信號通過RS485串行通信設(shè)備發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備，并將定位啟動信號發(fā)送給定位設(shè)備，還用于在接收到鏈路建立完成信號后，通過RS485串行通信設(shè)備向遠端中央控制設(shè)備發(fā)送無線充電啟動信號，以啟動定位設(shè)備尋找到的附近的LED交通信號燈的無線充電操作。
[0031]所述控制系統(tǒng)包括:車輛通行時間檢測設(shè)備，用于檢測并輸出車輛通過當前交通路口所需的平均時間，包括:計時單元，用于提供并輸出計時信號;超聲波發(fā)送單元，位于當前交通路口的正上方，用于向當前交通路口地面發(fā)射超聲波信號;超聲波接收單元，與超聲波發(fā)送單元一起位于當前交通路口的正上方，用于接收反射的超聲波信號;檢測控制單元，分別與計時單元、目標識別單元、超聲波發(fā)送單元和超聲波接收單元連接，用于基于發(fā)射超聲波信號和接收反射的超聲波信號之間的時間間隔是否發(fā)生變化，確定是否發(fā)出目標存在信號，還用于基于每一輛通過當前交通路口的車輛的通行時間確定車輛通過當前交通路口所需的平均時間；目標識別單元，位于當前交通路口的正上方并位于超聲波發(fā)送單元之后，距離超聲波發(fā)送單元的徑向長度為10毫米，分別與檢測控制單元和計時單元連接，用于在接收到目標存在信號后，基于圖像識別方式確定通過當前交通路口的目標是否為車輛，以將車輛目標信號或非車輛目標信號發(fā)送給檢測控制單元，同時計算車輛車頭經(jīng)過當前交通路口預設(shè)基線和車輛車尾經(jīng)過當前交通路口預設(shè)基線之間的時間間隔，以作為車輛的通行時間發(fā)送給檢測控制單元，其中，當前交通路口預設(shè)基線在當前交通路口地面上，徑向位置在目標識別單元之后，距離目標識別單元的徑向長度為30毫米。
[0032]所述控制系統(tǒng)包括:剩余通行車輛數(shù)量指示設(shè)備，用于與車輛通行時間檢測設(shè)備連接以接收車輛通過當前交通路口所需的平均時間，與黃燈倒計時指示設(shè)備連接以接收其輸出的倒計時時間，并基于車輛通過當前交通路口所需的平均時間和倒計時時間確定黃LED主燈或黃LED輔燈在關(guān)閉前還能夠通行的車輛數(shù)量以作為剩余通行車輛數(shù)量顯示和輸出。
[0033]所述控制系統(tǒng)包括:LED三色燈設(shè)備，包括紅LED主燈、黃LED主燈、綠LED主燈、紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈，紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈分別作為紅LED主燈、黃LED主燈和綠LED主燈的替換燈，以在相應主燈發(fā)生故障時替換相應主燈進行顯示或關(guān)閉操作;黃燈倒計時指示設(shè)備，用于在LED三色燈設(shè)備中的黃LED主燈或黃LED輔燈顯示時，觸發(fā)對黃LED主燈或黃LED輔燈的顯示倒計時操作，并顯示對應的倒計時時間。
[0034]所述控制系統(tǒng)包括:行人通行指示燈設(shè)備，包括行人通行允許燈、行人通行切換燈和行人通行禁止燈，行人通行切換燈顯示在行人通行允許燈顯示前并在行人通行禁止燈關(guān)閉后;信號燈控制設(shè)備，分別與LED三色燈設(shè)備、黃燈倒計時指示設(shè)備和行人通行指示燈設(shè)備連接，用于同時控制LED三色燈設(shè)備、黃燈倒計時指示設(shè)備和行人通行指示燈設(shè)備的顯示操作;IXD顯示設(shè)備，包括LCD顯示屏、顯示屏驅(qū)動單元和RS232串行通信單元，IXD顯示屏集成有觸摸屏，顯示屏驅(qū)動單元與LCD顯示屏連接，用于驅(qū)動LCD顯示屏以實現(xiàn)顯示操作或接收觸摸屏輸入操作，串行通信單元分別與顯示屏驅(qū)動單元和MSP430單片機連接，用于接收顯示內(nèi)容或發(fā)送觸摸片輸入內(nèi)容。
[0035]所述控制系統(tǒng)包括:車流量檢測設(shè)備，包括有源環(huán)形車輛檢測單元和第二 RS485通信單元，有源環(huán)形車輛檢測單元用于對通行于當前交通路口的車輛的車速、車長、車距和車輛密度進行檢測，第二 RS485通信單元分別與有源環(huán)形車輛檢測單元和遠端中央控制設(shè)備連接，用于將通行于當前交通路口的車輛的車速、車距和車輛密度發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備。
[0036]所述控制系統(tǒng)包括:電源供應設(shè)備，包括市電接入接口、變壓整流電路、濾波穩(wěn)壓電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，市電接入接口用于接收市電電力供應，變壓整流電路與市電接入接口連接，用于對接收的市電電力信號依次進行變壓操作和整流操作，以獲得整流電力信號，濾波穩(wěn)壓電路與變壓整流電路連接，用于對整流電力信號依次進行濾波操作和穩(wěn)壓操作，以獲得穩(wěn)壓電力信號，電壓轉(zhuǎn)換電路與濾波穩(wěn)壓電路連接，用于對穩(wěn)壓電力信號進行電壓轉(zhuǎn)換操作，以獲得12V、5V或3.3V電壓信號。
[0037]其中，紅LED主燈、黃LED主燈、綠LED主燈、紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈中每一個LED燈都包括負極引腳、正極引腳、反射帽、LED芯片和環(huán)氧樹脂透鏡，LED芯片分別與負極引腳和正極引腳連接，反射帽設(shè)置在LED芯片的下方，環(huán)氧樹脂透鏡為圓形，設(shè)置在LED芯片上方并包裹LED芯片，用于保護LED芯片并對LED芯片發(fā)出的光線進行聚光。
[0038]可選地，在所述控制系統(tǒng)中:定位設(shè)備包括測距單元和GPS單元;替換地，檢測控制單元的全部操作由MSP430單片機實現(xiàn);黃燈倒計時指示設(shè)備和剩余通行車輛數(shù)量指示設(shè)備被集成在一塊集成電路板上;車輛通行時間檢測設(shè)備被設(shè)置在當前交通路口上方的橫桿中央位置，LCD顯示設(shè)備被設(shè)置在當前交通路口附近的控制柜內(nèi)。
[0039]另外，GPS是英文Global Posit1ning System(全球定位系統(tǒng))的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀70年代，美國陸?？杖娐?lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報搜集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。
[0040]利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱GPS ο GPS是由美國國防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信息，是衛(wèi)星通信技術(shù)在導航領(lǐng)域的應用典范，他極大地提高了地球社會的信息化水平，有力地推動了數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。
[0041]采用本發(fā)明的LED交通信號燈控制系統(tǒng)，針對現(xiàn)有技術(shù)無法為車輛駕駛員提供更多輔助信息以及供電無法有效保障的技術(shù)問題，通過建立黃燈顯示倒計時機制、黃燈顯示剩余時間和無線充電機制，解決上述技術(shù)問題，同時，還對現(xiàn)有的LED交通信號燈的結(jié)構(gòu)和功能進行了優(yōu)化和完善，從而有效提高了LED交通信號燈的自動化水平。
[0042]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種LED交通信號燈控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)位于當前交通路口，包括自動充電設(shè)備和LED三色燈設(shè)備，自動充電設(shè)備用于在電量不足時，自動接收外界的充電電力，以保障LED三色燈設(shè)備的電力供應，LED三色燈設(shè)備用于交替顯示紅黃綠三色。2.如權(quán)利要求1所述的LED交通信號燈控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括: 能量檢測設(shè)備，用于分別與電源供應設(shè)備的市電接入接口和遠端中央控制設(shè)備連接，包括能量消耗檢測單元和第一 RS485通信單元，能量消耗檢測單元與市電接入接口連接，用于在電源供應設(shè)備進行電力供應時，確定所述控制系統(tǒng)所消耗的能量，第一 RS485通信單元與能量消耗檢測單元連接，用于將所述控制系統(tǒng)所消耗的能量發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備；電力檢測設(shè)備，與電源供應設(shè)備的電壓轉(zhuǎn)換電路連接，用于檢測電壓轉(zhuǎn)換電路提供的電壓是否符合預設(shè)電壓，當電壓轉(zhuǎn)換電路提供的電壓低于預設(shè)電壓時，發(fā)出電量不足信號；定位設(shè)備，用于在接收到定位啟動信號時，自動尋找附近的LED交通信號燈； 自動通信設(shè)備，與定位設(shè)備連接，用于在尋找到附近的LED交通信號燈后，向其發(fā)送握手信號以建立與其之間的通信鏈路，并在完成與附近的LED交通信號燈的通信鏈路建立操作后，發(fā)出鏈路建立完成信號； 自動充電設(shè)備，用于在接收到鏈路建立完成信號時，接收附近的LED交通信號燈對其的無線充電，并在充電完成后替換電源供應設(shè)備以進行電力供應； RS485串行通信設(shè)備，用于實現(xiàn)MSP430單片機與遠端中央控制設(shè)備之間的RS485通信；MSP430單片機，分別與電力檢測設(shè)備、定位設(shè)備、自動通信設(shè)備、自動充電設(shè)備和RS485串行通信設(shè)備連接，用于在接收到電量不足信號后，啟動定位設(shè)備、自動通信設(shè)備和自動充電設(shè)備，將電量不足信號通過RS485串行通信設(shè)備發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備，并將定位啟動信號發(fā)送給定位設(shè)備，還用于在接收到鏈路建立完成信號后，通過RS485串行通信設(shè)備向遠端中央控制設(shè)備發(fā)送無線充電啟動信號，以啟動定位設(shè)備尋找到的附近的LED交通信號燈的無線充電操作； 車輛通行時間檢測設(shè)備，用于檢測并輸出車輛通過當前交通路口所需的平均時間，包括: 計時單元，用于提供并輸出計時信號； 超聲波發(fā)送單元，位于當前交通路口的正上方，用于向當前交通路口地面發(fā)射超聲波信號； 超聲波接收單元，與超聲波發(fā)送單元一起位于當前交通路口的正上方，用于接收反射的超聲波信號； 檢測控制單元，分別與計時單元、目標識別單元、超聲波發(fā)送單元和超聲波接收單元連接，用于基于發(fā)射超聲波信號和接收反射的超聲波信號之間的時間間隔是否發(fā)生變化，確定是否發(fā)出目標存在信號，還用于基于每一輛通過當前交通路口的車輛的通行時間確定車輛通過當前交通路口所需的平均時間； 目標識別單元，位于當前交通路口的正上方并位于超聲波發(fā)送單元之后，距離超聲波發(fā)送單元的徑向長度為10毫米，分別與檢測控制單元和計時單元連接，用于在接收到目標存在信號后，基于圖像識別方式確定通過當前交通路口的目標是否為車輛，以將車輛目標信號或非車輛目標信號發(fā)送給檢測控制單元，同時計算車輛車頭經(jīng)過當前交通路口預設(shè)基線和車輛車尾經(jīng)過當前交通路口預設(shè)基線之間的時間間隔，以作為車輛的通行時間發(fā)送給檢測控制單元，其中，當前交通路口預設(shè)基線在當前交通路口地面上，徑向位置在目標識別單元之后，距離目標識別單元的徑向長度為30毫米； 剩余通行車輛數(shù)量指示設(shè)備，用于與車輛通行時間檢測設(shè)備連接以接收車輛通過當前交通路口所需的平均時間，與黃燈倒計時指示設(shè)備連接以接收其輸出的倒計時時間，并基于車輛通過當前交通路口所需的平均時間和倒計時時間確定黃LED主燈或黃LED輔燈在關(guān)閉前還能夠通行的車輛數(shù)量以作為剩余通行車輛數(shù)量顯示和輸出； LED三色燈設(shè)備，包括紅LED主燈、黃LED主燈、綠LED主燈、紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈，紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈分別作為紅LED主燈、黃LED主燈和綠LED主燈的替換燈，以在相應主燈發(fā)生故障時替換相應主燈進行顯示或關(guān)閉操作； 黃燈倒計時指示設(shè)備，用于在LED三色燈設(shè)備中的黃LED主燈或黃LED輔燈顯示時，觸發(fā)對黃LED主燈或黃LED輔燈的顯示倒計時操作，并顯示對應的倒計時時間； 行人通行指示燈設(shè)備，包括行人通行允許燈、行人通行切換燈和行人通行禁止燈，行人通行切換燈顯示在行人通行允許燈顯示前并在行人通行禁止燈關(guān)閉后； 信號燈控制設(shè)備，分別與LED三色燈設(shè)備、黃燈倒計時指示設(shè)備和行人通行指示燈設(shè)備連接，用于同時控制LED三色燈設(shè)備、黃燈倒計時指示設(shè)備和行人通行指示燈設(shè)備的顯示操作； IXD顯示設(shè)備，包括LCD顯示屏、顯示屏驅(qū)動單元和RS232串行通信單元，IXD顯示屏集成有觸摸屏，顯示屏驅(qū)動單元與LCD顯示屏連接，用于驅(qū)動LCD顯示屏以實現(xiàn)顯示操作或接收觸摸屏輸入操作，串行通信單元分別與顯示屏驅(qū)動單元和MSP430單片機連接，用于接收顯示內(nèi)容或發(fā)送觸摸片輸入內(nèi)容； 車流量檢測設(shè)備，包括有源環(huán)形車輛檢測單元和第二 RS485通信單元，有源環(huán)形車輛檢測單元用于對通行于當前交通路口的車輛的車速、車長、車距和車輛密度進行檢測，第二RS485通信單元分別與有源環(huán)形車輛檢測單元和遠端中央控制設(shè)備連接，用于將通行于當前交通路口的車輛的車速、車距和車輛密度發(fā)送給遠端中央控制設(shè)備； 電源供應設(shè)備，包括市電接入接口、變壓整流電路、濾波穩(wěn)壓電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，市電接入接口用于接收市電電力供應，變壓整流電路與市電接入接口連接，用于對接收的市電電力信號依次進行變壓操作和整流操作，以獲得整流電力信號，濾波穩(wěn)壓電路與變壓整流電路連接，用于對整流電力信號依次進行濾波操作和穩(wěn)壓操作，以獲得穩(wěn)壓電力信號，電壓轉(zhuǎn)換電路與濾波穩(wěn)壓電路連接，用于對穩(wěn)壓電力信號進行電壓轉(zhuǎn)換操作，以獲得12V、5V或3.3V電壓信號； 其中，紅LED主燈、黃LED主燈、綠LED主燈、紅LED輔燈、黃LED輔燈和綠LED輔燈中每一個LED燈都包括負極引腳、正極引腳、反射帽、LED芯片和環(huán)氧樹脂透鏡，LED芯片分別與負極引腳和正極引腳連接，反射帽設(shè)置在LED芯片的下方，環(huán)氧樹脂透鏡為圓形，設(shè)置在LED芯片上方并包裹LED芯片，用于保護LED芯片并對LED芯片發(fā)出的光線進行聚光； 黃燈倒計時指示設(shè)備和剩余通行車輛數(shù)量指示設(shè)備被集成在一塊集成電路板上；車輛通行時間檢測設(shè)備被設(shè)置在當前交通路口上方的橫桿中央位置，LCD顯示設(shè)備被設(shè)置在當前交通路口附近的控制柜內(nèi)。
【文檔編號】H02J50/00GK106056941SQ201610481377
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】彭梅