專利名稱：分布式交通信號(hào)燈控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分布式交通信號(hào)燈控制裝置，適用于公路和鐵路，特別是城市交通信號(hào)燈的控制。
目前交通信號(hào)燈，特別是城市交通信號(hào)燈的控制裝置，一般多采用將每個(gè)信號(hào)燈的電源線與預(yù)埋在地下管道中的電纜連接后匯集到路口地面一角的控制箱內(nèi)，通過機(jī)箱內(nèi)的控制系統(tǒng)來控制遠(yuǎn)離機(jī)箱的信號(hào)燈的亮滅。對(duì)于簡(jiǎn)單的紅黃綠三個(gè)信號(hào)燈就需要四根電源線。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，多相位式交通信號(hào)燈已成為發(fā)展趨勢(shì)，一個(gè)交叉路口信號(hào)燈的數(shù)量多達(dá)十幾個(gè)，四個(gè)路口的燈合起來有40多個(gè)。這樣路面下需埋設(shè)幾十根大電流電纜線，這不僅使路口地面開挖工程量大而復(fù)雜，而且由于地下埋設(shè)了大量的大電流電纜，使其安全可靠性大大降低。
本實(shí)用新型的目的是提供一種交通信號(hào)燈控制裝置，具有工程量小，簡(jiǎn)單而可靠性高，且成本低。特別是有利于對(duì)現(xiàn)有并行信號(hào)燈控制裝置的改造。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是控制裝置由總控單元和分控單元兩部分構(gòu)成，總控單元安裝在路口一角地面上，分控單元直接安裝在信號(hào)燈支架上，不論支架上安裝多少個(gè)信號(hào)燈，均并接在兩根電源線上，總控單元和分控單元通過串行編碼通訊相聯(lián)接，用電力線數(shù)字載波傳輸控制信號(hào)。這樣總控單元和分控單元的連接只有兩根電源線。
總控單元首先將操作指令與地址進(jìn)行混合編碼，然后經(jīng)過高頻調(diào)制放大，送到信號(hào)燈的電源線上；分控單元從電源線上獲取調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼，解出本地址碼和操作命令后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。
控制信號(hào)的傳輸還可以用紅外線和射頻無線電傳輸裝置。
以下結(jié)合附圖中的實(shí)施例作詳細(xì)的敘述。


圖1為本實(shí)用新型采用電力線數(shù)字載波傳輸?shù)目刂蒲b置聯(lián)接總框圖。圖2為圖1中的總控單元載波調(diào)制電路原理示意圖。圖3為圖1中的分控單元載波解調(diào)電路原理示意圖。
圖4為本實(shí)用新型采用紅外線傳輸控制信號(hào)的總控單元和分控單元電路原理示意圖。圖5為本實(shí)用新型采用射頻無線電傳輸控制信號(hào)的總控單元和分控單元電路原理示意圖。
參見圖1，220v交流電源經(jīng)過濾波器1進(jìn)入總控單元2，并與分控單元3、4、……連接(4與3相同，圖中略)。總控單元由一個(gè)計(jì)算機(jī)8首先對(duì)要執(zhí)行的命令進(jìn)行編碼，這個(gè)編碼是要控制的信號(hào)燈的地址、要執(zhí)行的操作內(nèi)容及一些附加信息所組成的一個(gè)數(shù)字串，這個(gè)數(shù)字串送到載波調(diào)制器7中，對(duì)振蕩器9送來的高頻振蕩信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，再經(jīng)過功放電路6和耦合電路5送到電源線LX、NX上。而分控單元3、4、……，通過耦合電路10從電源線LX、NX上將調(diào)制后的數(shù)字載波信號(hào)取下來，經(jīng)過功放電路11、解調(diào)電路12和單片機(jī)13，解出編碼信號(hào)中的地址碼和操作內(nèi)容等，并與該分控單元的編碼開關(guān)16所確定的地址碼進(jìn)行比較。如果地址碼相符，則操作信號(hào)將通過驅(qū)動(dòng)電路14及執(zhí)行部件15去接通或斷開本分控單元相應(yīng)的信號(hào)燈；如果不相符，則該分控單元不執(zhí)行操作命令。由電感電容組成的濾波器1阻止外界電源上的高頻信號(hào)對(duì)裝置內(nèi)部載波電路的干擾，又防止裝置內(nèi)部載波信號(hào)漏到外電源，有效地防止控制裝置之間的相互串?dāng)_問題，確保控制裝置的正常運(yùn)行。
參見圖2，計(jì)算機(jī)8發(fā)出的串行數(shù)字編碼格式為一個(gè)二十位的數(shù)字串，第一位起始位常設(shè)為0；第二位到第五位為地址碼；第六位到第十九位表示操作內(nèi)容，0表示關(guān)燈，1表示開燈，每一位代表一個(gè)信號(hào)燈；第二十位為結(jié)束位均為1。例如計(jì)算機(jī)要讓第一分控單元第一個(gè)信號(hào)燈亮而送出的數(shù)字串為00001000000000000011。傳輸速率為2400波特，這些編碼由數(shù)據(jù)線TXD送到門電路U1，通過U1對(duì)振蕩器U2送來的200kHz的高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的載波信號(hào)送到G1進(jìn)行功率放大后，通過由T1和C1、C2等組成的耦合電路加到電源線LX、NX上。
分控單元見圖3，由電源線LX、NX上獲取高頻載波信號(hào)經(jīng)過由TR1、C4、C5等組成的耦合電路加到功放管G2進(jìn)行放大后，送到N1(LM765)解調(diào)。解調(diào)后的編碼數(shù)字串送到單片機(jī)13(89C51)中，先取出地址碼與編碼開關(guān)16中給出的地址碼進(jìn)行比較，兩個(gè)地址碼相符時(shí)，再根據(jù)操作碼的內(nèi)容，通過并口去驅(qū)動(dòng)門電路V1，再由V1經(jīng)過隔離光耦Q1驅(qū)動(dòng)可控硅T1打開或關(guān)閉信號(hào)燈L1。如果地址碼不相符，說明該操作信號(hào)不是給本分控單元的，可以不必理它。在城市交通的交叉路口設(shè)一個(gè)總控單元，通過地址分配可以帶很多分控單元，每個(gè)分控單元可以控制十四個(gè)信號(hào)燈。完全可以滿足現(xiàn)代城市交通中交叉路口各個(gè)方向的機(jī)動(dòng)車的紅黃綠、左右轉(zhuǎn)直行、自行車的紅黃綠等諸多信號(hào)燈的控制需要。
參見圖4，總控單元中的計(jì)算機(jī)8發(fā)出的數(shù)字編碼信號(hào)由數(shù)據(jù)傳輸線TXD送到與門U1，對(duì)振蕩器9送來的頻率為40KHz的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)紅外發(fā)射管LED變成紅外光發(fā)射到接收器17等構(gòu)成的分控單元。接收器選用具有接收、放大和解調(diào)三合一功能的模塊HD409。該模塊收到調(diào)制的紅外信號(hào)后，在RXD端輸出解調(diào)的編碼數(shù)字串送到單片機(jī)13(89C51)，下面要進(jìn)行的工作與圖3所示的功能一樣。為了增加傳輸距離，在紅外發(fā)射管LED前加一透鏡18對(duì)紅外光聚焦。
參見圖5，總控單元的計(jì)算機(jī)8發(fā)出的數(shù)字編碼信號(hào)由數(shù)據(jù)傳輸線TXD送到射頻發(fā)射模塊U1，該模塊選用HX1000，工作頻率為433．92mHz，輸出功率為10mW。采用鍵控方式進(jìn)行調(diào)制發(fā)射，接收器U2選用模塊RX1000，同時(shí)完成接收、放大和解調(diào)一系列工作，通過RXD端輸出解調(diào)的編碼數(shù)字串，送到單片機(jī)13(89C51)完成上述圖3所示的各項(xiàng)工作，同樣達(dá)到控制信號(hào)燈的功能。
采用紅外線和射頻無線電傳輸控制信號(hào)的總控單元和分控單元的安裝聯(lián)接均與用電力線數(shù)字載波傳輸裝置相同。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是安裝工程量小，簡(jiǎn)單而可靠性高，成本低。紅外線傳輸控制距離達(dá)30米，射頻無線電傳輸有效距離達(dá)70米。
權(quán)利要求1．一種分布式交通信號(hào)燈控制裝置由濾波器(1)、總控單元(2)和多個(gè)分控單元(3、4)構(gòu)成，其特征是總控單元安裝在地面上，分控單元直接安裝在信號(hào)燈支架上，支架上的多個(gè)信號(hào)燈均并接在兩根電源線上，而總控單元和分控單元之間的控制信號(hào)采用串行編碼通訊相聯(lián)接，用電力線數(shù)字載波裝置傳輸，這樣總控單元和分控單元之間只用兩根電源線連接；總控單元首先將操作指令與地址進(jìn)行混合編碼，然后經(jīng)過高頻調(diào)制放大，送到信號(hào)燈的電源線LX、NX上；分控單元從電源線LX、NX上獲取調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼，解出本地址碼和操作命令后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式交通信號(hào)燈控制裝置，其特征是串行編碼信號(hào)可用紅外線裝置傳輸。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式交通信號(hào)燈控制裝置，其特征是串行編碼信號(hào)可用射頻無線電裝置傳輸。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的分布式交通信號(hào)燈控制裝置，其特征是電源經(jīng)過電感電容組成的濾波器(1)進(jìn)入控制裝置內(nèi)。
專利摘要一種分布式交通信號(hào)燈控制裝置包括濾波器、總控單元和若干個(gè)分控單元。總控單元與分控單元通過串行編碼通訊聯(lián)接,控制信號(hào)的傳輸方式為1、電力線數(shù)字載波傳輸;2、紅外線傳輸;3、射頻無線電傳輸。若采用電力線數(shù)字載波傳輸,總控單元與分控單元的連接只有兩根電源線。該裝置適用于公路和鐵路,特別是城市交通信號(hào)燈的控制。其優(yōu)點(diǎn)是安裝工程量小,簡(jiǎn)單而可靠性高,且成本低。
文檔編號(hào)G08G1/07GK2414470SQ0020913
公開日2001年1月10日 申請(qǐng)日期2000年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月13日
發(fā)明者張克宇, 張濱, 馮棟, 張新城 申請(qǐng)人:張克宇, 張濱, 馮棟, 張新城