本發(fā)明屬于城市交通管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及交通信號燈故障檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

交通信號燈作為城市交通管理系統(tǒng)的末端，對城市交通起著直接調(diào)節(jié)的作用。信號燈大多安裝于路口的燈桿上，不像其他電氣設(shè)備位于室內(nèi)，在雷雨、炎熱、酷寒天氣容易受到破壞。信號燈故障時容易引起交通堵塞，甚至造成交通事故，有必要對其進行快速維護。通過感光元件檢測信號燈發(fā)出的光信號是故障檢測最直接的方法，但成本較高。

目前常見的檢測方法是通過信號燈兩端的電壓電流信息分析信號燈的故障。一種檢測方法是：將信號燈兩端220V交流電轉(zhuǎn)化為TTL電平信號，并傳輸?shù)奖O(jiān)控室由人來判斷其故障狀態(tài)，該技術(shù)的缺陷在于只能檢測出部分故障，而實際中經(jīng)常出現(xiàn)電壓正常但信號燈故障的情況。另一種檢測方法是：用A／D采集交通燈的電流信息并送到ARM處理器，采用自學習算法來判斷燈的故障信息，該技術(shù)用到了A/D變換電路、濾波電路，電路復雜且自學習算法計算量大、檢測周期較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述現(xiàn)有信號燈故障檢測裝置功能不足且結(jié)構(gòu)復雜的問題，提供一種交通信號燈故障檢測系統(tǒng)；本發(fā)明能有效檢測信號機和信號燈的常見故障,簡化了電路結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)，包括電流檢測電路、電壓檢測電路、主控電路、通信電路、監(jiān)控終端、GPRS通信模塊；其結(jié)構(gòu)要點是：所述電流檢測電路、電壓檢測電路的信號輸出端連接主控電路，所述主控電路與通信電路相互連接，通信電路通過GPRS通信模塊與監(jiān)控終端相連；所述主控電路內(nèi)部包括電壓信息采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、電流信息采集單元、故障分析單元，所述電壓信息采集單元和電流信息采集單元的信號輸出傳送給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元的信號輸出傳送給故障分析單元，故障分析單元與通信電路相互連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述GPRS通信模塊與監(jiān)控終端通過GSM網(wǎng)絡(luò)相互通信。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)處理單元采用STCl2C5A60S2單片機；所述STCl2C5A60S2單片機外部連接有看門狗電路、同相驅(qū)動器、光耦電路、電流巡回檢測電路、電壓巡回檢測電路；所述STCl2C5A60S2單片機的信號輸出端連接同相驅(qū)動器，同相驅(qū)動器的信號輸出端連接光耦電路，光耦電路的信號輸出端連接電壓巡回檢測電路，電壓巡回檢測電路再通過連接光耦電路連接到STCl2C5A60S2單片機的信號輸入端。

本發(fā)明的有益效果是。

1、本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)，采用電流巡回檢測電路、電壓巡回檢測電路的方法采集信號機輸出端的電壓和電流信息，對信息進行邏輯運算以分析信號燈和信號機的故障，分析充電時間與信號機輸出端負載功率的關(guān)系，避免使用A／D功率采集電路，簡化了電路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明已作為樣機應(yīng)用于市面，本發(fā)明系統(tǒng)能有效檢測信號機和信號燈的常見故障。

2、本發(fā)明簡化了電路結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性；通過信號燈多個周期內(nèi)的電壓、電流信息變化來分析信號燈故障，既能避免電壓信息與電流信息直接對比，又能在更長的時間段內(nèi)分析信號燈的故障，降低誤報的概率。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)的主控電路的數(shù)據(jù)處理單元連接框圖。

圖3 是本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)的故障檢測流程圖。

具體實施方式

參見圖 1 所示，為本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖中，包括電流檢測電路、電壓檢測電路、主控電路、通信電路、監(jiān)控終端、GPRS通信模塊；其結(jié)構(gòu)要點是：所述電流檢測電路、電壓檢測電路的信號輸出端連接主控電路，所述主控電路與通信電路相互連接，通信電路通過GPRS通信模塊與監(jiān)控終端相連；所述主控電路內(nèi)部包括電壓信息采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、電流信息采集單元、故障分析單元，所述電壓信息采集單元和電流信息采集單元的信號輸出傳送給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元的信號輸出傳送給故障分析單元，故障分析單元與通信電路相互連接。

所述GPRS通信模塊與監(jiān)控終端通過GSM網(wǎng)絡(luò)相互通信。

參見圖2所示，為本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)的主控電路的數(shù)據(jù)處理單元連接框圖。所述數(shù)據(jù)處理單元采用STCl2C5A60S2單片機；所述STCl2C5A60S2單片機外部連接有看門狗電路、同相驅(qū)動器、光耦電路、電流巡回檢測電路、電壓巡回檢測電路；所述STCl2C5A60S2單片機的信號輸出端連接同相驅(qū)動器，同相驅(qū)動器的信號輸出端連接光耦電路，光耦電路的信號輸出端連接電壓巡回檢測電路，電壓巡回檢測電路再通過連接光耦電路連接到STCl2C5A60S2單片機的信號輸入端。所述STCl2C5A60S2單片機內(nèi)嵌60KB Flash存儲器和1280B的RAMHl，60KB的Flash用于存放源程序以及與上位機通信的ASCII碼，1280B的RAM用于狀態(tài)存儲。

綠沖突、信號機死機、信號燈故障、同一相位紅綠燈一起亮是路口常出現(xiàn)的故障。綠沖突時極易導致路口出現(xiàn)交通事故；信號機死機時路口不再紅綠切換，司機將不再遵循交通燈的指示，此時很容易造成交通擁堵；信號燈故障和同一相位紅綠燈一起亮故障會對某一相位的交通流產(chǎn)生延時，造成交通資源的浪費。因此設(shè)定故障檢測的優(yōu)先級由高到低依次為綠沖突、信號機死機、同一相位紅綠燈一起亮、信號燈故障。

本發(fā)明交通信號燈故障檢測系統(tǒng)的故障檢測流程圖，如圖2所示，包括處理器初始化，信號燈數(shù)量、位置、充放電識別模塊，綠沖突故障檢測模塊，信號機死機故障檢測模塊，同一相位紅燈綠燈一起亮故障檢測模塊，信號燈故障檢測模塊；(1) 綠沖突故障檢測模塊。根據(jù)機動車輛信號轉(zhuǎn)換順序：紅一綠一黃一紅，系統(tǒng)以黃燈為識別信號周期的標志位，采集4個方向直行、左轉(zhuǎn)相位綠燈的電壓信息；南北方向的直行、左轉(zhuǎn)綠燈信息相或，東西方向的直行、左轉(zhuǎn)綠燈信息相或，兩次或的結(jié)果相與；結(jié)果為假，路口未出現(xiàn)綠沖突，結(jié)果為真，等待1s再次讀取4個方向的電壓數(shù)據(jù)，再次判斷路口是否出現(xiàn)綠沖突。若兩次都得出綠沖突，則認為路口出現(xiàn)綠沖突。(2) 信號機死機故障檢測模塊。通過兩種方法檢測信號機死機：①在綠沖突和同一相位紅綠燈一起亮檢測環(huán)節(jié)有等待黃燈的過程，若超過上一個信號周期3倍的時間沒有等到黃燈，則認為信號機死機；②在信號燈故障檢測環(huán)節(jié)中，同時檢測到多個信號燈的狀態(tài)3個周期保持不變，則認為信號機死機。(3)同一相位紅綠燈一起亮檢測。其檢測流程與綠沖突檢測相似，主要是將同一相位的紅綠燈電流信息進行兩次對比，若兩次都得出紅綠燈一起亮，則認為出現(xiàn)一起亮故障。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。