[实用新型]分布式交通信号灯控制装置

说明书

本实用新型涉及一种分布式交通信号灯控制装置，适用于公路和铁路，特别是城市交通信号灯的控制。

目前交通信号灯，特别是城市交通信号灯的控制装置，一般多采用将每个信号灯的电源线与预埋在地下管道中的电缆连接后汇集到路口地面一角的控制箱内，通过机箱内的控制系统来控制远离机箱的信号灯的亮灭。对于简单的红黄绿三个信号灯就需要四根电源线。随着城市建设的发展，多相位式交通信号灯已成为发展趋势，一个交叉路口信号灯的数量多达十几个，四个路口的灯合起来有40多个。这样路面下需埋设几十根大电流电缆线，这不仅使路口地面开挖工程量大而复杂，而且由于地下埋设了大量的大电流电缆，使其安全可靠性大大降低。

本实用新型的目的是提供一种交通信号灯控制装置，具有工程量小，简单而可靠性高，且成本低。特别是有利于对现有并行信号灯控制装置的改造。

本实用新型的技术方案是：控制装置由总控单元和分控单元两部分构成，总控单元安装在路口一角地面上，分控单元直接安装在信号灯支架上，不论支架上安装多少个信号灯，均并接在两根电源线上，总控单元和分控单元通过串行编码通讯相联接，用电力线数字载波传输控制信号。这样总控单元和分控单元的连接只有两根电源线。

总控单元首先将操作指令与地址进行混合编码，然后经过高频调制放大，送到信号灯的电源线上；分控单元从电源线上获取调制信号进行解调解码，解出本地址码和操作命令后执行相应的动作。

控制信号的传输还可以用红外线和射频无线电传输装置。

下面结合附图中的实施例作详细的叙述。

图1为本实用新型采用电力线数字载波传输的控制装置联接总框图。图2为图1中的总控单元载波调制电路原理示意图。图3为图1中的分控单元载波解调电路原理示意图。

图4为本实用新型采用红外线传输控制信号的总控单元和分控单元电路原理示意图。图5为本实用新型采用射频无线电传输控制信号的总控单元和分控单元电路原理示意图。

参见图1，220v交流电源经过滤波器1进入总控单元2，并与分控单元3、4、……连接(4与3相同，图中略)。总控单元由一个计算机8首先对要执行的命令进行编码，这个编码是要控制的信号灯的地址、要执行的操作内容及一些附加信息所组成的一个数字串，这个数字串送到载波调制器7中，对振荡器9送来的高频振荡信号进行调制，再经过功放电路6和耦合电路5送到电源线LX、NX上。而分控单元3、4、……，通过耦合电路10从电源线LX、NX上将调制后的数字载波信号取下来，经过功放电路11、解调电路12和单片机13，解出编码信号中的地址码和操作内容等，并与该分控单元的编码开关16所确定的地址码进行比较。如果地址码相符，则操作信号将通过驱动电路14及执行部件15去接通或断开本分控单元相应的信号灯；如果不相符，则该分控单元不执行操作命令。由电感电容组成的滤波器1阻止外界电源上的高频信号对装置内部载波电路的干扰，又防止装置内部载波信号漏到外电源，有效地防止控制装置之间的相互串扰问题，确保控制装置的正常运行。

参见图2，计算机8发出的串行数字编码格式为一个二十位的数字串，第一位起始位常设为0；第二位到第五位为地址码；第六位到第十九位表示操作内容，0表示关灯，1表示开灯，每一位代表一个信号灯；第二十位为结束位均为1。例如计算机要让第一分控单元第一个信号灯亮而送出的数字串为00001000000000000011。传输速率为2400波特，这些编码由数据线TXD送到门电路U1，通过U1对振荡器U2送来的200kHz的高频信号进行调制，调制后的载波信号送到G1进行功率放大后，通过由T1和C1、C2等组成的耦合电路加到电源线LX、NX上。

分控单元见图3，由电源线LX、NX上获取高频载波信号经过由TR1、C4、C5等组成的耦合电路加到功放管G2进行放大后，送到N1(LM765)解调。解调后的编码数字串送到单片机13(89C51)中，先取出地址码与编码开关16中给出的地址码进行比较，两个地址码相符时，再根据操作码的内容，通过并口去驱动门电路V1，再由V1经过隔离光耦Q1驱动可控硅T1打开或关闭信号灯L1。如果地址码不相符，说明该操作信号不是给本分控单元的，可以不必理它。在城市交通的交叉路口设一个总控单元，通过地址分配可以带很多分控单元，每个分控单元可以控制十四个信号灯。完全可以满足现代城市交通中交叉路口各个方向的机动车的红黄绿、左右转直行、自行车的红黄绿等诸多信号灯的控制需要。