專利名稱：基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及到交通信號控制領域。電子警察抓拍系統及交通領域內和信號 狀態相關的產品。涉及到模擬電子技術，無線通信技術。
背景技術：
隨著城市的交通情況的發展，城市的交通自動化管理系統也曾出不窮，包 括智能交通信號控制、各種違章車輛的抓拍系統等等。其中信號燈控制機用于 安裝在各種交通路口控制交通信號燈的狀態切換，實現交通路口的無人值守。 違章車輛抓拍系統，用于按照在能夠發生車輛違章的各種路段， 一般安裝在路 口的違章車輛抓拍系統用于抓拍闖紅燈、壓線違章車輛的信息，這種違章車輛 抓拍系統需要監控將通信號燈的狀態，尤其是紅燈的狀態。由于各種交通路口 的情況不一樣，進行抓拍的角度、位置也都不相同，因此，違章車輛抓拍系統 在安裝時需要根據具體路口的情況尋找合適的位置進行安裝，其安裝的位置往 往和信號燈、信號燈控制機的位置不相同、甚至相差比較遠，但所述車輛違章 抓拍系統還需要采集路口所有信號燈的狀態，尤其是紅燈的狀態，即需要從所 有交通信號燈或者交通信號控制機處采集紅燈信號狀態，才能夠準確地實現抓 拍。現有車輛違章抓拍系統采集信號燈狀態的方法一般是采用信號線與信號燈 控制機或者所有信號燈連接，所有信號線采用地下布線的方式，這種方法經常 需要破壞現有路面，并需要鋪設很長的通信電纜，這樣不但增加了現場施工的 工作量，還由于路面情況的復雜情況，使得通信電纜的鋪設也比較復雜并且距 離比較長，既增加了成本又影響了通信質量。
發明內容
為了解決現有車輛違章抓拍系統采用信號線采集信號燈狀態存在的現場 施工不方便、布線復雜以及通信質量不好的問題，本發明提出了一種基于無線 傳輸的交通信號燈狀態采集裝置。
基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，它包括信號釆集發射模塊和信
號接收模塊；其中信號采集發射模塊包括信號采集電路、發送微處理器和短距 離無線發送電路，信號采集電路用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號， 當所述電壓信號在220±20%VAC之間時輸出高電平信號，所述信號采集電路
4的信號輸出端連接發送微處理器的信號燈狀態輸入端，所述發送微處理器的信 號燈狀態輸出端連接短距離無線發送電路的信號輸入端，所述信號接收模塊包 括接收微處理器和短距離無線接收電路，所述短距離無線接收電路的信號輸出 端連接接收微處理器的信號輸入端。
本發明的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置中的信號采集發送模 塊可以安裝在信號燈支架上，或者安裝在信號燈控制機上，而信號接收模塊可 以直接安裝在違章抓拍系統上，避免了采用信號線傳送信號帶來的問題，減少 了現場施工量，還提高了通訊質量。
本發明采用短距離無線通信(ZigBee)的方法消除了通信設備之間的信號 線，更適合交通控制領域中的各種設備之間的通訊連接。
圖1是具體實施方式
一所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置 的電路結構示意圖；圖2是具體實施方式
二所述的基于無線傳輸的交通信號燈 狀態采集裝置的電路結構示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集 裝置，它包括信號采集發射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發射模塊包括 信號采集電路U1、發送微處理器U2和短距離無線發送電路U3，信號采集電 路Ul用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當所述電壓信號在220± 20n/。VAC之間時輸出高電平信號，所述信號采集電路U1的信號輸出端連接發 送微處理器U2的信號燈狀態輸入端，所述發送微處理器U2的信號燈狀態輸 出端連接短距離無線發送電路U3的信號輸入端，所述信號接收模塊包括接收 微處理器U4和短距離無線接收電路U5，所述短距離無線接收電路U5的信號 輸出端連接接收微處理器U4的信號輸入端。
目前，城市交通中使用的交通信號控制燈多為AC200V供電，判斷交通 信號燈是否被點亮，只需要檢測該信號燈負載的端電壓是否處在正常的市電供 電范圍內即可。按照交通信號控制機的相關標準規定，信號燈正常工作的范圍 應該是AC220士20。/。，低于該范圍下限時，認為信號燈為非正常點亮(非信號 機控制點亮的情況)，此時的信號燈的狀態為非點亮狀態不能作為執法依據， 當紅色信號燈為非點亮狀態時，不能對車輛的違章行為進行抓拍、檢路U1由整流橋D1、限流電阻R2、光藕Ull 和電阻R1組成，整流橋D1的兩個交流信號輸入端連接信號燈的兩個供電電 源端，所述整流橋D1的正極信號輸出端連接限流電阻R2的一端，所述限流 電阻R2的另一端連接光藕U11的正信號輸入端，所述光藕Ull的負信號輸入 端連接整流橋D1的負極信號輸出端，光藕Ull的正信號輸出端連接直流電源 的正極V+，所述光藕Ull的負信號輸出端是信號采集電路U1的信號輸出端， 所述光藕Ull的負信號輸出端連接電阻R1的一端，所述電阻R1的另一端連 接直流電源的負極。
當信號采集電路U1的輸入信號滿足要求的時候，光藕Ull輸入端的二極 管導通，進而觸發輸出端的光敏三極管導通輸出高電平信號給發送微處理器 U2;當信號采集電路Ul的輸入信號不滿足要求的時候，光藕U11輸入端的 二極管不導通，所述光藕Ull輸出端的光敏三極管處于截止狀態，輸出低電 平信號給發送微處理器U2。
所述光藕Ull輸出端的三極管的狀態，由輸入端的二極管的導通電流決 定，當所述輸入端的二級管的導通電流達到一定數值的時候，輸出端的三極管 處于導通狀態，因此，通過調整限流電阻R2的阻值，就可以達到調整信號采 集發射模塊輸出信號與輸入信號之間的對應關系的目的。
本實施方式中的發送微處理器U2和接收微處理器U4均采用飛思卡爾的 HCS08集成電路。
本實施方式中的短距離無線發送電路U3和短距離無線接收電路U5均采 用MC13213集成電路。
本實施方式中的光藕Ull采用4N35集成電路。
本實施方式所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置在應用的時 候，將信號釆集發射模塊安裝在信號燈附近，對信號燈的狀態進行采集，將信 號接收模塊安裝在對信號燈狀態進行處理的裝置上，例如違章抓拍系統上， 這樣，使信號燈狀態的采集與信號處理部分之間沒有電纜連接，不用布設通信 電纜，減少了現場的施工量，還避免了由于電纜的施工質量影響通信效果的問 題。
具體實施方式
二本實施方式所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集 裝置，它包括信號采集發射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發射模塊包括多個信號采集電路U1、信號采集控制電路U6、發射端串行通訊電路U7、發 送微處理器U2和短距離無線發送電路U3，多個信號采集電路U1用于分別采 集多個信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當所述電壓信號在220±20%VAC 之間時輸出高電平信號，多個信號采集電路U1的信號輸出端分別連接信號采 集控制電路U6的多個信號燈狀態輸入端，所述信號采集控制電路U6的串行 信號輸出端連接發射端串行通訊電路U7的信號輸入端，所述發射端串行通訊 電路U7的串行信號輸出端連接發送微處理器U2的串行信號輸入端，所述發 送微處理器U2的信號燈狀態輸出端連接短距離無線發送電路U3的信號輸入 端，所述信號接收模塊包括接收微處理器U4和短距離無線接收電路U5，所 述短距離無線接收電路U5的信號輸出端連接接收微處理器U4的信號輸入端。 本實施方式中的信號采集電路U1與具體實施方式
一中所述的相同。 本實施方式中的發送微處理器U2和接收微處理器U4均采用飛思卡爾的 HCS08集成電路。
本實施方式中的短距離無線發送電路U3和短距離無線接收電路U5均采 用MC13213集成電路。
本實施方式中的光藕Ull采用4N35集成電路。
本實施方式中的發射端串行通訊電路U7采用現有的RS-232或者RS-485
串行通信電路。
本實施方式中的信號采集控制電路U6采用單片機控制的多路開關，實現 對多個信號燈狀態的循環檢測，并將采集到的信號燈的狀態通過發射端串行通 訊電路U7發送給發送微處理器U2。
本實施方式中的信號采集發射模塊中包括有多個信號采集電路Ul，能夠 實現對多個信號燈狀態的采集，更適用于安裝在現有的信號燈控制裝置上，便 于對同一個信號燈控制裝置中所有信號燈狀態的采集。
具體實施方式
三本實施方式是在具體實施方一或二所述的基于無線傳輸 的交通信號燈狀態采集裝置的基礎之上，在信號接收模塊中增加接收端串行通 訊模塊U8，所述接收端串行通訊模塊U8的信號輸入端連接接收微處理器U4
的串行信號輸出端。
本實施方式中增加的接收端串行通訊模塊U8可以采用現有的RS-232或 者RS-485通信模塊。它提供了通用數據接口，可以方便數據的傳輸，在實際應用時，可以采用串行通信方式與抓拍系統信號數據通訊，方便使用。
具體實施方式
四本實施方式是在具體實施方一、二或三所述的基于無線 傳輸的交通信號燈狀態采集裝置的基礎之上，增加了多個信號接收模塊，信號 采集發送模塊中的短距離無線發送電路U3和多個信號接收模塊中的多個短距
離無線接收電路U5形成ZigBee無線通訊網絡。
本實施方式中，增加了信號接收模塊，形成了 ZigBee無線通訊網絡，使 信號采集發射模塊采集到的信號燈狀態信號能夠被多個接收模塊所接收、使用。
具體實施方式
五本實施方式是具體實施方式
四的一個實施例。信號采集
發射模塊安裝在16路信號燈控制機上用于檢測16路紅色信號燈的狀態，并將
采集到的狀態不停的輪流廣播發送出去，多個信號接收模塊分別安裝在多個抓
拍系統中，用于接收信號采集發射模塊發送的16路紅色信號燈的狀態，所述 抓拍系統可以根據接收模塊接收到的紅色信號燈的狀態控制抓拍系統的工作， 及時對違章的車輛進行抓拍。
權利要求
1、基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，其特征在于它包括信號采集發射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發射模塊包括信號采集電路(U1)、發送微處理器(U2)和短距離無線發送電路(U3)，信號采集電路(U1)用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當所述電壓信號在220±20％VAC之間時輸出高電平信號，所述信號采集電路(U1)的信號輸出端連接發送微處理器(U2)的信號燈狀態輸入端，所述發送微處理器(U2)的信號燈狀態輸出端連接短距離無線發送電路(U3)的信號輸入端，所述信號接收模塊包括接收微處理器(U4)和短距離無線接收電路(U5)，所述短距離無線接收電路(U5)的信號輸出端連接接收微處理器(U4)的信號輸入端。
2、 根據權利要求1所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，其 特征在于，所述信號采集電路(Ul)由整流橋(Dl)、限流電阻(R2)、光藕(U11)和電阻(Rl)組成，整流橋(Dl)的兩個交流信號輸入端連接信號燈 的兩個供電電源端，所述整流橋(Dl)的正極信號輸出端連接限流電阻(R2) 的一端，所述限流電阻(R2)的另一端連接光藕(U11)的正信號輸入端，所 述光藕(Ull)的負信號輸入端連接整流橋(Dl)的負極信號輸出端，光藕(U11) 的正信號輸出端連接直流電源的正極V+，所述光藕(U11)的負信號輸出端 是信號采集電路(Ul)的信號輸出端，所述光藕(U11)的負信號輸出端連接 電阻(Rl)的一端，所述電阻(Rl)的另一端連接直流電源的負極。
3、 根據權利要求1或2所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝 置，其特征在于，所述信號接收模塊還包括接收端串行通訊模塊(U8)，所述 接收端串行通訊模塊(U8)的信號輸入端連接接收微處理器(U4)的串行信 號輸出端。
4、 基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，其特征在于它包括信號采 集發射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發射模塊包括多個信號采集電路(Ul)、信號采集控制電路(U6)、發射端串行通訊電路(U7)、發送微處理 器(U2)和短距離無線發送電路(U3),多個信號采集電路(Ul)用于分別 采集多個信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當所述電壓信號在220± 20%VAC之間時輸出高電平信號，多個信號采集電路(Ul)的信號輸出端分 別連接信號采集控制電路(U6)的多個信號燈狀態輸入端，所述信號采集控 制電路(U6)的串行信號輸出端連接發射端串行通訊電路(U7)的信號輸入端，所述發射端串行通訊電路(U7)的串行信號輸出端連接發送微處理器(U2)的串行信號輸入端，所述發送微處理器(U2)的信號燈狀態輸出端連接短距離無線發送電路(U3)的信號輸入端，所述信號接收模塊包括接收微處理器(U4)和短距離無線接收電路(U5)，所述短距離無線接收電路(U5)的信號輸出端連接接收微處理器(U4)的信號輸入端。
5、 根據權利要求4所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，其特征在于，所述信號采集電路(Ul)由整流橋(Dl)、限流電阻(R2)、光藕(U11)和電阻(Rl)組成，整流橋(Dl)的兩個交流信號輸入端連接信號燈的兩個供電電源端，所述整流橋(Dl)的正極信號輸出端連接限流電阻(R2)的一端，所述限流電阻(R2)的另一端連接光藕(U11)的正信號輸入端，所述光藕(Ull)的負信號輸入端連接整流橋(Dl)的負極信號輸出端，光藕(Ull)的正信號輸出端連接直流電源的正極V+，所述光藕(U11)的負信號輸出端是信號采集電路(Ul)的信號輸出端，所述光藕(U11)的負信號輸出端連接電阻(Rl)的一端，所述電阻(Rl)的另一端連接直流電源的負極。
6、 根據權利要求4或5所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，其特征在于所述發射端串行通訊電路(U7)采用現有的RS-232串行通信電路或者RS-485串行通信電路。
7、 根據權利要求4或5所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，其特征在于所述信號采集控制電路(U6)采用單片機控制的多路開關，實現對多個信號燈狀態的循環檢測，并將采集到的信號燈的狀態通過發射端串行通訊電路(U7)發送給發送微處理器(U2)。
8、 根據權利要求4或5所述的基于無線傳輸的交通信號燈狀態釆集裝置，其特征在于，所述信號接收模塊還包括接收端串行通訊模塊(U8)，所述接收端串行通訊模塊(U8)的信號輸入端連接接收微處理器(U4)的串行信號輸出端。
全文摘要
基于無線傳輸的交通信號燈狀態采集裝置，涉及到交通信號控制領域，它解決了現有車輛違章抓拍系統采用信號線采集信號燈狀態存在的現場施工不方便、布線復雜以及通信質量不好的問題。本發明的信號采集電路用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當所述電壓信號在220±20％VAC之間時輸出高電平信號，信號采集電路的信號輸出端連接發送微處理器的信號燈狀態輸入端，發送微處理器的信號燈狀態輸出端連接短距離無線發送電路的信號輸入端，信號接收模塊包括接收微處理器和短距離無線接收電路，短距離無線接收電路的信號輸出端連接接收微處理器的信號輸入端。本發明的采集裝置能夠與現有的信號控制機以及違章抓拍、監控系統配套使用。
文檔編號G08G1/01GK101488285SQ20091007149
公開日2009年7月22日 申請日期2009年3月5日 優先權日2009年3月5日
發明者付存偉, 姜永強, 姜永林, 孫國棟, 賴春林 申請人:上海新中新獵豹交通科技股份有限公司