專利名稱：三維開(kāi)放式智能交通燈plc控制實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，尤其針對(duì)采用傳感器為車輛檢測(cè)裝置、觸摸屏為上位機(jī)，PLC為主要控制核心，模擬現(xiàn)實(shí)交通燈控制的三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置正被大中專院校廣泛地應(yīng)用于機(jī)電類與電氣類等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用以鞏固相關(guān)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手與創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)裝置的科學(xué)與否直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效果。然而現(xiàn)有的智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為目的，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃?jiǎn)單，以二維平面示意形式展現(xiàn)為主，功能單一、結(jié)構(gòu)封閉，可再創(chuàng)造性差，與現(xiàn)實(shí)交通燈系統(tǒng)差異較大，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)有限。但，隨著PLC技術(shù)與觸摸屏技術(shù)的不斷發(fā)展與融合，為智能交通燈PLC 控制實(shí)驗(yàn)裝置提供了新的發(fā)展空間。PLC現(xiàn)已發(fā)展成功能完備、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、使用靈活方便的控制器。與此同時(shí)，觸摸屏組態(tài)技術(shù)以其良好的人機(jī)交互方式、功能多樣、控制靈活、直觀易學(xué)等特點(diǎn)，已逐漸和PLC成為各種工業(yè)控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分。因此，利用PLC與觸摸屏技術(shù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一種既能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性又能提高學(xué)生動(dòng)手與創(chuàng)新能力的智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置成為一項(xiàng)十分有意義的工作。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的交通燈試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)封閉、功能單一的不足，本實(shí)用新型基于傳感檢測(cè)技術(shù)、PLC技術(shù)和觸摸屏技術(shù)提供了一種功能多樣、人機(jī)交互性良好的三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、仿真交通信號(hào)燈模塊、PLC控制器、觸摸屏、電源模塊、車輛流量檢測(cè)傳感器、聲音傳感器，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)分為實(shí)驗(yàn)展示區(qū)、設(shè)備安裝區(qū)以及拓展區(qū)，所述實(shí)驗(yàn)展示區(qū)上設(shè)有仿真十字交通通道與人行橫道，所述仿真十字交通通道的四個(gè)角上均安裝仿真交通信號(hào)燈模塊，所述設(shè)備安裝區(qū)安裝觸摸屏、PLC控制器和電源模塊，所述拓展區(qū)安裝實(shí)驗(yàn)拓展模塊和接線端子。進(jìn)一步，所述仿真交通信號(hào)燈模塊包括信號(hào)展示臺(tái)、車輛流量檢測(cè)傳感器與交通信號(hào)燈立柱，所述交通信號(hào)燈立柱安裝在仿真十字交通通道四個(gè)角上，所述信號(hào)展示臺(tái)垂直安裝在交通信號(hào)燈立柱的頂端并橫立于交通通道的上方，所述信號(hào)展示臺(tái)包括紅、綠、黃信號(hào)燈與數(shù)碼管顯示器，所述紅、綠、黃信號(hào)燈安裝在信號(hào)展示臺(tái)上靠左側(cè)，所述數(shù)碼管顯示器安裝在信號(hào)展示臺(tái)并靠紅、綠、黃信號(hào)燈右側(cè)處，所述車輛流量檢測(cè)傳感器安裝在信號(hào)展示臺(tái)的上方。再進(jìn)一步，所述仿真十字交通通道的每條通道右側(cè)安裝聲音傳感器。所述仿真十字交通通道的四個(gè)角上均設(shè)有用于安裝仿真交通信號(hào)燈模塊的螺孔，所述仿真十字交通通道的每條通道右側(cè)設(shè)有安裝聲音傳感器的螺孔，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的設(shè)備安裝區(qū)開(kāi)有用于安裝觸摸屏、PLC控制器和電源模塊的一字型陣列孔，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的拓展區(qū)開(kāi)有用于安裝實(shí)驗(yàn)拓展模塊和接線端子的一字型陣列孔。本實(shí)用新型中的車輛檢測(cè)傳感器換成真實(shí)的地感線圈，將仿真交通燈模塊換成真實(shí)的交通燈組件，則可以應(yīng)用于真實(shí)交通燈控制場(chǎng)合。所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)、交通燈立柱、信號(hào)展示臺(tái)為不同材質(zhì)屬性、不同尺寸規(guī)格的長(zhǎng)方體和圓柱體，其表面需光滑。本實(shí)用新型的有益效果在于三維立體結(jié)構(gòu)，真實(shí)感強(qiáng)，有助于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性；開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，滿足多變性需求，有助于學(xué)生創(chuàng)新與動(dòng)手能力的培養(yǎng)；整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置與 真實(shí)交通燈結(jié)構(gòu)相似，為現(xiàn)實(shí)的交通燈控制研究提供借鑒作用；觸摸屏與PLC組合運(yùn)用使實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)開(kāi)放，便于學(xué)生自行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)人機(jī)交互界面與控制程序；另外，觸摸屏的采用實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離控制和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使實(shí)驗(yàn)更加直觀方便，很有現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

圖I是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型仿真交通信號(hào)燈模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型觸摸屏主界面示意圖。圖5是本實(shí)用新型觸摸屏工作模式選擇窗口示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。參照?qǐng)D1-5，一種三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)2、仿真交通信號(hào)燈模塊I、PLC控制器6、觸摸屏8、電源模塊7、車輛流量檢測(cè)傳感器14、聲音傳感器3，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)分為實(shí)驗(yàn)展示區(qū)13、設(shè)備安裝區(qū)12以及拓展區(qū)11，所述實(shí)驗(yàn)展示區(qū)13上繪有仿真十字交通通道與人行橫道，所述仿真十字交通通道的四個(gè)角上均安裝仿真交通信號(hào)燈模塊I，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的設(shè)備安裝區(qū)12安裝觸摸屏8、PLC控制器6和電源模塊7的一字型陣列孔5，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的拓展區(qū)11安裝實(shí)驗(yàn)拓展模塊和接線端子。所述仿真交通信號(hào)燈模塊I包括信號(hào)展示臺(tái)17、車輛流量檢測(cè)傳感器14與交通信號(hào)燈立柱18，所述交通信號(hào)燈立柱18安裝在仿真十字交通通道四個(gè)角上的螺孔9中，所述信號(hào)展示臺(tái)垂直安裝在交通信號(hào)燈立柱18的頂端并橫立于交通通道的上方，所述信號(hào)展示臺(tái)17包括紅、綠、黃信號(hào)燈16與數(shù)碼管顯示器15，所述紅、綠、黃信號(hào)燈16安裝在信號(hào)展示臺(tái)17上靠左側(cè)，所述數(shù)碼管顯示器15安裝在信號(hào)展示臺(tái)17并靠紅、綠、黃信號(hào)燈16右側(cè)處，所述車輛流量檢測(cè)傳感器14安裝在信號(hào)展示臺(tái)17的上方。所述仿真十字交通通道的四個(gè)角上均設(shè)有用于安裝仿真交通信號(hào)燈模塊I的螺孔9，所述仿真十字交通通道的每條通道右側(cè)設(shè)有安裝聲音傳感器3的螺孔10，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的設(shè)備安裝區(qū)12開(kāi)有用于安裝觸摸屏8、PLC6、電源模塊7等設(shè)備的一字型陣列孔5，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的拓展區(qū)11開(kāi)有用于安裝實(shí)驗(yàn)拓展模塊和接線端子的一字型陣列孔4。[0021]所述聲音傳感器3安裝在仿真十字交通通道的每條車道右側(cè)相應(yīng)螺孔10上。所述觸摸屏8為本實(shí)驗(yàn)裝置的上位機(jī)，用于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的操作界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。所述PLC6載有實(shí)驗(yàn)控制程序，用于實(shí)現(xiàn)程序設(shè)定的各種工作模式以及交通燈的循環(huán)顯示與倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示功能。所述電源模塊7用于為實(shí)驗(yàn)裝置的各個(gè)用電部件提供相應(yīng)電源。本實(shí)用新型中的車輛檢測(cè)傳感器14換成真實(shí)的地感線圈，將仿真交通信號(hào)燈模塊I換成真實(shí)的交通燈組件，則可以應(yīng)用于真實(shí)交通燈控制場(chǎng)合。所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)2、交通燈立柱18、信號(hào)展示臺(tái)17為不同材質(zhì)屬性、不同尺寸規(guī)格的長(zhǎng) 方體和圓柱體，其表面需光滑。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置采用觸摸屏8作為上位機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和系統(tǒng)狀態(tài)顯示，并代替?zhèn)鹘y(tǒng)的按鈕進(jìn)行輸入，實(shí)現(xiàn)各種工作模式的切換和交通燈工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；PLC控制器6作為主要控制核心，用于實(shí)時(shí)接收并處理觸摸屏8、車輛流量檢測(cè)傳感器14、聲音傳感器3等器件傳來(lái)的信號(hào)，同時(shí)向紅、綠、黃信號(hào)燈16和數(shù)碼管顯示器15等對(duì)象發(fā)出控制信號(hào)；車輛流量檢測(cè)傳感器14和聲音傳感器3分別為交通通道車輛流量檢測(cè)器件和緊急模式識(shí)別器件；紅、綠、黃信號(hào)燈16和數(shù)碼管顯示器15為主要控制對(duì)象。實(shí)驗(yàn)裝置呈開(kāi)放式，用戶可根據(jù)需求自行設(shè)計(jì)各種工作模式以及增添其它所需元器件。本實(shí)驗(yàn)裝置自帶四種工作模式智能模式下，PLC6能根據(jù)車輛流量檢測(cè)傳感器14在交通燈的每個(gè)工作周期內(nèi)所檢測(cè)到的道路車流量計(jì)算下一周期交通燈工作的最優(yōu)時(shí)間值，并以此自動(dòng)調(diào)節(jié)紅、綠、黃信號(hào)燈16亮的時(shí)間，同時(shí)也能根據(jù)時(shí)間段調(diào)節(jié)紅、綠、黃信號(hào)燈16亮的時(shí)間；常規(guī)模式下，其功能與智能模式類似，區(qū)別在于其東西與南北方向的紅、綠、黃信號(hào)燈16亮的時(shí)間由系統(tǒng)設(shè)定，并可通過(guò)觸摸屏8進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)；夜間模式下，系統(tǒng)時(shí)間為晚上八點(diǎn)鐘以后至次日早晨六點(diǎn)鐘以前(時(shí)間間斷可通過(guò)觸摸屏8手動(dòng)調(diào)節(jié))，東西與南北兩個(gè)方向的黃燈以一秒為周期進(jìn)行閃爍，提醒車輛注意，同時(shí)倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示器15自動(dòng)停止工作；緊急模式為特種車輛(如救護(hù)車、消防車)出現(xiàn)時(shí)，其鳴笛聲會(huì)被聲音傳感器3檢測(cè)到，聲音傳感器3將信號(hào)傳遞給PLC6，PLC6自動(dòng)將工作模式調(diào)整為緊急模式。在緊急模式下，東西與南北兩個(gè)方向的紅燈以一秒為周期進(jìn)行閃爍，提醒其它車輛注意，同時(shí)倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示器15自動(dòng)暫停工作；待緊急車輛通過(guò)十字路口后(通過(guò)時(shí)間設(shè)為15秒)，則系統(tǒng)恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)。觸摸屏8作為上位機(jī)，主要用于人機(jī)交互，方便學(xué)生使用。接通220V電源后，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，觸摸屏8顯示出主界面19。主界面19設(shè)有交通燈控制組態(tài)畫面、“菜單”項(xiàng)以及啟停按鈕，點(diǎn)擊主界面19上的“菜單”項(xiàng)，彈出菜單窗口，在其中選擇“工作模式選擇”項(xiàng)，觸摸屏8便進(jìn)入到“工作模式選擇窗口 20”?！肮ぷ髂Ｊ竭x擇窗口 20”可選擇“智能模式”、“常規(guī)模式”、“夜間模式”、“緊急模式”等四種工作模式，選擇完后點(diǎn)擊“返回”按鈕，系統(tǒng)返回到主界面19。再點(diǎn)擊主界面19中的啟停按鈕，系統(tǒng)便進(jìn)入之前選中的工作模式進(jìn)行工作。如在“智能模式”下，主界面19上的兩個(gè)車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)值會(huì)相應(yīng)顯示東西與南北兩個(gè)方向的車輛數(shù)目。當(dāng)車輛檢測(cè)周期到時(shí)，兩個(gè)方向的紅綠燈時(shí)間會(huì)隨著兩個(gè)方向的車流量變化而改變。其它工作模式也在相同主界面19下運(yùn)行，主要區(qū)別在于界面19中紅綠燈點(diǎn)亮?xí)r間及工作周期依據(jù)各自的工作模式而定。另外，工作周期可根據(jù)要求通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的數(shù)值輸入按鈕進(jìn)行調(diào)整。[0028]智能模式中的交通燈最優(yōu)工作時(shí)間設(shè)置是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的規(guī)則而定。基于本實(shí)驗(yàn)裝置的可操作性以及現(xiàn)有十字交通路口的一般性。本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)裝置包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、仿真交通信號(hào)燈模塊、PLC控制器、觸摸屏、電源模塊、車輛流量檢測(cè)傳感器、聲音傳感器，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)分為實(shí)驗(yàn)展示區(qū)、設(shè)備安裝區(qū)以及拓展區(qū)，所述實(shí)驗(yàn)展示區(qū)上設(shè)有仿真十字交通通道與人行橫道，所述仿真十字交通通道的四個(gè)角上均安裝仿真交通信號(hào)燈模塊，所述設(shè)備安裝區(qū)安裝觸摸屏、PLC控制器和電源模塊，所述拓展區(qū)安裝實(shí)驗(yàn)拓展模塊和接線端子。
2.如權(quán)利要求I所述的三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述仿真交通信號(hào)燈模塊包括信號(hào)展示臺(tái)、車輛流量檢測(cè)傳感器與交通信號(hào)燈立柱，所述交通信號(hào)燈立柱安裝在仿真十字交通通道四個(gè)角上，所述信號(hào)展示臺(tái)垂直安裝在交通信號(hào)燈立柱的頂端并橫立于交通通道的上方，所述信號(hào)展示臺(tái)包括紅、綠、黃信號(hào)燈與數(shù)碼管顯示器，所述紅、綠、黃信號(hào)燈安裝在信號(hào)展示臺(tái)上靠左側(cè)，所述數(shù)碼管顯示器安裝在信號(hào)展示臺(tái)并靠紅、綠、黃信號(hào)燈右側(cè)處，所述車輛流量檢測(cè)傳感器安裝在信號(hào)展示臺(tái)的上方。
3.如權(quán)利要求I所述的三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述仿真十字交通通道的每條通道右側(cè)安裝聲音傳感器。
4.如權(quán)利要求2所述的三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述仿真十字交通通道的每條通道右側(cè)安裝聲音傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述仿真十字交通通道的四個(gè)角上均設(shè)有用于安裝仿真交通信號(hào)燈模塊的螺孔，所述仿真十字交通通道的每條通道右側(cè)設(shè)有安裝聲音傳感器的螺孔，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的設(shè)備安裝區(qū)開(kāi)有用于安裝觸摸屏、PLC控制器和電源模塊的一字型陣列孔，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的拓展區(qū)開(kāi)有用于安裝實(shí)驗(yàn)拓展模塊和接線端子的一字型陣列孔。
專利摘要一種三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、仿真交通信號(hào)燈模塊、PLC控制器、觸摸屏、電源模塊、車輛流量檢測(cè)傳感器、聲音傳感器，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)分為實(shí)驗(yàn)展示區(qū)、設(shè)備安裝區(qū)以及拓展區(qū)，所述實(shí)驗(yàn)展示區(qū)上設(shè)有仿真十字交通通道與人行橫道，所述仿真十字交通通道的四個(gè)角上均安裝仿真交通信號(hào)燈模塊，所述設(shè)備安裝區(qū)安裝觸摸屏、PLC控制器和電源模塊，所述拓展區(qū)安裝實(shí)驗(yàn)拓展模塊和接線端子。本實(shí)用新型基于傳感檢測(cè)技術(shù)、PLC技術(shù)和觸摸技術(shù)提供了一種功能多樣、人機(jī)交互性良好的三維開(kāi)放式智能交通燈PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202549125SQ20122005876
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者方貴盛, 王云鳳, 鄭高安, 陳劍蘭 申請(qǐng)人:浙江水利水電?？茖W(xué)校