專利名稱：信號控制機(jī)及信號控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號控制技術(shù)，尤其涉及信號控制機(jī)及信號控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
信號控制機(jī)是信號控制系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，在保證交通安全暢通方面扮演著重要角色。由于其所處的特殊地位，通常要求信號控制機(jī)能夠在道路或軌道旁惡劣的環(huán)境下長期穩(wěn)定的工作。以往在設(shè)計信號控制機(jī)時考慮到其工作環(huán)境復(fù)雜多變，容易受到外界電磁干擾和溫度變化的影響，通常將邏輯控制模塊、輸入輸出模塊和通訊模塊放置在一個組合式機(jī)架內(nèi)，并采用統(tǒng)一的供電方式，以減少外界的干擾。
如圖1所示的城市交通信號控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一個ACS(接入電路段)區(qū)域控制服務(wù)器負(fù)責(zé)控制相鄰或附近的幾個信號控制機(jī)即ACS路口控制器101，ACS區(qū)域控制服務(wù)器用于協(xié)調(diào)幾個ACS路口控制器101之間的工作，以更合理的控制交通流量。一個ACS路口控制器101控制至少一個倒計時顯示牌103，兩者之間用一個控制線連接，ACS路口控制器101一般會根據(jù)路口當(dāng)前的交通流量動態(tài)調(diào)整倒計時間，倒計時顯示牌103顯示的倒計時間一般是當(dāng)前周期的倒計時間。一個ACS路口控制器101至少控制一個信號燈102，其中，每個信號燈102的每個顯示燈與ACS路口控制器101之間有一個控制線相連，以三色顯示燈的信號燈為例，一個信號燈的紅、黃、綠三種顯示燈與ACS路口控制器101之間分別需要一個控制線相連。需要說明的是，ACS路口控制器101的主要組成部分是CPU，ACS路口控制器101的主要功能是產(chǎn)生控制信息或者傳遞上位機(jī)發(fā)出的控制信息，控制信息可以指示信號燈102或倒計時顯示牌103如何工作，其中，上位機(jī)可以是ACS中心控制服務(wù)器或者ACS區(qū)域控制服務(wù)器。
由上述可知，如果由于市政或道路改造等原因需要增加信號燈時，每增加一個信號燈就需要增加多個控制線，以使每個顯示燈與ACS路口控制器101連接，而在實際布線施工中，一般都使用電纜作為控制線，這就會導(dǎo)致電纜數(shù)量的增加，從而增加了材料費和施工費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種信號控制機(jī)及信號控制系統(tǒng)，以降低設(shè)置信號控制機(jī)及信號控制系統(tǒng)時的施工成本。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種信號控制機(jī)，包括CPU控制器，用于產(chǎn)生或傳遞控制信息；至少一個通信單元，用于根據(jù)所述CPU控制器發(fā)出的控制信息控制與其連接的信號燈；其中，所述CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線連接。
所述通信單元還用于根據(jù)所述CPU控制器的配置信息查詢信號控制機(jī)外部的信息，并將所述外部的信息傳遞給所述CPU控制器。
所述通信單元連接車檢線圈和/或行人過街按鈕裝置。
所述通信單元還用于根據(jù)所述CPU控制器的配置信息控制與其連接的倒計時顯示牌。
所述通信單元控制倒計時顯示牌的過程包括命令倒計時顯示牌顯示最新設(shè)置的倒計時間。
所述信號控制機(jī)還包括顯示控制單元，用于根據(jù)所述CPU控制器發(fā)出的控制信息將信號燈的狀態(tài)顯示到液晶顯示器LCD。
所述信號控制機(jī)還包括顯示控制單元，用于將鍵盤發(fā)出的鍵盤控制信號傳遞給所述CPU控制器，所述CPU控制器根據(jù)所述鍵盤控制信號配置控制信息。
所述CPU控制器協(xié)調(diào)所有與其連接的通信單元的工作。
本發(fā)明還提供一種信號控制系統(tǒng)，包括計算機(jī)控制終端，用于發(fā)出控制命令；至少一個信號控制機(jī)，用于根據(jù)所述控制命令工作，所述信號控制機(jī)進(jìn)一步包括CPU控制器，用于產(chǎn)生或傳遞控制信息；至少一個通信單元，用于根據(jù)所述CPU控制器發(fā)出的控制信息控制與其連接的信號燈；其中，所述CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線連接。
所述計算機(jī)控制終端與信號控制機(jī)之間通過TCP(傳輸控制協(xié)議)/IP(因特網(wǎng)協(xié)議)進(jìn)行通信。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點在本發(fā)明中，如果需要增加信號燈或倒計時顯示牌，則只需將信號燈或倒計時顯示牌連接到附近的通信單元或在附近增加一個通信單元，由通信單元與CPU控制器進(jìn)行通信，由于CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線連接，這種情況下，通信單元連接到CPU控制器只需一個通信總線和一個電源線即可，而在現(xiàn)有技術(shù)中，信號燈或倒計時顯示牌連接到ACS路口控制器時，需要多個控制線，如果一個通信總線或控制線需要一根電纜，顯然本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)會節(jié)省電纜用量，從而降低了施工成本；在本發(fā)明中，一個CPU控制器可以協(xié)調(diào)控制多個通信單元，或者說，一個CPU控制器可以協(xié)調(diào)控制一個區(qū)域內(nèi)的多個通信單元，而在現(xiàn)有技術(shù)中，需要使用ACS區(qū)域控制服務(wù)器協(xié)調(diào)多個ACS路口控制器，顯然，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了ACS區(qū)域控制服務(wù)器，進(jìn)一步降低了施工成本；在本發(fā)明中，計算機(jī)控制終端與信號控制機(jī)之間通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，信號控制機(jī)內(nèi)部的CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線協(xié)議通信，這種分級通信協(xié)議的使用，保證了各種信息的及時傳遞；本發(fā)明的信號控制機(jī)及信號控制系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于公路交通，還可以應(yīng)用于鐵路交通及軌道交通等，應(yīng)用范圍非常廣泛。


圖1為現(xiàn)有的城市交通信號控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的信號控制機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A為現(xiàn)場總線接口的功能芯片圖；圖3B為現(xiàn)場總線接口的保護(hù)電路圖；圖4為圖2中的CPU控制器2011的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖2中的輸入單元2013的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖2中的輸出單元2014的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖2中的倒計時顯示通信單元2015的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖2中的LCD控制單元2012的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的信號控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面我們將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的最佳實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。首先要指出的是，本發(fā)明中用到的術(shù)語、字詞及權(quán)利要求的含義不能僅僅限于其字面和普通的含義去理解，還包括進(jìn)而與本發(fā)明的技術(shù)相符的含義和概念，這是因為我們作為發(fā)明者，要適當(dāng)?shù)亟o出術(shù)語的定義，以便對我們的發(fā)明進(jìn)行最恰當(dāng)?shù)拿枋?。因此，本說明和附圖中給出的配置，只是本發(fā)明的首選實施方案，而不是要列舉本發(fā)明的所有技術(shù)特性。我們要認(rèn)識到，還有各種各樣的可以取代我們方案的同等方案或修改方案。
首先結(jié)合圖2，對本發(fā)明提供的信號控制機(jī)進(jìn)行說明。
如圖2所示，信號控制機(jī)201包括CPU控制器2011、LCD(液晶顯示器)控制單元2012、輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，輸入單元2013可以連接車檢線圈202或行人過街按鈕裝置203，輸出單元2014可以連接交通信號燈204，倒計時顯示通信單元2015可以連接倒計時顯示牌205。輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015可以統(tǒng)稱為通信單元。其中，CPU控制器2011與輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015之間采用現(xiàn)場總線協(xié)議通信，CPU控制器2011與LCD控制單元2012之間采用串行總線協(xié)議通信。LCD控制單元2012、輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的數(shù)量可以分別是多個，每個輸入單元2013可以連接多個車檢線圈202和/或行人過街按鈕裝置203，每個輸出單元2014可以連接多個交通信號燈204，倒計時顯示通信單元2015也可以連接多個倒計時顯示牌205。
圖3A及圖3B分別為現(xiàn)場總線接口的功能芯片及保護(hù)電路圖。在圖3A中，芯片的1腳用于串行數(shù)據(jù)發(fā)送，2腳接地，3腳接5V電源，4腳用于串行數(shù)據(jù)接收，6腳用于CAN總線低電壓輸出，7腳用于CAN總線高電壓輸出，8腳接地。在圖3B中，二極管D4及D5分別為防雷保護(hù)的單向TVS二極管。圖3A及圖3B所示電路的主要功能是將現(xiàn)場總線上的信號轉(zhuǎn)換為適合輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的CPU處理的信號，同時，防止總線上的干擾進(jìn)入內(nèi)部電路，以保證內(nèi)部電路正常工作。兩根現(xiàn)場總線是采用差分電壓來表示信號，經(jīng)過該電路轉(zhuǎn)換以后，變成高低電平與輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的CPU之間傳遞，RXDC引線為總線接收導(dǎo)線，傳遞給輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的CPU，TXDC引線為總線發(fā)送導(dǎo)線。
CPU控制器2011可以獨立的控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，也可以通過上位機(jī)來控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，還可以通過LCD控制單元2012輸入的手動控制信號來控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015。CPU控制器2011可以儲存上位機(jī)對輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的配置信息和控制信息，并通過現(xiàn)場總線將配置信息和控制信息傳遞給控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015。CPU控制器2011還可以保存輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的狀態(tài)信息，以供上位機(jī)查詢?？傊?，CPU控制器2011是信號控制機(jī)201的核心組成部分。需要說明的是，所述上位機(jī)可以是計算機(jī)控制終端，也可以是中心控制服務(wù)器等。
圖4為CPU控制器2011的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，上位機(jī)控制及查詢信號、LCD控制單元2012的鍵盤輸入信號及輸入單元2013的輸入信號，分別通過以太網(wǎng)、串行總線、現(xiàn)場總線傳遞給CPU控制器2011的CPU，所述CPU可以是ARM9芯片401，ARM9芯片401對信號進(jìn)行處理后，將處理后的信號輸出到現(xiàn)場總線接口402，串行總線接口403及CPU控制器的運行狀態(tài)指示燈404。
輸入單元2013可以根據(jù)CPU控制器2011的配置信息對信號控制機(jī)201外部的信息進(jìn)行查詢，同時將信息通過現(xiàn)場總線傳遞給CPU控制器2011，以供CPU控制器2011分析處理及上位機(jī)查詢。例如，輸入單元2013可以將車檢線圈202及行人過街按鈕裝置203傳遞過來的信息及信號進(jìn)行處理后或直接傳遞給CPU控制器2011，車檢線圈202主要用于檢測是否有車輛通過或到達(dá)，所以其傳遞的信息可以包括一定時間內(nèi)通過或到達(dá)車輛的數(shù)量，行人過街按鈕裝置203傳遞的信號可以包括行人要求交通信號燈的顯示狀態(tài)等，這些信息或信號為CPU控制器2011控制交通信號燈204提供了準(zhǔn)確的信息。
圖5為輸入單元2013的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，輸入的信號通過輸入電路503傳遞給輸入單元CPU501，輸入單元CPU501對輸入的信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到輸入單元狀態(tài)指示燈504，輸入單元CPU501還將處理后的信號輸出到現(xiàn)場總線接口502，處理后的信號再通過現(xiàn)場總線傳遞給CPU控制器2011。
輸出單元2014接收CPU控制器2011通過現(xiàn)場總線傳遞過來的控制信息，輸出單元2014根據(jù)控制信息控制交通信號燈204。控制信息可以包括對與輸出單元2014連接的某一個交通信號燈204或全部交通信號燈204的控制指令，還可以進(jìn)一步協(xié)調(diào)這些交通信號燈204的工作，以保證交通流量盡量處于合適的狀態(tài)。
圖6為輸出單元2014的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，輸出的信號通過現(xiàn)場總線傳遞到現(xiàn)場總線接口602，現(xiàn)場總線接口602再將信號傳遞給輸出單元CPU601，輸出單元CPU601對信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到輸出電路603和輸出單元狀態(tài)指示燈604。
倒計時顯示通信單元2015接收CPU控制器2011通過現(xiàn)場總線傳遞過來的控制信息，倒計時顯示通信單元2015根據(jù)控制信息控制倒計時顯示牌205?？刂菩畔⒖梢园ǖ褂嫊r顯示牌205應(yīng)該顯示的倒計時間，或者如何處理當(dāng)前顯示的倒計時間。如果倒計時顯示牌205正在顯示預(yù)先設(shè)置的倒計時間，而倒計時顯示通信單元2015要求倒計時顯示牌205立即更改倒計時間，則倒計時顯示牌205會自動調(diào)整倒計時間。
圖7為倒計時顯示通信單元2015的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，輸出的信號通過現(xiàn)場總線傳遞到現(xiàn)場總線接口702，現(xiàn)場總線接口702再將信號傳遞給倒計時顯示通信單元CPU701，倒計時顯示通信單元CPU701對信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到通訊接口703和倒計時顯示通信單元狀態(tài)指示燈704。
LCD控制單元2012接收CPU控制器2011通過串行總線傳遞過來的控制信息，LCD控制單元2012根據(jù)控制信息將交通信號燈204的狀態(tài)顯示到LCD上。LCD控制單元2012還可將鍵盤控制信號通過串行總線傳遞給CPU控制器2011，CPU控制器2011根據(jù)鍵盤控制信號重新設(shè)置控制信息，以達(dá)到手動控制輸出的目的。鍵盤控制信號可以是LCD控制單元2012的鍵盤發(fā)出的，也可以是與LCD控制單元2012連接的鍵盤發(fā)出的。
圖8為LCD控制單元2012的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，輸出的信號通過串行總線傳遞給串行總線接口802，串行總線接口802再將信號傳遞給LCD控制單元CPU801，LCD控制單元CPU801對信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到輸出電路803和LCD控制單元狀態(tài)指示燈804。另外，鍵盤輸入信號通過鍵盤電路805傳遞給LCD控制單元CPU801，LCD控制單元CPU801對鍵盤輸入信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到串行總線接口802，串行總線接口802再將處理后的信號通過串行總線傳遞給CPU控制器2011。
需要說明的是，運行狀態(tài)指示燈404、輸入單元狀態(tài)指示燈504、輸出單元狀態(tài)指示燈604、倒計時顯示通信單元狀態(tài)指示燈704及LCD控制單元狀態(tài)指示燈804可以分別顯示CPU控制器2011、輸入單元2013、輸出單元2014、倒計時顯示通信單元2015及LCD控制單元2012所在設(shè)備的運行狀態(tài)，以方便設(shè)備操作和維護(hù)人員掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，另外，LCD控制單元狀態(tài)指示燈804還可以顯示交通信號燈204的狀態(tài)。
圖2所示的信號控制機(jī)201可以應(yīng)用于城市交通信號系統(tǒng)、鐵路信號系統(tǒng)及軌道交通信號系統(tǒng)等任何信號系統(tǒng)。
在實際應(yīng)用中，如果需要增加交通信號燈204等設(shè)備，則可以采取兩種手段實現(xiàn)(1)將增加的交通信號燈204與附近的輸出單元2014連接，即可實現(xiàn)與CPU控制器2011的通信；(2)在增加的交通信號燈204附近增加輸出單元2014，再連接交通信號燈204與輸出單元2014，輸出單元2014與CPU控制器2011之間使用現(xiàn)場總線連接。
在實際施工過程中，交通信號燈204的所有顯示燈均使用控制線與附近的輸出單元2014連接，輸出單元2014與CPU控制器2011之間使用一根電纜即可實現(xiàn)連接，由于交通信號燈204與附近的輸出單元2014連接，所以，相對于交通信號燈204的所有顯示燈均使用控制線與較遠(yuǎn)的ACS路口控制器直接連接，圖2的信號控制機(jī)會節(jié)省施工材料，降低施工成本。
圖2所示的倒計時顯示通信單元2015不但可以控制倒計時顯示牌205，還可以命令倒計時顯示牌205顯示最新設(shè)置的倒計時間，換句話說，圖2所示的倒計時顯示牌205可以隨時調(diào)整顯示的倒計時間，所以，倒計時顯示牌205顯示的倒計時間可以隨當(dāng)前的交通流量動態(tài)調(diào)整。
圖2所示的CPU控制器2011可以協(xié)調(diào)控制多個LCD控制單元2012、輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，或者說，CPU控制器2011可以協(xié)調(diào)控制一個區(qū)域內(nèi)的多個LCD控制單元2012、輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，顯然，圖2沒有使用ACS區(qū)域控制服務(wù)器來協(xié)調(diào)控制區(qū)域內(nèi)的交通信號燈204等設(shè)備，進(jìn)一步降低了施工成本。
本發(fā)明還提供了一種信號控制系統(tǒng)，現(xiàn)在結(jié)合圖9，對其進(jìn)行說明。
如圖9所示，信號控制系統(tǒng)包括計算機(jī)控制終端901，用于發(fā)出控制命令，相當(dāng)于上位機(jī)；至少一個信號控制機(jī)902，用于根據(jù)所述控制命令工作。計算機(jī)控制終端901與信號控制機(jī)902之間可以使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。
信號控制機(jī)902如圖2所示，還包括CPU控制器2011、LCD控制單元2012、輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，輸入單元2013可以連接車檢線圈202或行人過街按鈕裝置203，輸出單元2014可以連接交通信號燈204，倒計時顯示通信單元2015可以連接倒計時顯示牌205。其中，CPU控制器2011與輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015之間采用現(xiàn)場總線協(xié)議通信，CPU控制器2011與LCD控制單元2012之間采用串行總線協(xié)議通信。LCD控制單元2012、輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的數(shù)量可以分別是多個，每個輸入單元2013可以連接多個車檢線圈202和/或行人過街按鈕裝置203，每個輸出單元2014可以連接多個交通信號燈204，倒計時顯示通信單元2015也可以連接多個倒計時顯示牌205。
圖3A及圖3B分別為現(xiàn)場總線接口的功能芯片及保護(hù)電路圖。在圖3A中，芯片的1腳用于串行數(shù)據(jù)發(fā)送，2腳接地，3腳接5V電源，4腳用于串行數(shù)據(jù)接收，6腳用于CAN總線低電壓輸出，7腳用于CAN總線高電壓輸出，8腳接地。在圖3B中，二極管D4及D5分別為防雷保護(hù)的單向TVS二極管。圖3A及圖3B所示電路的主要功能是將現(xiàn)場總線上的信號轉(zhuǎn)換為適合輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的CPU處理的信號，同時，防止總線上的干擾進(jìn)入內(nèi)部電路，以保證內(nèi)部電路正常工作。兩根現(xiàn)場總線是采用差分電壓來表示信號，經(jīng)過該電路轉(zhuǎn)換以后，變成高低電平與輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的CPU之間傳遞，RXDC引線為總線接收導(dǎo)線，傳遞給輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的CPU，TXDC引線為總線發(fā)送導(dǎo)線。
CPU控制器2011可以獨立的控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，也可以通過上位機(jī)來控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015，還可以通過LCD控制單元2012輸入的手動控制信號來控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015。CPU控制器2011可以儲存上位機(jī)對輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的配置信息和控制信息，并通過現(xiàn)場總線將配置信息和控制信息傳遞給控制輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015。CPU控制器2011還可以保存輸入單元2013、輸出單元2014及倒計時顯示通信單元2015的狀態(tài)信息，以供上位機(jī)查詢。總之，CPU控制器2011是信號控制機(jī)201的核心組成部分。需要說明的是，所述上位機(jī)可以是計算機(jī)控制終端，也可以是中心控制服務(wù)器等。
圖4為CPU控制器2011的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，上位機(jī)控制及查詢信號、LCD控制單元2012的鍵盤輸入信號及輸入單元2013的輸入信號，分別通過以太網(wǎng)、串行總線、現(xiàn)場總線傳遞給CPU控制器2011的CPU，所述CPU可以是ARM9芯片401，ARM9芯片401對信號進(jìn)行處理后，將處理后的信號輸出到現(xiàn)場總線接口402，串行總線接口403及CPU控制器的運行狀態(tài)指示燈404。
輸入單元2013可以根據(jù)CPU控制器2011的配置信息對信號控制機(jī)201外部的信息進(jìn)行查詢，同時將信息通過現(xiàn)場總線傳遞給CPU控制器2011，以供CPU控制器2011分析處理及上位機(jī)查詢。例如，輸入單元2013可以將車檢線圈202及行人過街按鈕裝置203傳遞過來的信息及信號進(jìn)行處理后或直接傳遞給CPU控制器2011，車檢線圈202主要用于檢測是否有車輛通過或到達(dá)，所以其傳遞的信息可以包括一定時間內(nèi)通過或到達(dá)車輛的數(shù)量，行人過街按鈕裝置203傳遞的信號可以包括行人要求交通信號燈的顯示狀態(tài)等，這些信息或信號為CPU控制器2011控制交通信號燈204提供了準(zhǔn)確的信息。
圖5為輸入單元2013的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，輸入的信號通過輸入電路503傳遞給輸入單元CPU501，輸入單元CPU501對輸入的信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到輸入單元狀態(tài)指示燈504，輸入單元CPU501還將處理后的信號輸出到現(xiàn)場總線接口502，處理后的信號再通過現(xiàn)場總線傳遞給CPU控制器2011。
輸出單元2014接收CPU控制器2011通過現(xiàn)場總線傳遞過來的控制信息，輸出單元2014根據(jù)控制信息控制交通信號燈204?？刂菩畔⒖梢园▽εc輸出單元2014連接的某一個交通信號燈204或全部交通信號燈204的控制指令，還可以進(jìn)一步協(xié)調(diào)這些交通信號燈204的工作，以保證交通流量盡量處于合適的狀態(tài)。
圖6為輸出單元2014的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，輸出的信號通過現(xiàn)場總線傳遞到現(xiàn)場總線接口602，現(xiàn)場總線接口602再將信號傳遞給輸出單元CPU601，輸出單元CPU601對信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到輸出電路603和輸出單元狀態(tài)指示燈604。
倒計時顯示通信單元2015接收CPU控制器2011通過現(xiàn)場總線傳遞過來的控制信息，倒計時顯示通信單元2015根據(jù)控制信息控制倒計時顯示牌205?？刂菩畔⒖梢园ǖ褂嫊r顯示牌205應(yīng)該顯示的倒計時間，或者如何處理當(dāng)前顯示的倒計時間。如果倒計時顯示牌205正在顯示預(yù)先設(shè)置的倒計時間，而倒計時顯示通信單元2015要求倒計時顯示牌205立即更改倒計時間，則倒計時顯示牌205會自動調(diào)整倒計時間。
圖7為倒計時顯示通信單元2015的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，輸出的信號通過現(xiàn)場總線傳遞到現(xiàn)場總線接口702，現(xiàn)場總線接口702再將信號傳遞給倒計時顯示通信單元CPU701，倒計時顯示通信單元CPU701對信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到通訊接口703和倒計時顯示通信單元狀態(tài)指示燈704。
LCD控制單元2012接收CPU控制器2011通過串行總線傳遞過來的控制信息，LCD控制單元2012根據(jù)控制信息將交通信號燈204的狀態(tài)顯示到LCD上。LCD控制單元2012還可將鍵盤控制信號通過串行總線傳遞給CPU控制器2011，CPU控制器2011根據(jù)鍵盤控制信號重新設(shè)置控制信息，以達(dá)到手動控制輸出的目的。鍵盤控制信號可以是LCD控制單元2012的鍵盤發(fā)出的，也可以是與LCD控制單元2012連接的鍵盤發(fā)出的。
圖8為LCD控制單元2012的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，輸出的信號通過串行總線傳遞給串行總線接口802，串行總線接口802再將信號傳遞給LCD控制單元CPU801，LCD控制單元CPU801對信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到輸出電路803和LCD控制單元狀態(tài)指示燈804。另外，鍵盤輸入信號通過鍵盤電路805傳遞給LCD控制單元CPU801，LCD控制單元CPU801對鍵盤輸入信號進(jìn)行處理，將處理后的信號輸出到串行總線接口802，串行總線接口802再將處理后的信號通過串行總線傳遞給CPU控制器2011。
需要說明的是，運行狀態(tài)指示燈404、輸入單元狀態(tài)指示燈504、輸出單元狀態(tài)指示燈604、倒計時顯示通信單元狀態(tài)指示燈704及LCD控制單元狀態(tài)指示燈804可以分別顯示CPU控制器2011、輸入單元2013、輸出單元2014、倒計時顯示通信單元2015及LCD控制單元2012所在設(shè)備的運行狀態(tài)，以方便設(shè)備操作和維護(hù)人員掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，另外，LCD控制單元狀態(tài)指示燈804還可以顯示交通信號燈204的狀態(tài)。
圖9所示的信號控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于城市交通信號系統(tǒng)、鐵路信號系統(tǒng)及軌道交通信號系統(tǒng)等任何信號系統(tǒng)。
圖9所示的計算機(jī)控制終端901與信號控制機(jī)902之間通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，信號控制機(jī)902內(nèi)部的CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線協(xié)議通信，這種分級通信協(xié)議的使用，保證了各種信息的及時傳遞。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種信號控制機(jī)，其特征在于包括CPU控制器，用于產(chǎn)生或傳遞控制信息；至少一個通信單元，用于根據(jù)所述CPU控制器發(fā)出的控制信息控制與其連接的信號燈；其中，所述CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的信號控制機(jī)，其特征在于所述通信單元還用于根據(jù)所述CPU控制器的配置信息查詢信號控制機(jī)外部的信息，并將所述外部的信息傳遞給所述CPU控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的信號控制機(jī)，其特征在于所述通信單元連接車檢線圈和/或行人過街按鈕裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的信號控制機(jī)，其特征在于所述通信單元還用于根據(jù)所述CPU控制器的配置信息控制與其連接的倒計時顯示牌。
5.如權(quán)利要求4所述的信號控制機(jī)，其特征在于所述通信單元控制倒計時顯示牌的過程包括命令倒計時顯示牌顯示最新設(shè)置的倒計時間。
6.如權(quán)利要求1所述的信號控制機(jī)，其特征在于還包括顯示控制單元，用于根據(jù)所述CPU控制器發(fā)出的控制信息將信號燈的狀態(tài)顯示到液晶顯示器LCD。
7.如權(quán)利要求1所述的信號控制機(jī)，其特征在于還包括顯示控制單元，用于將鍵盤發(fā)出的鍵盤控制信號傳遞給所述CPU控制器，所述CPU控制器根據(jù)所述鍵盤控制信號配置控制信息。
8.如權(quán)利要求1所述的信號控制機(jī)，其特征在于所述CPU控制器協(xié)調(diào)所有與其連接的通信單元的工作。
9.一種信號控制系統(tǒng)，其特征在于包括計算機(jī)控制終端，用于發(fā)出控制命令；至少一個信號控制機(jī)，用于根據(jù)所述控制命令工作，所述信號控制機(jī)進(jìn)一步包括CPU控制器，用于產(chǎn)生或傳遞控制信息；至少一個通信單元，用于根據(jù)所述CPU控制器發(fā)出的控制信息控制與其連接的信號燈；其中，所述CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線連接。
10.如權(quán)利要求9所述的信號控制機(jī)，其特征在于所述計算機(jī)控制終端與信號控制機(jī)之間通過傳輸控制協(xié)議TCP/因特網(wǎng)協(xié)議IP進(jìn)行通信。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信號控制機(jī)，包括CPU控制器，用于產(chǎn)生或傳遞控制信息；至少一個通信單元，用于根據(jù)所述CPU控制器發(fā)出的控制信息控制與其連接的信號燈；其中，所述CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線連接。本發(fā)明還提供一種信號控制系統(tǒng)。在本發(fā)明中，如果需要增加信號燈或倒計時顯示牌，則只需將信號燈或倒計時顯示牌連接到附近的通信單元或在附近增加一個通信單元，由通信單元與CPU控制器進(jìn)行通信，由于CPU控制器與所有的通信單元使用現(xiàn)場總線連接，這種情況下，通信單元連接到CPU控制器只需一個通信總線和一個電源線即可，所以，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)會節(jié)省電纜用量，從而降低了施工成本。
文檔編號G05B19/02GK1920897SQ20061015417
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者趙鴻鳴, 白云峰, 陳志華, 楊凌 申請人:中控科技集團(tuán)有限公司, 浙江大學(xué)