本實(shí)用新型涉及一種交通信號(hào)燈，尤其涉及一種基于ARM的新型智能交通信號(hào)燈。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)交通信號(hào)燈普遍采用定周期程控技術(shù)，即主要靠經(jīng)驗(yàn)和以往統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定紅綠燈亮滅時(shí)間；要實(shí)現(xiàn)道路交通的智能化，就要引入變周期交通信號(hào)燈控制技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)路口的交通流量以及擁塞量等數(shù)據(jù)，根據(jù)規(guī)則動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)信號(hào)燈，獲得更加滿(mǎn)意的通行率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種利用RFID技術(shù)提高路況信息的收集精度，利用電流環(huán)遠(yuǎn)距離傳輸方式的一種基于ARM的新型智能交通信號(hào)燈。

一種基于ARM的新型智能交通信號(hào)燈，包括信號(hào)機(jī)、信號(hào)燈、地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端、強(qiáng)置遙控器、射頻探測(cè)器；所述的信號(hào)機(jī)包括LCD屏、主控端、車(chē)流信息采集單元、鍵盤(pán)、故障檢測(cè)單元、通訊單元、紅外線接收單元；所述的信號(hào)燈包括控制器、倒計(jì)時(shí)信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈；所述的地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端通過(guò)通訊單元與主控端連接；所述的主控端與LCD屏、車(chē)流信息采集單元、鍵盤(pán)、故障檢測(cè)單元、通訊單元、紅外線接收單元以插槽接口方式連接；所述的控制器與倒計(jì)時(shí)信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈連接。

所述的主控端采用ARM核的32位嵌入式RISC處理器AT91RM9200，滿(mǎn)足信號(hào)機(jī)智能化要求，使信號(hào)機(jī)成為收集與處理交通流量數(shù)據(jù)、通信聯(lián)網(wǎng)以及區(qū)域協(xié)調(diào)控制的平臺(tái)。

所述的信號(hào)燈采用LED發(fā)光二極管，信號(hào)燈由外部供電，并配有UPS不間斷電源，所述的控制器對(duì)信號(hào)燈不提供工作電壓，僅進(jìn)行信號(hào)傳遞，完全實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)控制；所述的信號(hào)燈亮度的控制采用脈寬調(diào)制的原理，將電壓全波整流，經(jīng)電阻分壓，由光耦將其轉(zhuǎn)成有一定占空比的方波，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，占空比會(huì)減小，抑制信號(hào)燈亮度的提高，當(dāng)電源電壓降低時(shí)，占空比會(huì)增大，限制信號(hào)燈亮度的降低，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)燈亮度的自動(dòng)控制；信號(hào)燈遠(yuǎn)距離通信控制采用電流環(huán)信號(hào)傳輸方式加以實(shí)現(xiàn)；信號(hào)燈則將控制器發(fā)來(lái)的串行信息轉(zhuǎn)換為并行輸出，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)位控制。

RISC處理器AT91RM9200內(nèi)置LCD屏驅(qū)動(dòng)控制器，能自動(dòng)產(chǎn)生LCD屏驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；鍵盤(pán)通過(guò)ZLG7290B擴(kuò)展一個(gè)4×4的鍵盤(pán)矩陣，ZLG7290B通過(guò)IIC串行總線與RISC處理器AT91RM9200進(jìn)行連接。

射頻探測(cè)器包括射頻標(biāo)簽、天線和讀寫(xiě)器三個(gè)部分；所述的天線和讀寫(xiě)器安置在路邊，當(dāng)帶有射頻標(biāo)簽的車(chē)輛通過(guò)時(shí)，讀寫(xiě)器會(huì)通過(guò)天線接收返回載有RFID信息的射頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)處理后傳給信號(hào)機(jī)主控端，完成路況數(shù)據(jù)的信息采集；車(chē)流信息在信號(hào)機(jī)主控端內(nèi)經(jīng)過(guò)建模計(jì)算，獲得當(dāng)前信號(hào)燈所需的周期時(shí)間。

所述的故障檢測(cè)單元為看門(mén)狗復(fù)位電路MAX708CPA；利用含有電壓檢測(cè)與電流檢測(cè)的故障檢測(cè)電路，對(duì)信號(hào)燈控制器和信號(hào)燈作出實(shí)時(shí)檢測(cè)，將返回的TTL電平信號(hào)傳遞至信號(hào)機(jī)主控板，信號(hào)機(jī)可以根據(jù)不同的結(jié)果選擇繼續(xù)執(zhí)行，或者向上報(bào)警，甚至自行關(guān)機(jī)。

信號(hào)燈與地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端采用局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）進(jìn)行雙向通訊；地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端將待處理的數(shù)據(jù)信息通過(guò)Web Service應(yīng)用程序接口封裝好發(fā)給地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端；Web Service技術(shù)充分利用地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端的計(jì)算能力，減輕了本地信號(hào)機(jī)的處理器開(kāi)銷(xiāo)，使得信號(hào)燈更加穩(wěn)定和易于維護(hù)。

射頻探測(cè)器利用RFID技術(shù)識(shí)別交通路口附近的車(chē)流量，經(jīng)由GA遺傳算法并引入模糊邏輯理論，對(duì)路口交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析計(jì)算，依據(jù)結(jié)果對(duì)信號(hào)燈周期進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)用新型專(zhuān)利基于AT91RM9200處理器，采用嵌入式操作系統(tǒng)，利用射頻探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)流量信息，設(shè)計(jì)上具有成本低，操作簡(jiǎn)易，擴(kuò)展方便，信息共享度高，靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以有效改善交通現(xiàn)狀，提高現(xiàn)有道路資源的利用率，節(jié)約社會(huì)成本。

附圖說(shuō)明

圖1：本實(shí)用新型專(zhuān)利結(jié)構(gòu)框圖；

圖2：本實(shí)用新型專(zhuān)利程序流程圖。

具體實(shí)施方式

一種基于ARM的新型智能交通信號(hào)燈，包括信號(hào)機(jī)（1）、信號(hào)燈（2）、地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端（3）、強(qiáng)置遙控器（4）、射頻探測(cè)器（5）；所述的信號(hào)機(jī)（1）包括LCD屏（6）、主控端（7）、車(chē)流信息采集單元（8）、鍵盤(pán)（9）、故障檢測(cè)單元（10）、通訊單元（11）、紅外線接收單元（12）；所述的信號(hào)燈（2）包括控制器（13）、倒計(jì)時(shí)信號(hào)燈（14）、人行橫道信號(hào)燈（15）、機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈（16）；所述的地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端（3）通過(guò)通訊單元（11）與主控端（7）連接；所述的主控端（7）與LCD屏（6）、車(chē)流信息采集單元（8）、鍵盤(pán)（9）、故障檢測(cè)單元（10）、通訊單元（11）、紅外線接收單元（12）以插槽接口方式連接；所述的控制器（13）與倒計(jì)時(shí)信號(hào)燈（14）、人行橫道信號(hào)燈（15）、機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈（16）連接。

所述的主控端（7）采用ARM核的32位嵌入式RISC處理器AT91RM9200，滿(mǎn)足信號(hào)機(jī)（1）智能化要求，使信號(hào)機(jī)（1）成為收集與處理交通流量數(shù)據(jù)、通信聯(lián)網(wǎng)以及區(qū)域協(xié)調(diào)控制的平臺(tái)。

所述的信號(hào)燈（2）采用LED發(fā)光二極管，信號(hào)燈（2）由外部供電，并配有UPS不間斷電源，所述的控制器（13）對(duì)信號(hào)燈（2）不提供工作電壓，僅進(jìn)行信號(hào)傳遞，完全實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)控制；所述的信號(hào)燈（2）亮度的控制采用脈寬調(diào)制的原理，將電壓全波整流，經(jīng)電阻分壓，由光耦將其轉(zhuǎn)成有一定占空比的方波，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，占空比會(huì)減小，抑制信號(hào)燈（2）亮度的提高，當(dāng)電源電壓降低時(shí)，占空比會(huì)增大，限制信號(hào)燈（2）亮度的降低，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)燈（2）亮度的自動(dòng)控制；信號(hào)燈（2）遠(yuǎn)距離通信控制采用電流環(huán)信號(hào)傳輸方式加以實(shí)現(xiàn)；信號(hào)燈（2）則將控制器（13）發(fā)來(lái)的串行信息轉(zhuǎn)換為并行輸出，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)位控制。

RISC處理器AT91RM9200內(nèi)置LCD屏（6）驅(qū)動(dòng)控制器（13），能自動(dòng)產(chǎn)生LCD屏（6）驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；鍵盤(pán)（9）通過(guò)ZLG7290B擴(kuò)展一個(gè)4×4的鍵盤(pán)（9）矩陣，ZLG7290B通過(guò)IIC串行總線與RISC處理器AT91RM9200進(jìn)行連接。

射頻探測(cè)器（5）包括射頻標(biāo)簽、天線和讀寫(xiě)器三個(gè)部分；所述的天線和讀寫(xiě)器安置在路邊，當(dāng)帶有射頻標(biāo)簽的車(chē)輛通過(guò)時(shí)，讀寫(xiě)器會(huì)通過(guò)天線接收返回載有RFID信息的射頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)處理后傳給信號(hào)機(jī)（1）主控端（7），完成路況數(shù)據(jù)的信息采集；車(chē)流信息在信號(hào)機(jī)（1）主控端（7）內(nèi)經(jīng)過(guò)建模計(jì)算，獲得當(dāng)前信號(hào)燈（2）所需的周期時(shí)間。

所述的故障檢測(cè)單元（10）為看門(mén)狗復(fù)位電路MAX708CPA；利用含有電壓檢測(cè)與電流檢測(cè)的故障檢測(cè)電路，對(duì)信號(hào)燈（2）控制器（13）和信號(hào)燈（2）作出實(shí)時(shí)檢測(cè)，將返回的TTL電平信號(hào)傳遞至信號(hào)機(jī)（1）主控板，信號(hào)機(jī)（1）可以根據(jù)不同的結(jié)果選擇繼續(xù)執(zhí)行，或者向上報(bào)警，甚至自行關(guān)機(jī)。

信號(hào)燈（2）與地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端（3）采用局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）進(jìn)行雙向通訊；地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端（3）將待處理的數(shù)據(jù)信息通過(guò)Web Service應(yīng)用程序接口封裝好發(fā)給地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端（3）；Web Service技術(shù)充分利用地區(qū)信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)中央控制端（3）的計(jì)算能力，減輕了本地信號(hào)機(jī)（1）的處理器開(kāi)銷(xiāo)，使得信號(hào)燈（2）更加穩(wěn)定和易于維護(hù)。

射頻探測(cè)器（5）利用RFID技術(shù)識(shí)別交通路口附近的車(chē)流量，經(jīng)由GA遺傳算法并引入模糊邏輯理論，對(duì)路口交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析計(jì)算，依據(jù)結(jié)果對(duì)信號(hào)燈（2）周期進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)用新型專(zhuān)利基于AT91RM9200處理器，采用嵌入式操作系統(tǒng)，利用射頻探測(cè)器（5）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)流量信息，設(shè)計(jì)上具有成本低，操作簡(jiǎn)易，擴(kuò)展方便，信息共享度高，靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以有效改善交通現(xiàn)狀，提高現(xiàn)有道路資源的利用率，節(jié)約社會(huì)成本。