專利名稱：一種用于led交通燈的故障檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及LED交通燈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于LED交通燈的故障檢測
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，機動車輛如公交車、私家車等，急劇增加，LED交通燈成為了城市交通系統(tǒng)中越來越重要的組成部分。特別是在各個交叉路口，LED交通燈的設(shè)置是規(guī)范交通通行的主要手段之一。當設(shè)備或環(huán)境原因?qū)е翷ED交通燈發(fā)生故障 時，如果交通管理部門不能及時地發(fā)現(xiàn)并有效處理，在擁擠的城市道路中，很容易造成大面積塞車，甚至引發(fā)一些交通事故。LED交通燈主要包括兩大類，分別是紅綠燈和倒計時燈，其中紅綠燈又有箭頭燈和滿屏燈兩種。LED交通燈的故障類型表現(xiàn)為兩種形式，一種是單個LED交通燈本身的故障，如點陣缺失、亂碼和時序錯誤；另一種是同一路口不同交通相位LED交通燈之間的狀態(tài)沖突，如全綠沖突、全紅沖突等。LED交通燈的一般故障如顏色沖突、點陣缺失和亂碼等，將給車輛行人提供錯誤的交通控制信息，經(jīng)常會導致路口堵塞，引起交通混亂；而綠沖突這種嚴重故障則容易引發(fā)重大交通事故。目前國內(nèi)出現(xiàn)了通過讀取電流強度來實現(xiàn)LED交通燈故障檢測的設(shè)備。中國發(fā)明專利公開說明書CN201010614412.6公開了一種LED交通燈監(jiān)控設(shè)備及其監(jiān)控方法，該設(shè)備采用檢測平均電流的方法來檢測故障。另外中國實用新型專利公開說明書CN201020592464. 3公開了一種快速路智能交通控制器，該設(shè)備在LED交通燈顯示圖形的接地端串接一個小電阻，通過檢測電流大小的變化來判斷LED交通燈是否存在故障?，F(xiàn)在廣泛采用的LED交通燈一般都是許多LED串通過串并聯(lián)結(jié)構(gòu)形成的，已有的LED交通燈故障檢測裝置包括上述故障檢測設(shè)備，只能檢測出整個LED交通燈的亮和滅信息，無法檢測出其內(nèi)部部分點陣缺失的故障；而且，已有的檢測設(shè)備也不能檢測同一路口不同交通相位LED交通燈狀態(tài)沖突故障。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是提供一種用于LED交通燈的故障檢測裝置，使LED交通燈的各類典型故障，包括不亮、不滅、點陣缺失、亂碼和時序錯誤以及狀態(tài)沖突能夠被及時發(fā)現(xiàn)，并能及時將信息反饋到LED交通燈管理部門，以便及早采取措施，防止由LED交通燈故障引起的交通擁堵和交通事故，保障道路的安全、有序和暢通。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)—種用于LED交通燈的故障檢測裝置，該裝置主要由工作狀態(tài)檢測模塊、信號切換檢測模塊、微控制器和通信模塊組成；所述工作狀態(tài)檢測模塊包含采樣電阻、多路切換器、差值放大器、比較器和光耦隔離電路；所述信號切換檢測模塊包含電壓匹配與隔離電路、多上升沿檢測電路和電平與邏輯變換電路；所述通信模塊包含局部通信模塊和廣域通信模塊；其特征在于，所述微控制器有學習和監(jiān)測兩種工作模式，在學習模式下將LED交通燈首次無故障正確運行的工作狀態(tài)特征和工作流程記錄并存儲到微控制器內(nèi)部，在監(jiān)測模式下每隔I秒鐘通過工作狀態(tài)檢測模塊對LED交通燈進行故障檢測，并將檢測信息進行傳送；所述信號切換檢測模塊能捕獲不同顏色LED交通燈的顯示切換信號，微控制器通過該切換信號實現(xiàn)與被檢測LED交通燈信號機的對時。所述的LED交通燈故障檢測裝置，其特征在于所述故障檢測裝置能檢測的故障包括滿屏燈、箭頭燈、倒計時燈的不亮、不滅、點陣缺失、亂碼、顏色沖突和時序錯誤。所述的LED交通燈故障檢測裝置，其特征在于所述微控制器采用輪詢法向多路切換器輸出地址信號，并通過多路切換器、差值放大器、比較器和光耦隔離電路對各個LED串進行工作電流采集和故障檢測。 所述的LED交通燈故障檢測裝置，其特征在于一個路口的各方向上均有一個所述微控制器對所在方向上的LED交通燈進行故障檢測，在一路口的所述多個微控制器中有一個主控制器，并且主控制器通過局部通信模塊與其它微控制器進行通信。所述的LED交通燈故障檢測裝置，其特征在于所述主控制器在接收到LED交通燈管理中心的臨時調(diào)控指令時，能通知所在路口各控制器暫時關(guān)閉檢測，并且能在接收到LED交通燈管理中心的恢復檢測指令時繼續(xù)正常檢測。所述的LED交通燈故障檢測裝置，其特征在于所述主控制器接收所在路口所有LED交通燈工作狀態(tài)信息，并根據(jù)這些信息對所在路口 LED交通燈不同交通相位的狀態(tài)沖突故障進行分析和等級分類。所述的LED交通燈故障檢測裝置，其特征在于所述主控制器將所在路口所有LED交通燈信息通過廣域通信模塊傳送至LED交通燈管理中心。所述的LED交通燈故障檢測裝置，其特征在于所述LED交通燈信息包括LED交通燈所在路口的編號信息、LED交通燈正確運行的工作狀態(tài)特征和實時故障信息。本實用新型的工作原理是LED交通燈，包括箭頭燈、滿屏燈和倒計時燈，其中箭頭燈、滿屏燈按顏色不同又包括紅燈、黃燈和綠燈。市場上常見的LED交通燈內(nèi)部是由LED點陣構(gòu)成的，點陣的構(gòu)造采用多路LED串并聯(lián)的方式，這種構(gòu)造的優(yōu)點是某一個或幾個LED毀壞只會對其所在的支路造成影響，而不致于使得整個LED交通燈熄滅。根據(jù)LED交通燈的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，在LED點陣的每個LED串支路上串接一個電阻。當電阻所在的LED支路正常發(fā)光時，電阻上有電流流過，其兩端存在電壓；當所在LED支路不亮時，電阻上沒有電流通過，其兩端沒有電壓。因此可通過檢測電阻兩端的電壓來檢測LED交通燈每個支路的工作狀態(tài)。所述的一種用于LED交通燈的故障檢測裝置是針對如上所述的LED交通燈構(gòu)造而設(shè)計的。該故障檢測裝置通過工作狀態(tài)檢測模塊實現(xiàn)對LED點陣工作狀態(tài)的檢測，所述工作狀態(tài)檢測模塊包含采樣電阻、多路切換器、差值放大器、比較器和光耦隔離電路。在LED點陣的每個LED串支路上串接一個阻值很小的采樣電阻，該電阻的兩端分別通過一個多路切換器連接到差值放大器的兩輸入端。由于采用了差值放大方式，因此電阻可以串接在任何一條LED支路中，而不僅僅限于與電源地端相連的LED支路。差值放大器的輸出端連接到比較器的輸入端，同時為了保護微控制器不受外部強電壓的影響，比較器的輸出經(jīng)光耦隔離電路后再輸入到微控制器的I/O 口。每個LED交通燈包括很多LED支路，由于微控制器的I/O 口是有限的，因此通過多路切換器實現(xiàn)模擬量采樣通道的共享，微控制器采用輪詢法每次向多路切換器輸出一個地址信號，多路切換器將該地址對應支路采樣電阻的電壓信號輸入到工作狀態(tài)檢測模塊。因此，通過以上結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)對LED交通燈所有支路信號的采集和工作狀態(tài)的檢測，當電阻所在支路中LED串亮時，微控制器將檢測到高電平輸入，反之，當該支路LED串滅時，微控制器將檢測到低電平輸入。在安裝本實用新型故障檢測裝置后，待LED交通燈進入正常工作流程，由現(xiàn)場安裝的工作人員啟動故障檢測裝置的學習模式。在學習模式下，所述故障檢測裝置能以I秒為周期檢測、識別并存儲LED交通燈正常工作狀態(tài)特征和工作流程。學習階段，由工作人員在場確保LED交通燈工作的正確性，如果期間LED交通燈出現(xiàn)異常，必須重新啟動所述故障檢測裝置的學習模式。學習結(jié)束后，所述故障檢測裝置進入對LED交通燈的監(jiān)測模式，在該模式下，所述故障檢測裝置采用輪詢法每隔I秒鐘通過工作狀態(tài)檢測模塊檢測與之相連的箭頭燈、滿屏燈和倒計時燈上所有LED支路的工作狀態(tài)并提取其特征，然后將該特征與所存儲的正確特征進行比較。若特征相同則沒有故障，若特征不相同則判斷為存在故障且對故障進行判定。 對于每一個紅燈、黃燈、綠燈和倒計時燈，具體故障分析過程如下。首先，檢查是否存在該亮不亮的現(xiàn)象，如果部分支路存在此現(xiàn)象，則判定為點陣缺失故障，如果全部支路都存在此現(xiàn)象，則判定為燈不亮故障；其次，檢查是否存在該滅不滅的現(xiàn)象，如果部分支路存在此現(xiàn)象，則判定為亂碼故障，如果全部支路都存在此現(xiàn)象，則判定為燈不滅故障；然后，再檢查是否存在顏色沖突，對于箭頭燈、滿屏燈，檢查是否存在同一指引方向上兩個或三個顏色燈同時亮的現(xiàn)象，對于倒計時燈，則檢查是否存在紅、綠倒計燈同時亮的現(xiàn)象，如果存在以上現(xiàn)象，則判定為顏色沖突故障。對于倒計時燈，除了以上分析過程外，還要再進行時序邏輯檢查，即當?shù)褂嫊r燈各支路組成的七段碼顯示的數(shù)據(jù)雖然都不是亂碼，但其顯示順序與正確的數(shù)據(jù)不一致時，則判定為時序錯誤故障。在學習和監(jiān)測兩種模式下，本實用新型故障檢測裝置都需要以I秒為周期進行定時，由于LED交通燈的工作受信號機控制，而信號機和所述故障檢測裝置兩個設(shè)備各自的時鐘之間一般存在差別，這種差別雖小，但隨著時間流逝將不斷積累，當積累差別超過I秒時，將使得所述故障檢測裝置無法準確檢測LED交通燈的故障。為此，所述故障檢測裝置采用信號切換檢測模塊來捕獲不同顏色LED交通燈的顯示切換信號，并通過該切換信號實現(xiàn)與被檢測LED交通燈信號機的對時。所述信號切換檢測模塊包括電壓匹配與隔離電路、多上升沿檢測電路和電平與邏輯變換電路，紅黃綠燈的驅(qū)動電源信號分別輸入到一個電壓匹配與隔離電路，電壓匹配與隔離電路將所述驅(qū)動電源信號轉(zhuǎn)換為與所述多上升沿檢測電路電平相匹配的數(shù)字邏輯信號且實現(xiàn)了高電壓和邏輯電路的電氣隔離，多上升沿檢測電路的輸出連接到電平與邏輯變換電路，變換后的信號輸入到微控制器外部中斷接口。通過以上結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)紅黃綠燈信號切換的檢測，并且當紅、黃和綠三種顏色LED交通燈中任一種從滅變亮時，能觸發(fā)所述微控制器的外部中斷，使得微控制器進入外部中斷服務(wù)子程序，在該子程序中，微控制器初始化I秒定時時鐘，使該時鐘的零點與信號機定時零點對齊。本實用新型故障檢測裝置被安裝在每個道路方向?qū)Ω鱾€LED交通燈進行故障檢測，一般道路口有多個方向，而不同交通相位方向上的狀態(tài)沖突如綠沖突的檢測需要對道路口所有交通相位指示的LED交通燈的工作狀態(tài)進行集中分析和處理，因此，在同一路口的多個故障檢測裝置中設(shè)定其中一個為主檢測裝置，其內(nèi)部的微控制器為主控制器，它通過局部通信模塊與該路口其他故障檢測裝置的微控制器進行通信。所述局部通信模塊可以采用有線多站點通信方式如485通信或無線多站點通信方式如Zigbee通信，該模塊的有效可靠通信距離能滿足實際路口的要求。在學習模式的最后階段，同一路口下的其他微控制器將向所述主控制器發(fā)送各自正確運行的工作狀態(tài)特征信息。在監(jiān)測模式下，以I秒為周期，其他微控制器在進行工作狀態(tài)采集和所檢測范圍內(nèi)LED交通燈故障特征判定后，將向所述主控制器發(fā)送LED交通燈工作狀態(tài)信息，該信息包括LED交通燈方位編碼、各交通相位紅黃綠燈的亮滅信息，如果所檢測范圍內(nèi)LED交通燈有故障，還要包括該故障的信息。同一路口 LED交通燈方位編碼和微控制器是否為主控制器都通過微控制器的撥碼組進行設(shè)定和讀取。主控制器根據(jù)同一路口各LED交通燈同一時間的各交通相位紅黃綠燈的亮滅信息，進行狀態(tài)沖突故障分析和等級分類，具體過程如下。首先，檢查是否存在兩個及以上有交通流沖突的交通相位同時都亮綠燈的現(xiàn)象，如果存在，則判定為綠沖突，其故障危險級別最高；其次，檢查是否存在兩個及以上有交通流沖突的交通相位同時分別亮黃燈和綠燈的現(xiàn)象，如果存在，則判定為黃綠沖突，其故障危險級別一般；然后，再檢查兩個及以上有交通流沖突的交通相位同時都亮紅燈的現(xiàn)象，如果存在，則判定為紅沖突，其故障危險級別較 后，將所在路口所有LED交通燈信息通過廣域通信模塊傳送至LED交通燈管理中心；所述廣域通信模塊可以采用電信運營商的2G或3G無線移動通信網(wǎng)絡(luò)進行通信，也可以采用交通專用廣域通信網(wǎng)絡(luò)進行通信；所述LED交通燈信息包括LED交通燈所在路口的編號信息、LED交通燈正確運行的工作狀態(tài)特征和實時故障信息，其中路口編號信息來自于微控制器內(nèi)部FLASH，LED交通燈管理中心可以根據(jù)該編號信息對其進行定位。在LED交通燈的管理中，有時需要實行綠波帶等特殊模式控制，在這些模式下，由LED交通燈管理中心通過廣域通信模塊向所在路口故障檢測裝置的主控制器發(fā)送臨時調(diào)控指令。在接收到該指令后，本實用新型故障檢測裝置的主控制器再向同一路口其他微控制器轉(zhuǎn)發(fā)指令，各個微控制器暫時關(guān)閉故障檢測，然后，在接收到LED交通燈管理中心的恢復檢測指令時繼續(xù)正常檢測，從而避免了因所檢測LED交通燈被正常接管而錯誤報告故障信息的問題。本實用新型的優(yōu)點是I、本實用新型適用于任何類型的LED交通燈，如滿屏燈、箭頭燈、倒計時燈等。2、本實用新型可檢測LED交通燈的不亮、不滅、點陣缺失、亂碼、顏色沖突和時序錯誤的故障，特別是點陣缺失故障的及時發(fā)現(xiàn)有助于預防整燈故障的出現(xiàn)。3、本實用新型可檢測同一路口 LED交通燈不同交通相位的狀態(tài)沖突故障。4、本實用新型能將LED交通燈的編號信息和實時故障信息發(fā)送給管理中心，能及時提示工作人員對故障進行維護。
以下結(jié)合附圖
及實施例對本實用新型作進一步描述圖I為本實用新型所檢測LED交通燈點陣結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)原理圖。[0031]圖3為本實用新型工作狀態(tài)檢測模塊組成原理圖。圖4為本實用新型信號切換檢測模塊組成原理圖。圖5為本實用新型故障檢測裝置學習模式的流程圖。圖6為本實用新型故障檢測裝置監(jiān)測模式的流程圖。圖7為本實用新型故障檢測裝置中微控制器輪詢檢測所有支路工作狀態(tài)的流程圖。
具體實施方式
實施例如圖I所示，本實用新型故障檢測裝置所要檢測的LED交通燈，內(nèi)部LED串采用串并聯(lián)的方式連接。在每個LED串中，串接一個小阻值的采樣電阻對其進行工作狀態(tài)特征信號米樣。如圖2所示，本實用新型故障檢測裝置主要由工作狀態(tài)檢測模塊7、信號切換檢測模塊6、微控制器8和通信模塊9組成。其中通信模塊9包含局部通信模塊10和廣域通信模塊11。微控制器8通過工作狀態(tài)檢測模塊7對LED交通燈I進行工作狀態(tài)檢測，并將檢測信息通過通信模塊9進行傳送，還能通過信號切換檢測模塊6與被檢測LED交通燈I的信號機進行對時。微控制器8內(nèi)部有多個撥碼組，可以用來進行學習或監(jiān)測模式選擇、主控制器參數(shù)設(shè)定以及被檢測LED交通燈方位編碼與支路數(shù)量的參數(shù)設(shè)定。其中，紅燈2、黃燈
3、綠燈4和倒計時燈5支路數(shù)量分別為NR、NY、NG和ND，前三個數(shù)值各用I個6位的二進制撥碼開關(guān)設(shè)定，倒計時燈的位數(shù)用I位二進制撥碼開關(guān)設(shè)定，兩種取值分別表示倒計時燈由I位或2位七段碼組成。如圖3所示，工作狀態(tài)檢測模塊7包含采樣電阻16、多路切換器12、差值放大器13、比較器14和光耦隔離電路15。由于工作狀態(tài)檢測模塊7采用差值放大的方式對采樣電阻16兩端電壓進行采樣，因此，電阻可以串接在支路內(nèi)所有LED之前或所有LED之后或任意兩個LED之間。圖中多路切換器121和多路切換器122的同一模擬量輸入端分別連接到采樣電阻16的兩端，微控制器8的地址總線連接到多路切換器12的地址端口 AO至Am，每個多路切換器根據(jù)12輸入模擬量的數(shù)量要求可以由多個數(shù)字控制模擬開關(guān)電路組合而成。在將各支路采樣電阻16連接到多路切換器12的模擬量輸入端時，紅黃綠燈和倒計時燈各支路分別按如下地址方式，紅燈支路地址從O至NR-1，黃燈支路地址從NR2至NR2+NY-1，綠燈支路地址從NR2+NY2至NR2+NY2+NG-1，倒計時燈地址從NR2+NY2+NG2至NR2+NY2+NG2+ND-1，其中，NR2、NY2和NG2分別是比NR、NY和NG大的最小2的冪次方。比較器14采用電壓比較器，且內(nèi)部有一個基準電壓源，將差值放大器13的輸出端接到電壓比較器的“ + ”輸入端，基準電壓源接到電壓比較器的輸入端。當“ + ”輸入端電壓高于輸入端時，電壓比較器輸出為高電平；當“ + ”輸入端電壓低于輸入端時，電壓比較器輸出為低電平高電平。差值放大器13的電壓放大倍數(shù)根據(jù)需要選擇為某個數(shù)值，使得當采樣電阻16所在的LED支路中流經(jīng)允許的最小電流時，差值放大器13輸出剛好大于比較器14內(nèi)部基準電壓源的電壓，從而使比較器14輸出高電平，反之，使比較器14輸出低電平。同時為了保護微控制器不受外部強電壓的影響，比較器14的輸出經(jīng)光耦隔離電路15后再輸入到微控制器的I/O 口。[0040]如圖4所示，信號切換檢測模塊6包括電壓匹配與隔離電路17、多上升沿檢測電路I8和電平與邏輯變換電路19。紅燈、黃燈和綠燈的驅(qū)動電源信號分別輸入到電壓匹配與隔離電路171、172、173，電壓匹配與隔離電路17包括分壓電路和光耦隔離電路，多上升沿檢測電路18實現(xiàn)多個上升沿輸入信號的邏輯或，電平與邏輯變換電路19將輸入的數(shù)字信號變換為符合邏輯要求的微控制器外部中斷信號。當紅黃綠三種顏色LED交通燈中任一種從滅變亮時，多上升沿檢測電路18將進行電平翻轉(zhuǎn)，從而使得電平與邏輯變換電路19輸出一個觸發(fā)信號，驅(qū)動微控制器響應外部中斷，將微控制器內(nèi)的I秒定時時鐘的零點與信號機定時零點對齊。在安裝本實用新型故障檢測裝置的過程中，切換微控制器上撥碼開關(guān)，使得在同一個路口僅設(shè)置一個主控制器，且根據(jù)實際情況設(shè)定被檢測LED交通燈方位編碼和支路數(shù)量參數(shù)的撥碼。本實用新型故障檢測裝置有兩種工作模式，分別是學習模式和監(jiān)測模式，兩種模式的選擇通過工作模式撥碼開關(guān)設(shè)定。在安裝好本實用新型故障檢測裝置后，由現(xiàn)場安裝的工作人員將工作模式撥碼開·關(guān)撥到“學習”方向，啟動裝置進入學習階段，期間，由工作人員在場確保LED交通燈工作的正確性，如果期間LED交通燈出現(xiàn)異常，必須重新啟動所述故障檢測裝置的學習模式。如圖5所示，具體的學習模式包括以下步驟S101，初始化，讀取撥碼組信息，獲取本微控制器是否為主控制器、被檢測LED交通燈方位編碼以及紅黃綠燈和倒計時燈的支路數(shù)量等信息，并將其寫入微控制器的Flash內(nèi)，開中斷，初始化I秒定時時鐘；S102,等待2分鐘，跳過LED交通燈初始顯示階段；S103, 5分鐘計時開始；S104，微控制器輪詢檢測所有LED串支路上采樣電阻的電壓，獲得紅黃綠燈和倒計時燈的點陣工作狀態(tài)；S105，分析并提取紅黃綠燈和倒計時燈工作狀態(tài)的特征，紅黃綠燈特征為支路全亮或全滅，倒計時燈特征為紅或綠七段數(shù)碼數(shù)值；S106，判斷該時刻LED交通燈的工作狀態(tài)特征是否與已存儲到微控制器內(nèi)部特征重復，若沒有重復，則進行S107，否則進行S108 ；S107，將新特征添加到特征循環(huán)鏈表中；S108,等待下I秒定時信號的到來；S109,查詢判斷是否計時已累積達到5分鐘，若達到，則進行S110，否則進行S104 ；S110，將以循環(huán)鏈表形式表示的正確工作特征存儲到微控制器Flash內(nèi)，若本微控制器不是主控制器，則將特征鏈表上報給主控制器，否則接收其它微控制器上報的特征鏈表；S111，學習模式結(jié)束。學習結(jié)束后，由安裝現(xiàn)場的工作人員將工作模式撥碼開關(guān)撥到“監(jiān)測”方向，本故障檢測裝置進入對LED交通燈的監(jiān)測模式。如圖6所示，監(jiān)測模式下的工作是一個無限循環(huán)的過程，其流程為[0058]S201，初始化，從微控制器Flash中讀取主控制器設(shè)定、被檢測LED交通燈方位編碼、紅黃綠燈和倒計時燈的支路數(shù)量以及正確工作特征鏈表等信息，并將其寫入微控制器的RAM內(nèi)，開中斷，初始化I秒定時時鐘，如果本微控制器是主控制器，還要從微控制器的Flash中讀取路口編號信息；S202,等待2分鐘，跳過LED交通燈初始顯示階段；S203，微控制器輪詢檢測所有LED串支路上采樣電阻的電壓，獲得紅黃綠燈和倒計時燈的點陣工作狀態(tài)，分析并提取紅黃綠燈和倒計時燈工作狀態(tài)的特征X ；S204，判斷X是否與正確工作特征鏈表中的某個結(jié)點一致，如果是，則進行S205，否則，按如上所述故障分析方法對故障特征進行判定并上報，再等待下I秒，然后進行S203，其中，滿屏燈、箭頭燈的故障表現(xiàn)為不亮、不滅、點陣缺失、亂碼和顏色沖突，倒計時燈故障除以上特征外，還包括時序錯誤；S205,以特征X定位鏈表信息并以X的下一個結(jié)點Y作為下一秒正確狀態(tài)特征；·S206,等待下I秒定時信號的到來；S207，微控制器輪詢檢測所有LED串支路上采樣電阻的電壓，獲得紅黃綠燈和倒計時燈的點陣工作狀態(tài)，分析并提取紅黃綠燈和倒計時燈工作狀態(tài)的特征X ；S208，判斷X是否等于Y，如果是，則進行S209，否則，按如上所述故障分析方法對故障特征進行判定并上報，然后進行204，其中，滿屏燈、箭頭燈的故障表現(xiàn)為不亮、不滅、點陣缺失、亂碼和顏色沖突，倒計時燈故障除以上特征外，還包括時序錯誤；S209，判斷本微控制器是否為主控制器，如果是，則進行S210，否則，上報信息給主控制器并進行S211 ；S210，按如上所述方法對同一路口不同交通相位的LED交通燈進行狀態(tài)沖突故障分析和等級分類，然后向LED交通燈管理中心上報LED交通燈信息，其中，狀態(tài)沖突故障包括綠沖突、黃綠沖突和紅沖突，上報的LED交通燈信息包括LED交通燈所在路口的編號信息、LED交通燈實時故障信息，如果是初次上報，信息中還包含LED交通燈正確運行的工作狀態(tài)信息；S211，令 X = Y，重復進行 S205。在學習模式和監(jiān)測模式中，都包含微控制器輪詢檢測所有LED串支路上采樣電阻電壓的步驟。如圖7所示，本實用新型LED交通燈故障檢測裝置中微控制器輪詢檢測所有LED串支路上采樣電阻電壓的步驟流程為S301，紅燈檢測開始，輸出給多路切換器的地址值賦為O ;S302，讀取指定地址單元的值，為該紅燈支路的亮滅表征；S303，判斷地址值是否等于NR-1，如果是，說明紅燈檢測完成，則進行S305，否則，進行S304 ；S304,地址值加1，進行S302 ；S305，黃燈檢測開始，將地址值賦為NR2 ；S306，讀取指定地址單元的值，為該黃燈支路的亮滅表征；S307，判斷地址值是否等于NR2+NY-1，如果是，說明黃燈檢測完成，則進行S309，否則，進行S308 ；[0078]S308，地址值加I，進行S306 ；S309,綠燈檢測開始，將地址值賦為NR2+NY2 ；S310，讀取指定地址單元的值，為該綠燈支路的亮滅表征； S311，判斷地址值是否等于NR2+NY2+NG-1，如果是，說明綠燈檢測完成，則進行S313，否則，進行S312 ； S312，地址值加1，進行S310 ;S313，倒計時燈檢測開始，將地址值賦為NR2+NY2+NG2 ；S314，讀取指定地址單元的值，為該倒計時燈支路的亮滅表征；S315，判斷地址值是否等于NR2+NY2+NG2+ND-1，如果是，說明倒計時燈檢測完成，則進行S317，否則，進行S316 ；S316，地址值加1，進行S314 ;S317，全部支路檢測完畢，返回調(diào)用。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例。由于各LED交通燈的接線方式不盡相同，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式的部件布局，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的技術(shù)方案與實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種用于LED交通燈的故障檢測裝置，該裝置主要由工作狀態(tài)檢測模塊(7)、信號切換檢測模塊(6)、微控制器⑶和通信模塊(9)組成；所述工作狀態(tài)檢測模塊(7)包含采樣電阻(16)、多路切換器(12)、差值放大器(13)、比較器(14)和光耦隔離電路(15);所述信號切換檢測模塊(6)包含電壓匹配與隔離電路(17)、多上升沿檢測電路(18)和電平與邏輯變換電路(19);所述通信模塊(9)包含局部通信模塊(10)和廣域通信模塊(11);其特征在于，所述微控制器(8)有學習和監(jiān)測兩種工作模式，在學習模式下將LED交通燈(I)首次無故障正確運行的工作狀態(tài)特征和工作流程記錄并存儲到微控制器內(nèi)部，在監(jiān)測模式下每隔I秒鐘通過工作狀態(tài)檢測模塊對LED交通燈進行故障檢測，并將檢測信息進行傳送；所述信號切換檢測模塊能捕獲不同顏色LED交通燈的顯示切換信號，微控制器通過該切換信號實現(xiàn)與被檢測LED交通燈信號機的對時。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于LED交通燈的故障檢測裝置，其特征在于所述微控制器(8)采用輪詢法向多路切換器(12)輸出地址信號，并通過多路切換器(12)、差值放大器(13)、比較器(14)和光耦隔離電路(15)對各個LED串進行工作電流采集和故障檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于LED交通燈的故障檢測裝置，其特征在于一個路口的各方向上均有一個所述微控制器(8)對所在方向上的LED交通燈(I)進行故障檢測，在一路口的所述多個微控制器中有一個主控制器，并且主控制器通過局部通信模塊(10)與其它微控制器進行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于LED交通燈的故障檢測裝置，其特征在于所述主控制器將所在路口所有LED交通燈信息通過廣域通信模塊(11)傳送至LED交通燈管理中心。
專利摘要本實用新型公開了一種用于LED交通燈的故障檢測裝置，該裝置主要由工作狀態(tài)檢測模塊(7)、信號切換檢測模塊(6)、微控制器(8)和通信模塊(9)組成。其中微控制器(8)通過信號切換檢測模塊(6)能與LED交通燈(1)的信號機進行對時，在學習模式下對交通燈正確工作狀態(tài)特征進行提取并存儲，在監(jiān)測模式下以1秒鐘為周期通過工作狀態(tài)檢測模塊(7)對交通燈進行故障檢測，能檢測滿屏燈、箭頭燈、倒計時燈的不亮、不滅、點陣缺失、亂碼、顏色沖突、時序錯誤以及同一路口不同交通相位的狀態(tài)沖突等故障。本實用新型能將LED交通燈各類實時故障信息發(fā)送給管理中心，有助于及時維護和預防整燈故障的出現(xiàn)，從而保障道路的安全、有序和暢通。
文檔編號G08G1/097GK202720785SQ20122016804
公開日2013年2月6日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者鄒細勇, 胡琪, 倪志祥, 盧偉康, 李子印, 孫帥 申請人:中國計量學院