数据信号采集及处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数据信号采集及处理系统，该系统包括：通信模块，传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块，MCU模块，采集模块获取现场交通信号灯的各项运行参数；信号灯故障状态检测模块与采集模块数据连接，进行现场交通信号灯运行状态的计算以确定现场交通信号灯的运行状态；位置信息获取模块用于获取现场交通信号灯的具体物理位置信息；MCU模块分别控制连接传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块以及通信模块。本发明专利技术提供的数据信号采集及处理系统通过实时采集现场交通信号灯的各项运行参数，并在现场进行交通信号灯运行状态的计算判断，大大提高交通信号灯故障检测的及时性和准确性。

Data signal acquisition and processing system

The invention discloses a data acquisition and processing of signal system, the system includes communication module, sensor module, signal lamp fault detection module, position information acquisition module, MCU module, the parameter acquisition module to obtain the traffic signal lights; signal lamp fault detection module is connected with the data acquisition module, calculation the traffic lights running state to determine the operating status of the field of traffic lights; position information acquisition module for specific physical location information to obtain the traffic signal; MCU control module are respectively connected sensor module, signal lamp fault detection module, position information acquisition module and communication module. The invention provides a data acquisition and processing system through the operating parameters of signal collect real-time traffic lights, judging the calculation and operational status of traffic lights at the scene of the traffic lights, greatly improve the timeliness and accuracy of fault detection.

【技术实现步骤摘要】
数据信号采集及处理系统
本专利技术涉及道路交通控制技术，具体涉及交通信号灯的故障信息检测技术。
技术介绍
随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，人、车、路三者之间的协调关系，已成为交通部门急需解决的问题，而交通信号灯的正确设置和稳定工作是保证道路交通畅通和安全的基础。因此，信号灯的设计、控制和故障的管理和报修显得尤为重要。随着对交通信号灯稳定、安全工作要求的不断提高，对交通信号灯工作状况参数的连续实时监控提出了更高的要求。目前相关交通管理部门主要在用系统包括“交通信号设施报修监管平台”、“交通路政设施地理信息系统”等。其中“交通信号设施报修监管平台”承担了主要路政设施管理、维护工作。“交通路政设施地理信息系统”于2004年建设，具有道路管理措施、设施量和运行状态等信息汇总和统计功能。“交通信号设施报修监管平台”于2006年建设，主要用于交通信号设施(包括标志、标线等)抢修养护。仅仅是路政设施报修业务网上流转功能。交通灯的故障检测依然停留在定期指定人员巡检的方式，主要是通过执勤交警报修，交通设施单位巡检报修，以及市民报警三种方式，因此故障发现实时性差、报修信息滞后、抢修工作滞后，缺乏迅速响应机制问题突出。可见，目前的交通故障等检测方案还停留在定期指定人员的巡检的方式，其检测周期长，数据反馈速度慢，报修效率不高，已经不能适应日益增大的交通运输压力的要求。
技术实现思路
针对现有交通故障检测方案所存在的问题，需要一种高效且实时的交通故障检测预警方案。为此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种数据信号采集及处理系统，实现对交通信号灯运行状态的实时监测。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的数据信号采集及处理系统，包括：通信模块；传感模块，所述采集模块接入现场交通信号灯的工作电路中，以获取现场交通信号灯的各项运行参数；信号灯故障状态检测模块，所述信号灯故障状态检测模块与采集模块数据连接，基于采集模块获得现场交通信号灯的各项运行参数进行现场交通信号灯运行状态的计算以确定现场交通信号灯的运行状态；位置信息获取模块，位置信息获取模块用于获取现场交通信号灯的具体物理位置信息；MCU模块，所述MCU模块分别控制连接传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块以及通信模块。在本系统方案中，所述采集模块包括电压传感器，电流传感器，及计算芯片，所述电压传感器和电流传感器分别接入现场交通信号灯的工作电路中，所述计算芯片分别与电压传感器，电流传感器数据连接，获取电压、电流值进行有功功率、功率因数计算。在本系统方案中，所述信号灯故障状态检测模块为用于信号灯故障状态检测的数学模型。在本系统方案中，所述位置信息获取模块通过通信模块接入到PGIS系统中。在本系统方案中，所述位置信息获取模块为GPS模块。在本系统方案中，所述系统中还包括自动报警模块，所述自动报警模块与MCU模块数据连接。本专利技术提供的数据信号采集及处理系统通过实时采集现场交通信号灯的各项运行参数，并在现场进行交通信号灯运行状态的计算判断，大大提高交通信号灯故障检测的及时性和准确性，从而可大大提高交通信号灯抢修速度。另外，本专利技术提供的数据信号采集及处理系统，其整体组成简单，性能稳定可靠，应用前景广。通过对本专利技术提供方案的应用，能够实现对各路口交通信号灯的工作状况的实时监控，同时通过各种自动检测的模块以实时采集交通信号灯的运行参数，若出现故障则立刻反馈故障信息，把数据实时传输到监控中心进行处理，由此改变“事后处理”的被动局面，通过对反馈的数据进行处理，及时通知维修人员进行报修，大大提高交通信号灯抢修速度。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图1为本专利技术实例中数据信号采集及处理系统的组成原理图；图2为本专利技术实例中采集模块的组成原理图；图3为本专利技术实例中交通信号灯故障预警系统的原理图；图4为本专利技术实例中交通信号灯故障预警的实现流程图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。本实例提供的数据信号采集及处理系统100，用于实时采集现场交通信号灯的各项运行参数，并据此采集到的现场交通信号灯的各项运行参数在现场进行交通信号灯的运行状态计算，根据计算结果确定交通信号灯是否出现故障及故障类型，之后将交通信号灯的运行状态信息(如出现故障，故障类型等)连同该交通信号灯的物理位置信息一起通过网络载体上传至交通管理指挥中心200；这里上传的数据还可进一步包括交通信号灯的各项运行参数。参见图1，对于该数据信号采集及处理系统100具体包括传感模块110，信号灯故障状态检测模块120，位置信息获取模块130，通信模块140以及MCU模块150。其中，采集模块110接入现场交通信号灯的工作电路中，以实时采集现场交通信号灯的电压、电流等参数，并据此进行有功功率、功率因数等计算。参见图2，该采集模块110具体包括电压传感器111，电流传感器112，计算芯片113，电压传感器和电流传感器分别接入现场交通信号灯的工作电路中，而计算芯片分别与电压传感器，电流传感器数据连接，获取电压、电流值进行有功功率、功率因数等的计算。由此，通过该采集模块110能够实时获得现场交通信号灯的各项运行参数，如电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数以及用电量等。在此基础上，该采集模块110中还可增设温度传感器、湿度传感器等，以检测整个终端周围环境的情况，保证整个终端运行的可靠性。数据信号采集及处理系统100中的信号灯故障状态检测模块120，其与采集模块110数据连接，用于根据采集模块110获得现场交通信号灯的各项运行参数(如电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数以及用电量等)，并以此进行现场交通信号灯运行状态的计算，再根据计算结果来确定现场交通信号灯的运行状态：运行正常、出现故障、电压越限、电流越限等，最后将计算获得现场交通信号灯的运行状态信息传输至MCU模块150。该信号灯故障状态检测模块120具体为用于信号灯故障状态检测的数学模型，该信号灯故障状态检测数学模型基于现场交通信号灯的工作条件(如电网电压波动情况、同一供电线路上其它用电负载的扰动干扰情况)以及现场交通信号灯的本身技术参数建立而成。由此构成的信号灯故障状态检测模块，其检测精度大大提高，有效避免错报或误报的情况出现。数据信号采集及处理系统100中的位置信息获取模块130，用于获取现场交通信号灯的具体物理位置信息。在本实例中为了便于后续维修人员能够及时精确的定位出现故障的交通信号灯，该位置信息获取模块130通过接入现有PGIS系统，并从中获取现场交通信号灯对应的物理地址。该位置信息获取模块130将获取到的现场交通信号灯的物理地址传输至MCU模块150。具体的，该位置信息获取模块130通过通信模块140以无线的方式接入到PGIS系统中，在需要获取现场交通信号灯对应的物理地址时，通过通信模块140从PGIS系统中直接获取现场交通信号灯对应的物理地址信息。另外，根据需要该位置信息获取模块130也可采用相应GPS模块来实现。数据信号采集及处理系统100中的通信模块140，用于完成数据信号采集及处理系统100与交通管理指挥中心200之间网络连接。该通信模块140可优选无线网络通本文档来自技高网...

【技术保护点】
数据信号采集及处理系统，其特征在于，所述系统包括：通信模块；传感模块，所述采集模块接入现场交通信号灯的工作电路中，以获取现场交通信号灯的各项运行参数；信号灯故障状态检测模块，所述信号灯故障状态检测模块与采集模块数据连接，基于采集模块获得现场交通信号灯的各项运行参数进行现场交通信号灯运行状态的计算以确定现场交通信号灯的运行状态；位置信息获取模块，所述位置信息获取模块用于获取现场交通信号灯的具体物理位置信息；MCU模块，所述MCU模块分别控制连接传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块以及通信模块。

【技术特征摘要】
1.数据信号采集及处理系统，其特征在于，所述系统包括：通信模块；传感模块，所述采集模块接入现场交通信号灯的工作电路中，以获取现场交通信号灯的各项运行参数；信号灯故障状态检测模块，所述信号灯故障状态检测模块与采集模块数据连接，基于采集模块获得现场交通信号灯的各项运行参数进行现场交通信号灯运行状态的计算以确定现场交通信号灯的运行状态；位置信息获取模块，所述位置信息获取模块用于获取现场交通信号灯的具体物理位置信息；MCU模块，所述MCU模块分别控制连接传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块以及通信模块。2.根据权利要求1所述的数据信号采集及处理系统，其特征在于，所述采集模块包括电压传感器，电流传感器，及计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹金韡，周俊，陈俊宏，江盼，
申请(专利权)人：上海澳星照明电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31