基于RS‑485总线的交叉口交通信号控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RS‑485总线的交叉口交通信号控制系统及方法,该系统包括主控装置和多个对交通信号装置进行控制的节点控制装置，多个节点控制装置均通过RS‑485总线与主控装置进行双向通信；该方法通过上述主控装置与节点控制装置之间的双向通信进行道路交叉口交通信号控制，每次进行交通信号控制时，均包括步骤：一、主机寻址，二、数据交换。本发明专利技术采用节点控制装置对位于同一交通信号灯杆上的倒计时牌和信号灯组进行同步控制，且节点控制装置与主控装置之间通过RS‑485总线进行通信，能有效解决现有集中控制系统存在的结构复杂、可靠性不高、灵活性差、不能对倒计时牌进行同步控制、信号电缆使用量大等问题。

Intersection traffic signal RS 485 bus control system and method based on

The invention discloses a traffic signal RS 485 bus control system and method based on the system, including the main control device and a plurality of nodes to control traffic signal device control device, two-way communication of multi node control device through the RS 485 bus and the main control device; by means of the method of two-way the communication between the main control device and a control device to control the node traffic signal, each traffic signal control, which comprises the following steps: first, host addressing, data exchange, two. In the countdown and signal group the same traffic signal lamp pole of the invention adopts the synchronous control between nodes and node control device, control device and main control device through the RS communication 485 bus, can effectively solve the existing structure of centralized control system of complex, low reliability, poor flexibility, not synchronous control and signal cables on the countdown using a large amount of problems.

【技术实现步骤摘要】
基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统及方法
本专利技术属于交通信号控制
，尤其是涉及一种基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统及方法。
技术介绍
交通信号的作用是科学分配道路上车辆、行人的通行权，使之有秩序地顺利通行。目前，我国的道路交叉口信号灯控制采用的是集中控制系统，即在一个交叉口设置一个交通信号机，从交通信号机到每个信号灯均布设有独立的控制信号线，交通信号机通过这些控制信号线控制对应信号灯的亮灭。上述集中控制系统存在明显的缺陷和不足：第一、交通信号机结构较复杂，强弱电混合，且信号灯的故障检测困难，故障状态下容易出现严重的交通信号绿冲突现象，因而运行的可靠性不高；第二、交通信号机无法直接控制安装在灯杆上的倒计时牌，路口倒计时功能是通过灯杆上独立安装的倒计时控制器经一定时间的统计分析得到交通信号机发送的相位规律来实现倒计时功能，这种实现方法复杂，并且每当交通信号机改变相位控制规律时倒计时控制器必须重新统计分析，在此期间倒计时功能无法正常实现；尤其是对于动态调整相位时间的感应式控制，这种倒计时控制器根本无法使用；第三、交通信号机需要铺设从倒计时信号机到每个信号灯之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RS‑485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：包括主控装置(1)和多个对道路交叉口所安装的交通信号装置进行控制的节点控制装置(2)，多个所述节点控制装置(2)均通过RS‑485总线与主控装置(1)进行双向通信；所述交通信号装置安装在交通信号灯杆上，每个所述交通信号装置均由一个所述节点控制装置(2)进行控制；所述交通信号灯杆为安装于所述道路交叉口的人行横道上的人行通道灯杆或安装于所述道路交叉口的车行道上的车行道灯杆，所述交通信号装置为安装在所述人行通道灯杆上的人行通道交通信号装置或安装在所述车行道灯杆上的车行道交通信号装置，所述节点控制装置(2)为对所述人行通道交通信号装置进行控...

【技术特征摘要】
1.一种基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：包括主控装置(1)和多个对道路交叉口所安装的交通信号装置进行控制的节点控制装置(2)，多个所述节点控制装置(2)均通过RS-485总线与主控装置(1)进行双向通信；所述交通信号装置安装在交通信号灯杆上，每个所述交通信号装置均由一个所述节点控制装置(2)进行控制；所述交通信号灯杆为安装于所述道路交叉口的人行横道上的人行通道灯杆或安装于所述道路交叉口的车行道上的车行道灯杆，所述交通信号装置为安装在所述人行通道灯杆上的人行通道交通信号装置或安装在所述车行道灯杆上的车行道交通信号装置，所述节点控制装置(2)为对所述人行通道交通信号装置进行控制的人行通道控制装置或对所述车行道交通信号装置进行控制的车行道控制装置；每个所述车行道交通信号装置均包括第一倒计时牌(3-1)和一个或多个车行道信号灯组(3-2)，每个所述车行道信号灯组(3-2)均包括三个交通信号灯，且三个所述交通信号灯分别为红色信号灯、绿色信号灯和黄色信号灯；每个所述人行通道交通信号装置均包括第二倒计时牌(4-1)和一个人行横道信号灯组(4-2)，所述人行横道信号灯组(4-2)包括两个交通信号灯，且两个所述交通信号灯分别为红色信号灯和绿色信号灯；每个所述车行道控制装置均与其所控制车行道交通信号装置中的第一倒计时牌(3-1)和车行道信号灯组(3-2)连接，每个所述人行通道控制装置均与其所控制人行通道交通信号装置中的第二倒计时牌(4-1)和人行横道信号灯组(4-2)连接。2.按照权利要求1所述的基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：每个所述人行通道控制装置均与其所控制的所述人行通道交通信号装置安装于同一个所述人行通道灯杆上，每个所述车行道控制装置均与其所控制的所述车行道交通信号装置安装于同一个所述车行道灯杆上。3.按照权利要求1或2所述的基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：还包括与主控装置(1)进行双向通信的上位机(5)。4.按照权利要求1或2所述的基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：所述车行道控制装置包括第一处理器(2-11)、对所述车行道交通信号装置中的各交通信号灯分别进行驱动的第一信号灯隔离驱动电路(2-12)、对第一倒计时牌(3-1)进行驱动的第一倒计时牌隔离驱动电路(2-13)以及分别与第一处理器(2-11)连接的第一RS-485通信接口(2-14)和第一通信地址设置电路(2-15)，所述第一信号灯隔离驱动电路(2-12)和第一倒计时牌隔离驱动电路(2-13)均与第一处理器(2-11)连接；所述车行道交通信号装置中的所有交通信号灯均与第一信号灯隔离驱动电路(2-12)连接，所述第一倒计时牌(3-1)与第一倒计时牌隔离驱动电路(2-13)连接；所述人行通道控制装置包括第二处理器(2-21)、对所述人行通道交通信号装置中的两个所述交通信号灯分别进行驱动的第二信号灯隔离驱动电路(2-22)、对第二倒计时牌(4-1)进行驱动的第二倒计时牌隔离驱动电路(2-23)以及分别与第二处理器(2-21)连接的第二RS-485通信接口(2-24)和第二通信地址设置电路(2-25)，所述第二信号灯隔离驱动电路(2-22)和第二倒计时牌隔离驱动电路(2-23)均与第二处理器(2-21)连接；所述人行通道交通信号装置中的两个所述交通信号灯均与第二信号灯隔离驱动电路(2-22)连接，所述第二倒计时牌(4-1)与第二倒计时牌隔离驱动电路(2-23)连接；所述第一处理器(2-11)和第二处理器(2-21)均与主控装置(1)进行通信。5.按照权利要求4所述的基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：所述车行道控制装置还包括对所控制车行道交通信号装置中的各交通信号灯分别进行故障检测的第一信号灯故障检测电路(2-16)，所述第一信号灯故障检测电路(2-16)分别与第一信号灯隔离驱动电路(2-12)和第一处理器(2-11)连接；所述人行通道控制装置还包括对所控制人行通道交通信号装置中的两个所述交通信号灯分别进行故障检测的第二信号灯故障检测电路(2-26)，所述第二信号灯故障检测电路(2-26)分别与第二信号灯隔离驱动电路(2-22)和第二处理器(2-21)连接。6.按照权利要求5所述的基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：所述第一信号灯隔离驱动电路(2-12)包括多个交通信号灯隔离驱动电路，所述第一信号灯隔离驱动电路(2-12)中所包括交通信号灯隔离驱动电路的数量与所述车行道交通信号装置中所包括交通信号灯的数量相同，且第一信号灯隔离驱动电路(2-12)中的每个所述交通信号灯隔离驱动电路均与所述车行道交通信号装置中的一个所述交通信号灯连接；所述第二信号灯隔离驱动电路(2-22)包括两个交通信号灯隔离驱动电路，所述第二信号灯隔离驱动电路(2-22)中的每个所述交通信号灯隔离驱动电路均与所述人行通道交通信号装置中的一个所述交通信号灯连接；所述交通信号灯隔离驱动电路包括PMOS开关管T4和1个光电耦合器OP6，PMOS开关管T4的源极接第一电源端且其漏极接所述交通信号灯，光电耦合器OP6的第4引脚经电阻R63后接PMOS开关管T4的栅极且其第1引脚接第二电源端；所述第一信号灯隔离驱动电路(2-12)中各交通信号灯隔离驱动电路的光电耦合器OP6的第2引脚均与第一处理器(2-11)连接；所述第二信号灯隔离驱动电路(2-22)中各交通信号灯隔离驱动电路的光电耦合器OP6的第2引脚均与第二处理器(2-21)连接；所述第一信号灯故障检测电路(2-16)和第二信号灯故障检测电路(2-26)均为交通信号灯故障检测电路；所述交通信号灯故障检测电路包括对被检测交通信号灯的回流电流进行检测的检流电阻RS1、与检流电阻RS1连接的电压放大电路、与所述电压放大电路连接的电压比较电路和与所述电压比较电路连接的光电隔离电路；所述第一信号灯故障检测电路(2-16)的所述光电隔离电路与第一处理器(2-11)连接，所述第一信号灯故障检测电路(2-16)的所述检流电阻RS1连接；所述第二信号灯故障检测电路(2-26)的所述光电隔离电路与第二处理器(2-21)连接，所述第二信号灯隔离驱动电路(2-22)中的两个所述交通信号灯隔离驱动电路均与第二信号灯故障检测电路(2-26)的所述检流电阻RS1连接。7.按照权利要求5所述的基于RS-485总线的交叉口交通信号控制系统，其特征在于：所述车行道控制装置还包括第一外壳和布设在所述第一外壳内的第一电子线路板；所述第一处理器(2-11)、第一信号灯隔离驱动电路(2-12)、第一倒计时牌隔离驱动电路(2-13)、第一RS-485通信接口(2-14)、第一通信地址设置电路(2-15)和第一信号灯故障检测电路(2-16)均布设在所述第一电子线路板上；所述人行通道控制装置还包括第二外壳和布设在所述第二外壳内的第二电子线路板；所述第二处理器(2-21)、第二信号灯隔离驱动电路(2-22)、第二倒计时牌隔离驱动电路(2-23)、第二RS-485通信接口(2-24)、第二通信地址设置电路(2-25)和第二信号灯故障检测电路(2-26)均布设在所述第二电子线路板上；所述主控装置(1)包括机壳和安装在所述机壳内的第三电子线路板，所述第三电子线路板上设置有主处理器(1-1)以及分别与主处理器(1-1)连接的第二RS-485通信接口(1-2)、人机接口电路(1-3)、实时时钟电路(1-4)、存储电路(1-5)、显示电路(1-6)和状态指示电路；所述第一RS-485通信接口(2-14)和第二RS-485通信接口(1-2)均为RS-485接口电路，所述RS-485接口电路包括MAX485芯片和与所述MAX485芯片连接的瞬态电压抑制电路。8.一种利用如权利要求1所述控制系统进行交叉口交通信号控制的方法，其特征在于：通过主控装置(1)与多个所述节点控制装置(2)之间的双向通信进行交叉口交通信号控制；每...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩党群，汪春华，
申请(专利权)人：西安航空学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61