專利名稱：基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到交通信號控制領(lǐng)域。電子警察抓拍系統(tǒng)及交通領(lǐng)域內(nèi)和信號 狀態(tài)相關(guān)的產(chǎn)品。涉及到模擬電子技術(shù)，無線通信技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著城市的交通情況的發(fā)展，城市的交通自動化管理系統(tǒng)也曾出不窮，包 括智能交通信號控制、各種違章車輛的抓拍系統(tǒng)等等。其中信號燈控制機用于 安裝在各種交通路口控制交通信號燈的狀態(tài)切換，實現(xiàn)交通路口的無人值守。 違章車輛抓拍系統(tǒng)，用于按照在能夠發(fā)生車輛違章的各種路段， 一般安裝在路 口的違章車輛抓拍系統(tǒng)用于抓拍闖紅燈、壓線違章車輛的信息，這種違章車輛 抓拍系統(tǒng)需要監(jiān)控將通信號燈的狀態(tài)，尤其是紅燈的狀態(tài)。由于各種交通路口 的情況不一樣，進行抓拍的角度、位置也都不相同，因此，違章車輛抓拍系統(tǒng) 在安裝時需要根據(jù)具體路口的情況尋找合適的位置進行安裝，其安裝的位置往 往和信號燈、信號燈控制機的位置不相同、甚至相差比較遠，但所述車輛違章 抓拍系統(tǒng)還需要采集路口所有信號燈的狀態(tài)，尤其是紅燈的狀態(tài)，即需要從所 有交通信號燈或者交通信號控制機處采集紅燈信號狀態(tài)，才能夠準(zhǔn)確地實現(xiàn)抓 拍。現(xiàn)有車輛違章抓拍系統(tǒng)采集信號燈狀態(tài)的方法一般是采用信號線與信號燈 控制機或者所有信號燈連接，所有信號線采用地下布線的方式，這種方法經(jīng)常 需要破壞現(xiàn)有路面，并需要鋪設(shè)很長的通信電纜，這樣不但增加了現(xiàn)場施工的 工作量，還由于路面情況的復(fù)雜情況，使得通信電纜的鋪設(shè)也比較復(fù)雜并且距 離比較長，既增加了成本又影響了通信質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有車輛違章抓拍系統(tǒng)采用信號線采集信號燈狀態(tài)存在的現(xiàn)場 施工不方便、布線復(fù)雜以及通信質(zhì)量不好的問題，本發(fā)明提出了一種基于無線 傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置。
基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，它包括信號釆集發(fā)射模塊和信
號接收模塊；其中信號采集發(fā)射模塊包括信號采集電路、發(fā)送微處理器和短距 離無線發(fā)送電路，信號采集電路用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號， 當(dāng)所述電壓信號在220±20%VAC之間時輸出高電平信號，所述信號采集電路
4的信號輸出端連接發(fā)送微處理器的信號燈狀態(tài)輸入端，所述發(fā)送微處理器的信 號燈狀態(tài)輸出端連接短距離無線發(fā)送電路的信號輸入端，所述信號接收模塊包 括接收微處理器和短距離無線接收電路，所述短距離無線接收電路的信號輸出 端連接接收微處理器的信號輸入端。
本發(fā)明的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置中的信號采集發(fā)送模 塊可以安裝在信號燈支架上，或者安裝在信號燈控制機上，而信號接收模塊可 以直接安裝在違章抓拍系統(tǒng)上，避免了采用信號線傳送信號帶來的問題，減少 了現(xiàn)場施工量，還提高了通訊質(zhì)量。
本發(fā)明采用短距離無線通信(ZigBee)的方法消除了通信設(shè)備之間的信號 線，更適合交通控制領(lǐng)域中的各種設(shè)備之間的通訊連接。


圖1是具體實施方式
一所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置 的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具體實施方式
二所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱?狀態(tài)采集裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集 裝置，它包括信號采集發(fā)射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發(fā)射模塊包括 信號采集電路U1、發(fā)送微處理器U2和短距離無線發(fā)送電路U3，信號采集電 路Ul用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當(dāng)所述電壓信號在220± 20n/。VAC之間時輸出高電平信號，所述信號采集電路U1的信號輸出端連接發(fā) 送微處理器U2的信號燈狀態(tài)輸入端，所述發(fā)送微處理器U2的信號燈狀態(tài)輸 出端連接短距離無線發(fā)送電路U3的信號輸入端，所述信號接收模塊包括接收 微處理器U4和短距離無線接收電路U5，所述短距離無線接收電路U5的信號 輸出端連接接收微處理器U4的信號輸入端。
目前，城市交通中使用的交通信號控制燈多為AC200V供電，判斷交通 信號燈是否被點亮，只需要檢測該信號燈負載的端電壓是否處在正常的市電供 電范圍內(nèi)即可。按照交通信號控制機的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，信號燈正常工作的范圍 應(yīng)該是AC220士20。/。，低于該范圍下限時，認(rèn)為信號燈為非正常點亮(非信號 機控制點亮的情況)，此時的信號燈的狀態(tài)為非點亮狀態(tài)不能作為執(zhí)法依據(jù)， 當(dāng)紅色信號燈為非點亮狀態(tài)時，不能對車輛的違章行為進行抓拍、檢路U1由整流橋D1、限流電阻R2、光藕Ull 和電阻R1組成，整流橋D1的兩個交流信號輸入端連接信號燈的兩個供電電 源端，所述整流橋D1的正極信號輸出端連接限流電阻R2的一端，所述限流 電阻R2的另一端連接光藕U11的正信號輸入端，所述光藕Ull的負信號輸入 端連接整流橋D1的負極信號輸出端，光藕Ull的正信號輸出端連接直流電源 的正極V+，所述光藕Ull的負信號輸出端是信號采集電路U1的信號輸出端， 所述光藕Ull的負信號輸出端連接電阻R1的一端，所述電阻R1的另一端連 接直流電源的負極。
當(dāng)信號采集電路U1的輸入信號滿足要求的時候，光藕Ull輸入端的二極 管導(dǎo)通，進而觸發(fā)輸出端的光敏三極管導(dǎo)通輸出高電平信號給發(fā)送微處理器 U2;當(dāng)信號采集電路Ul的輸入信號不滿足要求的時候，光藕U11輸入端的 二極管不導(dǎo)通，所述光藕Ull輸出端的光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出低電 平信號給發(fā)送微處理器U2。
所述光藕Ull輸出端的三極管的狀態(tài)，由輸入端的二極管的導(dǎo)通電流決 定，當(dāng)所述輸入端的二級管的導(dǎo)通電流達到一定數(shù)值的時候，輸出端的三極管 處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，通過調(diào)整限流電阻R2的阻值，就可以達到調(diào)整信號采 集發(fā)射模塊輸出信號與輸入信號之間的對應(yīng)關(guān)系的目的。
本實施方式中的發(fā)送微處理器U2和接收微處理器U4均采用飛思卡爾的 HCS08集成電路。
本實施方式中的短距離無線發(fā)送電路U3和短距離無線接收電路U5均采 用MC13213集成電路。
本實施方式中的光藕Ull采用4N35集成電路。
本實施方式所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置在應(yīng)用的時 候，將信號釆集發(fā)射模塊安裝在信號燈附近，對信號燈的狀態(tài)進行采集，將信 號接收模塊安裝在對信號燈狀態(tài)進行處理的裝置上，例如違章抓拍系統(tǒng)上， 這樣，使信號燈狀態(tài)的采集與信號處理部分之間沒有電纜連接，不用布設(shè)通信 電纜，減少了現(xiàn)場的施工量，還避免了由于電纜的施工質(zhì)量影響通信效果的問 題。
具體實施方式
二本實施方式所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集 裝置，它包括信號采集發(fā)射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發(fā)射模塊包括多個信號采集電路U1、信號采集控制電路U6、發(fā)射端串行通訊電路U7、發(fā) 送微處理器U2和短距離無線發(fā)送電路U3，多個信號采集電路U1用于分別采 集多個信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當(dāng)所述電壓信號在220±20%VAC 之間時輸出高電平信號，多個信號采集電路U1的信號輸出端分別連接信號采 集控制電路U6的多個信號燈狀態(tài)輸入端，所述信號采集控制電路U6的串行 信號輸出端連接發(fā)射端串行通訊電路U7的信號輸入端，所述發(fā)射端串行通訊 電路U7的串行信號輸出端連接發(fā)送微處理器U2的串行信號輸入端，所述發(fā) 送微處理器U2的信號燈狀態(tài)輸出端連接短距離無線發(fā)送電路U3的信號輸入 端，所述信號接收模塊包括接收微處理器U4和短距離無線接收電路U5，所 述短距離無線接收電路U5的信號輸出端連接接收微處理器U4的信號輸入端。 本實施方式中的信號采集電路U1與具體實施方式
一中所述的相同。 本實施方式中的發(fā)送微處理器U2和接收微處理器U4均采用飛思卡爾的 HCS08集成電路。
本實施方式中的短距離無線發(fā)送電路U3和短距離無線接收電路U5均采 用MC13213集成電路。
本實施方式中的光藕Ull采用4N35集成電路。
本實施方式中的發(fā)射端串行通訊電路U7采用現(xiàn)有的RS-232或者RS-485
串行通信電路。
本實施方式中的信號采集控制電路U6采用單片機控制的多路開關(guān)，實現(xiàn) 對多個信號燈狀態(tài)的循環(huán)檢測，并將采集到的信號燈的狀態(tài)通過發(fā)射端串行通 訊電路U7發(fā)送給發(fā)送微處理器U2。
本實施方式中的信號采集發(fā)射模塊中包括有多個信號采集電路Ul，能夠 實現(xiàn)對多個信號燈狀態(tài)的采集，更適用于安裝在現(xiàn)有的信號燈控制裝置上，便 于對同一個信號燈控制裝置中所有信號燈狀態(tài)的采集。
具體實施方式
三本實施方式是在具體實施方一或二所述的基于無線傳輸 的交通信號燈狀態(tài)采集裝置的基礎(chǔ)之上，在信號接收模塊中增加接收端串行通 訊模塊U8，所述接收端串行通訊模塊U8的信號輸入端連接接收微處理器U4
的串行信號輸出端。
本實施方式中增加的接收端串行通訊模塊U8可以采用現(xiàn)有的RS-232或 者RS-485通信模塊。它提供了通用數(shù)據(jù)接口，可以方便數(shù)據(jù)的傳輸，在實際應(yīng)用時，可以采用串行通信方式與抓拍系統(tǒng)信號數(shù)據(jù)通訊，方便使用。
具體實施方式
四本實施方式是在具體實施方一、二或三所述的基于無線 傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置的基礎(chǔ)之上，增加了多個信號接收模塊，信號 采集發(fā)送模塊中的短距離無線發(fā)送電路U3和多個信號接收模塊中的多個短距
離無線接收電路U5形成ZigBee無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
本實施方式中，增加了信號接收模塊，形成了 ZigBee無線通訊網(wǎng)絡(luò)，使 信號采集發(fā)射模塊采集到的信號燈狀態(tài)信號能夠被多個接收模塊所接收、使用。
具體實施方式
五本實施方式是具體實施方式
四的一個實施例。信號采集
發(fā)射模塊安裝在16路信號燈控制機上用于檢測16路紅色信號燈的狀態(tài)，并將
采集到的狀態(tài)不停的輪流廣播發(fā)送出去，多個信號接收模塊分別安裝在多個抓
拍系統(tǒng)中，用于接收信號采集發(fā)射模塊發(fā)送的16路紅色信號燈的狀態(tài)，所述 抓拍系統(tǒng)可以根據(jù)接收模塊接收到的紅色信號燈的狀態(tài)控制抓拍系統(tǒng)的工作， 及時對違章的車輛進行抓拍。
權(quán)利要求
1、基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，其特征在于它包括信號采集發(fā)射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發(fā)射模塊包括信號采集電路(U1)、發(fā)送微處理器(U2)和短距離無線發(fā)送電路(U3)，信號采集電路(U1)用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當(dāng)所述電壓信號在220±20％VAC之間時輸出高電平信號，所述信號采集電路(U1)的信號輸出端連接發(fā)送微處理器(U2)的信號燈狀態(tài)輸入端，所述發(fā)送微處理器(U2)的信號燈狀態(tài)輸出端連接短距離無線發(fā)送電路(U3)的信號輸入端，所述信號接收模塊包括接收微處理器(U4)和短距離無線接收電路(U5)，所述短距離無線接收電路(U5)的信號輸出端連接接收微處理器(U4)的信號輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，其 特征在于，所述信號采集電路(Ul)由整流橋(Dl)、限流電阻(R2)、光藕(U11)和電阻(Rl)組成，整流橋(Dl)的兩個交流信號輸入端連接信號燈 的兩個供電電源端，所述整流橋(Dl)的正極信號輸出端連接限流電阻(R2) 的一端，所述限流電阻(R2)的另一端連接光藕(U11)的正信號輸入端，所 述光藕(Ull)的負信號輸入端連接整流橋(Dl)的負極信號輸出端，光藕(U11) 的正信號輸出端連接直流電源的正極V+，所述光藕(U11)的負信號輸出端 是信號采集電路(Ul)的信號輸出端，所述光藕(U11)的負信號輸出端連接 電阻(Rl)的一端，所述電阻(Rl)的另一端連接直流電源的負極。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝 置，其特征在于，所述信號接收模塊還包括接收端串行通訊模塊(U8)，所述 接收端串行通訊模塊(U8)的信號輸入端連接接收微處理器(U4)的串行信 號輸出端。
4、 基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，其特征在于它包括信號采 集發(fā)射模塊和信號接收模塊；其中信號采集發(fā)射模塊包括多個信號采集電路(Ul)、信號采集控制電路(U6)、發(fā)射端串行通訊電路(U7)、發(fā)送微處理 器(U2)和短距離無線發(fā)送電路(U3),多個信號采集電路(Ul)用于分別 采集多個信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當(dāng)所述電壓信號在220± 20%VAC之間時輸出高電平信號，多個信號采集電路(Ul)的信號輸出端分 別連接信號采集控制電路(U6)的多個信號燈狀態(tài)輸入端，所述信號采集控 制電路(U6)的串行信號輸出端連接發(fā)射端串行通訊電路(U7)的信號輸入端，所述發(fā)射端串行通訊電路(U7)的串行信號輸出端連接發(fā)送微處理器(U2)的串行信號輸入端，所述發(fā)送微處理器(U2)的信號燈狀態(tài)輸出端連接短距離無線發(fā)送電路(U3)的信號輸入端，所述信號接收模塊包括接收微處理器(U4)和短距離無線接收電路(U5)，所述短距離無線接收電路(U5)的信號輸出端連接接收微處理器(U4)的信號輸入端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，其特征在于，所述信號采集電路(Ul)由整流橋(Dl)、限流電阻(R2)、光藕(U11)和電阻(Rl)組成，整流橋(Dl)的兩個交流信號輸入端連接信號燈的兩個供電電源端，所述整流橋(Dl)的正極信號輸出端連接限流電阻(R2)的一端，所述限流電阻(R2)的另一端連接光藕(U11)的正信號輸入端，所述光藕(Ull)的負信號輸入端連接整流橋(Dl)的負極信號輸出端，光藕(Ull)的正信號輸出端連接直流電源的正極V+，所述光藕(U11)的負信號輸出端是信號采集電路(Ul)的信號輸出端，所述光藕(U11)的負信號輸出端連接電阻(Rl)的一端，所述電阻(Rl)的另一端連接直流電源的負極。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，其特征在于所述發(fā)射端串行通訊電路(U7)采用現(xiàn)有的RS-232串行通信電路或者RS-485串行通信電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，其特征在于所述信號采集控制電路(U6)采用單片機控制的多路開關(guān)，實現(xiàn)對多個信號燈狀態(tài)的循環(huán)檢測，并將采集到的信號燈的狀態(tài)通過發(fā)射端串行通訊電路(U7)發(fā)送給發(fā)送微處理器(U2)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)釆集裝置，其特征在于，所述信號接收模塊還包括接收端串行通訊模塊(U8)，所述接收端串行通訊模塊(U8)的信號輸入端連接接收微處理器(U4)的串行信號輸出端。
全文摘要
基于無線傳輸?shù)慕煌ㄐ盘枱魻顟B(tài)采集裝置，涉及到交通信號控制領(lǐng)域，它解決了現(xiàn)有車輛違章抓拍系統(tǒng)采用信號線采集信號燈狀態(tài)存在的現(xiàn)場施工不方便、布線復(fù)雜以及通信質(zhì)量不好的問題。本發(fā)明的信號采集電路用于采集信號燈兩端的供電電源的電壓信號，當(dāng)所述電壓信號在220±20％VAC之間時輸出高電平信號，信號采集電路的信號輸出端連接發(fā)送微處理器的信號燈狀態(tài)輸入端，發(fā)送微處理器的信號燈狀態(tài)輸出端連接短距離無線發(fā)送電路的信號輸入端，信號接收模塊包括接收微處理器和短距離無線接收電路，短距離無線接收電路的信號輸出端連接接收微處理器的信號輸入端。本發(fā)明的采集裝置能夠與現(xiàn)有的信號控制機以及違章抓拍、監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。
文檔編號G08G1/01GK101488285SQ20091007149
公開日2009年7月22日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者付存?zhèn)? 姜永強, 姜永林, 孫國棟, 賴春林 申請人:上海新中新獵豹交通科技股份有限公司