一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统，其包括LED交通信号灯检测电路、单片机控制模块、故障信息发送与接收模块、声光报警电路。所述故障信息发送模块包括发送端调制解调器ST7536和发送端电力线接口电路，所述故障信息接收模块包括接收端电力线接口电路和接收端调制解调器ST7536，所述声光报警电路包括发光二极管和蜂鸣器。本实用新型专利技术采用电力线来传输交通信号灯的故障信息，具有成本低，故障监测实时性强，效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种监测系统，具体是涉及一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统。
技术介绍
LED交通信号灯在指挥交通中发挥重要作用。然而，目前大都采用人工检测的方法来判断LED信号灯是否发生损坏。这种方法不仅准确性差，而且还存在很大的延时性，不能第一时间发现信号灯的损坏，对道路的正常有序通行产生很大影响。
技术实现思路
针对目前交通信号灯监测存在的缺点，本技术的目的是提出一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统，能很好地解决目前交通信号灯监测所存在的问题。本技术的技术方案是：一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统，其包括LED交通信号灯检测电路、单片机控制模块、故障信息发送与接收模块、声光报警电路。所述故障信息发送模块包括发送端调制解调器ST7536和发送端电力线接口电路，所述故障信息接收模块包括接收端电力线接口电路和接收端调制解调器ST7536，所述声光报警电路包括发光二极管和蜂鸣器。LED交通信号灯检测电路用来循环采样与LED信号灯串联的采样电阻上的电压，并将采样电压送入MSP430F149单片机的A/D转换接口。MSP430F149单片机对采样电压进行A/D转换，并与正常值进行比较，以判断信号灯是否发生异常。当发生异常时，单片机产生一个故障表征信号，送入调制解调器ST7536中。调制解调器ST7536在MSP430F149单片机的控制下对此故障表征信号进行调制。发送端电力线接口电路负责将来自ST7536的调制信号进行滤波、功率放大，并将处理后的信号加载到电力线上。接收端电力线接口电路负责将故障表征信号接收下来，且接收端ST7536在单片机的控制下，对此故障表征信号进行解调。接收端单片机在解调完故障表征信息后，控制声光报警电路进行报警，以通知信号灯维修人员进行维修。本技术的优点在于：LED交通信号灯的工作状态得到了实时监测，并且当信号灯出现故障时，能够进行自动报警，实现了交通信号灯故障检测的自动化，有利于维护道路交通秩序以及提高交通信号灯故障检测的实时性。附图说明图1为监测系统的结构框图。图2为LED交通信号灯检测电路原理图。图3为发送端电力线接口电路。图4为接收端电力线接口电路。本技术目的的实现、功能特点及优点将参照附图进一步说明。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明，该描述仅仅用以解释本技术。如图1所示，一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统，其包括LED交通信号灯检测电路、单片机控制模块、故障信息发送与接收模块、声光报警电路。所述故障信息发送模块包括发送端调制解调器ST7536和发送端电力线接口电路，所述故障信息接收模块包括接收端电力线接口电路和接收端调制解调器ST7536，所述声光报警电路包括发光二极管和蜂鸣器。LED交通信号灯简化的电路模型如图2虚线框中所示，其由多路LED并联组成，假设其中每路由4个LED发光二极管串联而成。当LED交通信号灯某一组发生短路或者断路故障时，就会造成交通信号灯无法正常发挥指示作用。在交通信号灯中有三种颜色的LED发光二极管，颜色分别是：绿色、黄色、红色。正常工作时它们的导通压降在2.5V附近，当外部电源电压为12V时，4个LED二极管上共产生约10V的压降，由此可知与二极管串联的限流电阻的压降应该在2V左右。通过对该限流电阻两端电压进行采样，并与2V相比较，就可判断信号灯是否发生故障。本技术通过CD4051八选一数字模拟开关完成电压的采样工作，为了节约单片机的I/O口，可以选用74LS192计数器，并把它连接成四进制计数器，其QC、QB、QA三个输出端分别与CD4051的三个地址选择端C、B、A相连，以轮流选通4路输入电压中的任意一路，然后通过OUT端输出选通的那路电压，并将此电压信号送入MSP430F149单片机A/D转换输入端P6.0进行数模转换，多次测量取平均值，单片机通过判断此电压是否在正常范围内，来判断LED交通信号灯是否发生故障。发送端/接收端的MSP430F149单片机与ST7536都是通过串行口TXD/RXD实现串行通信。单片机P1.3口与ST7536发送/接收工作模式选择端并且通过P1.3口控制ST7536工作于发送还是接收状态。当P1.3输出低电平时，ST7536工作于发送状态，当P1.3输出高电平时，工作于接收状态。单片机P1.4口与ST7536的复位端RESET端相连，通过P1.4口 控制单片机复位端RESET，当P1.4输出高电平时，ST7536复位。单片机P1.6口与ST7536的接收/发送时钟输入端相连，通过P1.6口给ST7536接收/发送时钟信号。在芯片正常工作时，当CLR/T端上升沿到来时，ST7536开始发送或者接收数据。当信号灯检测电路检测到限流电阻上的电压异常时，就可以用单片机向ST7536发送故障表征信号。图3为本技术发送端电力线接口电路图，该电路包含低通滤波电路、功率放大电路、变压器耦合电路三部分。当系统检测到信号灯故障时，单片机产生的故障表征信号经ST7536调制后变成一个高频信号，低通滤波电路对该信号进行低通滤波，滤出该高频信号的二次谐波等干扰信号。功率放大电路对该信号进行功率放大，变压器耦合电路将该信号传递到电力线上。图4为本技术接收端电力线接口电路图，当接收端电力线接口电路接收到故障表征信号后，首先通过变压器耦合谐振电路进行选频滤波，将电力线上的工频信号等干扰信号滤除，高频载波信号被顺利接收下来。变压器副边接了双向二极管TRL1，主要作用是进行冲击保护，当变压器副边电压高于6.8V时，双向二极管会被击穿，等效于短路接地，保护电路其它器件的安全。滤波后的信号进入放大电路进行信号放大。在接收端单片机接收到故障表征信号后，会控制声光报警电路进行声光报警，通知维修人员进行维修。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统，其特征在于：包括LED交通信号灯检测电路、单片机控制模块、故障信息发送与接收模块、声光报警电路，所述故障信息发送模块包括发送端调制解调器ST7536和发送端电力线接口电路，所述故障信息接收模块包括接收端电力线接口电路和接收端调制解调器ST7536，所述声光报警电路包括发光二极管和蜂鸣器。

【技术特征摘要】
1.一种基于电力线通信的交通信号灯监测系统，其特征在于：包括LED交通信号灯检测电路、单片机控制模块、故障信息发送与接收模块、声光报警电路，所述故障信息发送模块包括发送端调制解调器ST7536和发送端电力线接口电路，所述故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，周莉，胡晓，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34