自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统及方法技术方案

本发明专利技术的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，包括服务器、平台显示屏和若干交通信号控制装置，交通信号控制装置与服务器相通信，交通信号控制装置由箱体、配电单元、主控板、电源、多个灯驱板、多个接线排和独立黄闪器组成。本发明专利技术的控制方法，包括：a）.交通信号控制；b）.数据采集和学习；c）.数据加密和发送；d）.数据解密和存储；e）.自身监控；f）.装置事件和区域性事件判断。本发明专利技术的交通信号控制系统及方法，通过对自身电压、电流、功率和能耗监测并实时获取环境温湿度信息，监测自身的健康状态，通过对交通数据加密解决了现有交通信号易被攻击、被破解的问题，可断出数据异常类型，有利于采取相应措施。

【技术实现步骤摘要】
自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统及方法
本专利技术涉及一种交通信号控制系统及方法，更具体的说，尤其涉及一种自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统及方法。
技术介绍
道路交通信号控制系统作为交通基础类设施，在智能交通领域担负着非常重要的责任，信号的正常与否直接关系着交通安全，交通信号的不正常甚至威胁到人类的生命安全。现在的道路交通信号控制系统虽然可以检测信号灯的状态，但无法检测自身的健康状态，一旦自身设备出了问题，会造成整个路口信号的错乱。道路交通信号控制系统行业现在虽然有统一的国家标准，但标准中只是规定了通讯协议格式并未统一道路交通信号控制系统的控制指令，致使不同时期不同厂家的道路交通信号控制系统无法统管统控，在2019年年底北京、深圳、成都、合肥、嘉兴等地交管部门，均已明确提出建设信控统一平台实现对不同厂商道路交通信号控制系统进行综合管理的需求。道路交通信号控制系统的统管统控需求越来越强烈。道路交通信号控制系统一旦规定了统一控制指令，由于道路交通信号控制系统网络传输时使用的明文传输方式很容易被破解，给信号安全造成极大威胁，这就需要我们使用加解密方式传输。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统及方法。本专利技术的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，包括服务器、平台显示屏和若干设置于道路上的交通信号控制装置，交通信号控制装置以有线或无线通信的方式与服务器相通信，平台显示屏与服务器相连接，用于显示交通信号装置的状态信息；其特征在于：所述交通信号控制装置由箱体及设置于箱体中的配电单元、主控板、电源、多个灯驱板、多个接线排和独立黄闪器组成，主控板由主处理器及与其相连接的网络单元、电能采集单元、加解密单元、存储单元、常规业务处理单元和网络单元组成；所述配电单元中设置有主电单元和分电单元，主电单元的输入端与220V交流市电相连接，主电单元的输出端经主控板上的电能采集单元后接于分电单元的输入端，分电单元的输出与电源、灯驱板和独立黄闪器的电源输入端均相连接，电源的输出对主控板、灯驱板和独立黄闪器供电，独立黄闪器的输出与接线排相连接；主控制板的输出控制端与灯驱板和独立黄闪器的控制端相连接，主控板中的主处理器经电能采集单元采集整个交通信号控制装置的电流、电压和能耗数据，经网络单元与服务器相通信，经加解密单元将采集的数据加密后发送至服务器以及解密接收的数据，经常规业务处理单元对独立黄闪器及每个灯驱板上接线端的通断状态进行控制，利用存储单元对采集的数据进行存储。本专利技术的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，所述箱体的前、后面分别为前箱门和后箱门，前箱门、后箱门上分别设置前电控门锁和后电控门锁，箱体上设置有分别对前箱门、后箱门的开闭状态进行检测的前门控开关和后门控开关，箱体的侧面上设置有手动控制盒和天线，所述前电控门锁、后电控门锁和天线均与主控板的输出端相连接，前门控开关、后门控开关和手动控制盒均与主控板的输入端相连接。本专利技术的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，所述主电单元中设置有空气断路器和自动电子合闸电路保护装置，输入的交流市电经空气断路器和自动电子合闸电路保护装置后与主控板上的电能采集单元相连接；所述电能采集单元采用型号为HLW8032的芯片，加密单元采用信号为TF32A9FDL1的芯片。本专利技术的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a）.交通信号控制，主控板根据设定的交通信号变换规则，通过灯控板控制交通道路路口的信号灯变换，以控制路口车辆有序运行；b）.数据采集和学习，每个交通信号控制装置中的主控板均采集整个装置的电压、电流和能耗数据，并进行定时间学习和分析数据特性，形成电压、电流和能耗数据的标准校验数据曲线，然后将数据存储在存储单元中；c）.数据加密和发送，加密单元中存储有多种不可拷贝的加密算法，每种加密算法都有唯一的算法代号与之对应，交通信号控制装置经如下步骤向服务器发送数据：c-1）.随机选取算法，主控板中的微控制器从多种加密算法中随机选取一个加密算法，并判断上一次通信采用的是否是该算法，如果是，执行步骤c-2），如果不是，执行步骤c-3)；c-2）.算法生命周期判断，判断被选中的加密算法被连续使用的时长是否超过了设定的生命周期，如果超过了设定的生命周期，则执行步骤c-1)，更换新的加密算法，如果没有超过设定的生命周期，则执行步骤c-3)；c-3）.数据加密并发送，主控板利用选中的算法对采集的电压、电流和能耗的标准校验数据曲线进行加密，将加密后的数据和加密算法对应的算法代号发送至服务器；d）.数据解密和存储，服务器接收到交通信号控制装置发送的数据后，根据数据中的加密算法代号找到对应的解密算法，将接收的数据解密并存储；e）.交通信号控制装置自身监控，交通信号控制装置实时采集自身的电压、电流和能耗数据，并与存储在本机中的标准校验数据曲线对比，如果超过了预警曲线，表明当前数据异常，并将异常数据按照步骤c)的加密后发送至服务器，执行步骤f）；f）.装置事件和区域性事件判断，服务器接收到异常数据后，首先对其解密，然后按照如下步骤进行事件判断：f-1）.发出协查指令，服务器找到数据异常装置前端n个交通信号控制装置和后端n个交通信号控制装置，并向这2n个装置发出协查指令；f-2）.上传数据，2n个交通信号控制装置接收到服务器发送的协查指令后，将实时采集的电压、电流和能耗数据上传至服务器；f-3）.数据比较，服务器接收到上传的数据后，对其进行解密，并对当前的2n+1个装置的数据，进行装置与装置自身历史数据的比较、装置与装置之间的比较，如果有两个或两个以上的装置出现了超过设定时长的长时间数据异常，则判断为区域性事件，向平台显示屏推送区域事件发生的报警；如果还仅是步骤e)中的交通信号控制装置存在数据异常，则判断为装置事件，则向平台显示屏推送区域事件发生的报警。本专利技术的有益效果是：本专利技术的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统及方法，每个交通信号控制装置均与服务器相通信，配电单元对主控板、灯驱板、独立黄闪器等设备提供电能，主控板经灯驱板和独立黄闪器控制交通路口信号灯的正常运行；交通信号控制装置实时采集自身的电压、电流和电能数据，进行学习和存储并将数据上传至服务器，交通信号控制装置将实时采集的自身能耗数据与历史数据进行比较，如果出现数据异常则发送至服务器，服务器则获取异常装置及其前后若干个装置的实时能耗数据，通过对每个装置自身数据的比较以及装置与装置之间数据的比较，得出是区域性事件还是装置事件，并将判断结果推送至平台显示屏进行显示。可见，本专利技术的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统及方法，通过对交通信号数据随机加密，解决了现有交通信号易被攻击、被破解的问题，确保的信号安全；通过控制装置自身监控以及服务器的判断，可准确判断出数据异常的事件类型，有利于对数据异常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，包括服务器（2）、平台显示屏（3）和若干设置于道路上的交通信号控制装置（1），交通信号控制装置以有线或无线通信的方式与服务器相通信，平台显示屏与服务器相连接，用于显示交通信号装置的状态信息；其特征在于：所述交通信号控制装置由箱体（5）及设置于箱体中的配电单元（9）、主控板（7）、电源（6）、多个灯驱板、多个接线排和独立黄闪器（4）组成，主控板由主处理器（35）及与其相连接的网络单元（40）、电能采集单元（36）、加解密单元（37）、存储单元（38）、常规业务处理单元（39）和网络单元（40）组成；所述配电单元中设置有主电单元和分电单元，主电单元的输入端与220V交流市电相连接，主电单元的输出端经主控板上的电能采集单元后接于分电单元的输入端，分电单元的输出与电源（6）、灯驱板和独立黄闪器的电源输入端均相连接，电源（6）的输出对主控板、灯驱板和独立黄闪器供电，独立黄闪器的输出与接线排相连接；/n主控制板的输出控制端与灯驱板和独立黄闪器的控制端相连接，主控板中的主处理器经电能采集单元（36）采集整个交通信号控制装置（1）的电流、电压和能耗数据，经网络单元（40）与服务器相通信，经加解密单元（37）将采集的数据加密后发送至服务器以及解密接收的数据，经常规业务处理单元（39）对独立黄闪器及每个灯驱板上接线端的通断状态进行控制，利用存储单元（38）对采集的数据进行存储。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，包括服务器（2）、平台显示屏（3）和若干设置于道路上的交通信号控制装置（1），交通信号控制装置以有线或无线通信的方式与服务器相通信，平台显示屏与服务器相连接，用于显示交通信号装置的状态信息；其特征在于：所述交通信号控制装置由箱体（5）及设置于箱体中的配电单元（9）、主控板（7）、电源（6）、多个灯驱板、多个接线排和独立黄闪器（4）组成，主控板由主处理器（35）及与其相连接的网络单元（40）、电能采集单元（36）、加解密单元（37）、存储单元（38）、常规业务处理单元（39）和网络单元（40）组成；所述配电单元中设置有主电单元和分电单元，主电单元的输入端与220V交流市电相连接，主电单元的输出端经主控板上的电能采集单元后接于分电单元的输入端，分电单元的输出与电源（6）、灯驱板和独立黄闪器的电源输入端均相连接，电源（6）的输出对主控板、灯驱板和独立黄闪器供电，独立黄闪器的输出与接线排相连接；
主控制板的输出控制端与灯驱板和独立黄闪器的控制端相连接，主控板中的主处理器经电能采集单元（36）采集整个交通信号控制装置（1）的电流、电压和能耗数据，经网络单元（40）与服务器相通信，经加解密单元（37）将采集的数据加密后发送至服务器以及解密接收的数据，经常规业务处理单元（39）对独立黄闪器及每个灯驱板上接线端的通断状态进行控制，利用存储单元（38）对采集的数据进行存储。


2.根据权利要求1所述的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，其特征在于：所述箱体（5）的前、后面分别为前箱门（19）和后箱门（34），前箱门、后箱门上分别设置前电控门锁（20）和后电控门锁（22），箱体上设置有分别对前箱门、后箱门的开闭状态进行检测的前门控开关（21）和后门控开关（23），箱体的侧面上设置有手动控制盒（32）和天线（33），所述前电控门锁、后电控门锁和天线均与主控板（7）的输出端相连接，前门控开关、后门控开关和手动控制盒均与主控板的输入端相连接。


3.根据权利要求1或2所述的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统，其特征在于：所述主电单元中设置有空气断路器和自动电子合闸电路保护装置，输入的交流市电经空气断路器和自动电子合闸电路保护装置后与主控板（7）上的电能采集单元（36）相连接；所述电能采集单元采用型号为HLW8032的芯片，加密单元（37）采用信号为TF32A9FDL1的芯片。


4.一种基于权利要求1所述的自我健康状态监控的加解密型交通信号控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，
申请(专利权)人：王辉，
类型：发明
国别省市：山东;37