本實用新型涉及智能交通的信號控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種信號機電路智能檢測裝置。

背景技術(shù)：

目前，對信號機電路的生產(chǎn)檢測及現(xiàn)場維護一般采用的是人工手動檢測分析的方法，在檢測過程中，對信號機的各個通信功能模塊、信號燈的控制電路以及信號燈故障檢測電路等進行獨立的檢測、對比和分析?，F(xiàn)有的這種檢測方式具有較為明顯的缺陷：一是，現(xiàn)有的這種檢測方式流程復雜且智能化水平較低，無法適應(yīng)交通控制行業(yè)的快速智能化發(fā)展需求。二是，現(xiàn)有的檢測方式檢測效率低且檢測結(jié)果的可靠性較差。三是，現(xiàn)有的檢測方式缺乏對信號機內(nèi)部各個模塊之間的通信數(shù)據(jù)的檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種信號機電路智能檢測裝置，以解決現(xiàn)有的檢測方式流程復雜的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：提供一種信號機電路智能檢測裝置，該裝置包括開關(guān)控制電路、交流開關(guān)、功率電阻、外部接口以及微控制器；

交流開關(guān)的開關(guān)按鍵與開關(guān)控制電路的輸出端連接、輸入引腳通過功率電阻連接與信號機的零線連接、輸出引腳通過外部接口與信號機的信號燈火線連接；

微控制器的輸出端與開關(guān)控制電路的輸入端連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型存在以下技術(shù)效果：本實用新型通過設(shè)置功率電阻模擬實際信號機的信號燈負載，微控制器通過輸出控制交流開關(guān)的通/斷來控制信號燈火線的接入/斷開，以及功率電阻的接入/斷開，并通過對信號機發(fā)送的故障信息進行分析，實現(xiàn)對信號機內(nèi)的故障檢測電路的自動檢測，檢測過程簡單且智能化水平較高。

附圖說明

圖1是本實用新型一實施例中的信號機電路智能檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型一實施例中的開關(guān)控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型一實施例中的電壓檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型一實施例中的對信號機內(nèi)部的故障檢測電路進行自動化檢測的流程示意圖；

圖5是本實用新型一實施例中的對信號機內(nèi)通信數(shù)據(jù)進行檢測的流程示意圖；

圖6是本實用新型一實施例中的對信號機內(nèi)部的開關(guān)檢測電路進行故障檢測的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1至圖6，對本實用新型做進一步詳細敘述。

如圖1所示，本實施例公開了一種信號機電路智能檢測裝置，該裝置包括開關(guān)控制電路10、交流開關(guān)20、功率電阻30、外部接口40以及微控制器50；

交流開關(guān)20的開關(guān)按鍵與開關(guān)控制電路10的輸出端連接、輸入引腳通過功率電阻30連接與信號機的零線連接、輸出引腳通過外部接口40與信號機的信號燈火線連接；微控制器50的輸出端與開關(guān)控制電路10的輸入端連接。

具體地，交流開關(guān)20包括并聯(lián)的第一、第二交流開關(guān)21、22，第一、第二交流開關(guān)21、22的開關(guān)按鍵與開關(guān)控制電路10的輸出端連接、輸入引腳通過功率電阻30與信號機的零線連接、輸出引腳通過外部接口40與信號機的信號燈的火線連接。

具體地，在實際應(yīng)用中，功率電阻30采用10KΩ20W的功率電阻，滿足一般LED信號燈20W左右的負載特點，可有效模擬信號燈的負載運行。第一、第二交流開關(guān)21、22采用過電流4A的BTA204雙向交流可控硅，具有控制簡單可靠的特點。當?shù)谝唤涣鏖_關(guān)21斷開時，功率電阻30未接入電流，可模擬信號燈損壞故障，當?shù)诙涣鏖_關(guān)22閉合時，將信號機L_R1與火線L連接，可模擬信號燈誤亮故障。

本實施例中，微控制器50通過輸出和開關(guān)控制電路10可以控制第一交流開關(guān)21的通/斷，以實現(xiàn)功率電阻30的連接/斷開，微控制器50通過輸出和開關(guān)控制電路10也可以控制第二交流開關(guān)22的通/斷，以控制交流火線與信號燈火線的連接/斷開。通過控制信號燈火線的連接/斷開以及功率電阻的連接/斷開，實現(xiàn)對信號機內(nèi)的故障檢測電路的自動檢測，比如，信號燈有控制輸出，但是第一交流開關(guān)21處于斷開狀態(tài)即功率電阻未接入，則可模擬信號燈出現(xiàn)損壞故障，如果信號燈無控制輸出但是第二交流開關(guān)22為閉合狀態(tài)，則可模擬信號燈出現(xiàn)誤亮故障。因此，通過控制交流開關(guān)20的通/斷，結(jié)合信號機發(fā)送的故障信息即可判斷當前信號機內(nèi)的故障檢測電路是否正常，如果信號機發(fā)送的信號燈故障信息與信號機電路智能檢測裝置模擬的故障信息相反，則說明信號機內(nèi)的故障檢測電路出現(xiàn)故障，因此，本實施例中的信號機電路智能檢測裝置通過簡單的電路連接即可實現(xiàn)對信號機電路故障的自動化判斷，智能化水平較高。

具體地，如圖1所示，上述實施例中的信號機電路智能檢測裝置還包括CAN控制器60，所述的外部接口40包括信號燈組控制線接口41和CAN通信接口42，交流開關(guān)20的輸入、輸出引腳通過信號燈組控制線接口41與信號機的零、火線連接，CAN控制器60通過CAN通信接口42與信號機的CAN接口連接。

需要說明的是，本實施例中的微控制器50采用STM32芯片，通過CAN控制器60和CAN通信接口42與信號機的CAN接口連接，可以實時檢測信號機內(nèi)部各模塊之間的通信數(shù)據(jù)，其中，信號燈組控制線接口41用于連接信號機的紅黃綠信號燈控制輸出火線L和零線N，以檢測信號機的輸出電壓狀態(tài)和模擬負載，該信號燈控制輸出火線L包括紅燈火線L_R、黃燈火線L_Y、綠燈火線L_G。通過設(shè)置CAN控制器60以及CAN通信接口42，可以對信號機內(nèi)部各模塊之間的通信數(shù)據(jù)進行檢測，提高信號機的通信電路數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

具體地，如圖2所示，開關(guān)控制電路10包括譯碼器11和第一光電耦合器12，譯碼器11的輸入端與微控制器50的輸出端連接、輸出端經(jīng)過第一電阻13與第一光電耦合器12的輸入端連接，第一光電耦合器12的輸出端分別通過第二、第三電阻14、15與交流開關(guān)20的引腳連接。

具體地，譯碼器11為三八譯碼器，采用74HC138芯片，輸出低電平有效，可確保紅黃綠信號燈的開關(guān)控制在同一時刻只有一個有效。第一光電耦合器12為過零點觸發(fā)光耦，采用MOC3061芯片，安全可靠。第一電阻13、第二電阻14以及第三電阻15均采用2KΩ電阻，當譯碼器11輸出的C1_R1為高電平時，控制交流可控硅導通，否則，控制交流可控硅斷開。

本實施例中的開關(guān)控制電路10由微控制器50的PA1、PA2以及PA3等IO輸出引腳控制，微控制器50的輸出經(jīng)過開關(guān)控制電路中的三八譯碼器輸出控制信號C1_R1控制第一光電耦合器12，第一光電耦合器12的輸出端分別與第二、第三電阻14、15串聯(lián)后連接第一交流開關(guān)21的三個引腳S1_C、S1_1以及S1_2，微控制器50的輸出經(jīng)過三八譯碼器輸出控制信號C2_R1實現(xiàn)對第二交流開關(guān)22的安全控制，同樣的，微控制器50的輸出經(jīng)過三八譯碼器輸出C1_Y1和C2_Y1實現(xiàn)對黃燈對應(yīng)的控制，輸出C1_G1和C2_G1實現(xiàn)對綠燈相應(yīng)開關(guān)的控制。本實施例中通過采用三八譯碼器可確保微控制器50通過輸出實現(xiàn)對第一光電耦合器12的控制信號C1_R1、C2_R1、C1_Y1、C2_Y1、C1_G1和C2_G1的唯一輸出控制，使這些信號不會同時發(fā)生進行輸出有效控制的情況。

具體地，如圖1，本實施例中的信號機電路智能檢測裝置還包括電壓檢測電路70，電壓檢測電路70的輸入端通過信號燈組控制線接口41與信號機的零、火線連接、輸出端與微控制器50的輸入端連接。

具體地，如圖3所示，電壓檢測電路70包括第二光電耦合器71，第二光電耦合器71的輸入端與第四電阻72并聯(lián)后與第五電阻73串聯(lián)，信號機的零、火線與第五電阻73串聯(lián)分壓后連接至第二光電耦合器71，第二光電耦合器71的輸出端與微控制器50的輸入端連接。

需要說明的是，本實施例中的第二光電耦合器71為交流光耦，采用TLP126芯片，第四電阻72采用100KΩ碳膜電阻，第五電阻73采用1KΩ碳膜電阻，經(jīng)過交流光耦的轉(zhuǎn)換，當有交流電壓輸入時，輸出V_R1為高電平，否則為低電平。

在實際應(yīng)用中，電壓檢測電路70用于判斷信號燈控制輸出的電壓有無狀態(tài)，并將信號燈電壓輸出有無的狀態(tài)反饋至微控制器50，如果微控制器50通過電壓檢測電路70檢測到信號機的信號燈輸出的電壓有無狀態(tài)與微控制器50通過CAN通信接口42實時獲取的信號機控制信號中分析得到的信號燈輸出電壓有無狀態(tài)相同，則確定信號機內(nèi)的信號燈開關(guān)控制電路未發(fā)生故障，如果信號燈控制輸出的電壓有無狀態(tài)不同，則確定信號機內(nèi)的信號燈開關(guān)控制電路發(fā)生故障。具體判斷過程為：如果微控制器50在信號燈有控制輸出檢測到有電壓信號，在信號燈無控制輸出檢測到無電壓信號，則確定信號機內(nèi)的信號燈開關(guān)控制電路的控制輸出和斷開正常，否則，確定信號機內(nèi)的信號燈開關(guān)控制電路出現(xiàn)故障。通過本實施例中簡單的電路設(shè)置，即可實現(xiàn)對信號機內(nèi)信號燈開關(guān)控制電路狀態(tài)的自動檢測。

具體地，如圖1所示，本實施例中的信號機電路智能檢測裝置還包括與微控制器50的輸出端連接的顯示屏80。在實際應(yīng)用中，顯示屏80采用128*64點陣的液晶屏，可有效顯示檢測結(jié)果，比如信號機的通信故障、無控制輸出、控制輸出短路、信號燈故障檢測電路異常以及信號燈開關(guān)控制電路異常等檢測結(jié)果。微控制器50將通過CAN通信接口42獲取的信號機控制信號進行分析得到的信號燈輸出電壓有無狀態(tài)與通過電壓檢測電路70實時檢測到的信號燈控制輸出的電壓有無狀態(tài)進行對比分析，然后將對比分析的結(jié)果通過顯示屏80進行顯示，以實現(xiàn)對信號機狀態(tài)的自動分析與結(jié)果顯示。

需要說明的是，本實施例中通過第一交流開關(guān)21、第二交流開關(guān)22的通/斷來實現(xiàn)對信號機內(nèi)信號燈故障檢測電路的工作狀態(tài)的判斷的過程如圖4所示：

（1）在信號機內(nèi)各模塊之間的通信正常時，信號機電路智能檢測裝置發(fā)送控制指令至信號機以控制信號機進入檢修模式，即信號機僅執(zhí)行該檢測裝置的指令；

（2）微控制器50發(fā)送控制方案1的控制指令至信號機，即控制所有奇數(shù)通道綠燈亮、偶數(shù)通道紅燈亮；斷開奇數(shù)通道綠燈和偶數(shù)通道紅燈的功率電阻開關(guān)，閉合奇數(shù)通道紅燈和偶數(shù)通道綠燈的交流電開關(guān)，同時接收信號機發(fā)送的當前故障狀態(tài)信息；

（3）微控制器50發(fā)送控制方案2的控制指令至信號機，控制所有偶數(shù)通道綠燈亮，奇數(shù)通道紅燈亮斷開偶數(shù)通道綠燈和奇數(shù)通道紅燈的功率電阻開關(guān)，閉合偶數(shù)通道紅燈和奇數(shù)通道綠燈的交流電開關(guān)，并接收信號機發(fā)送的當前故障狀態(tài)信息；

（4）微控制器50發(fā)送控制方案3的控制指令，控制所有黃燈進入黃閃狀態(tài)；斷開所有通道黃燈的功率電阻開關(guān)，閉合所有通道黃燈的交流電開關(guān)，并接收信號機發(fā)送的當前故障狀態(tài)信息；

（5）當功率電阻斷開時，無燈損壞故障信息，則信號機內(nèi)的信號燈故障檢測電路異常；

（6）交流電接入時，無誤亮故障信息，則信號機內(nèi)的信號燈故障檢測電路異常；

（7）否則，信號機內(nèi)的信號燈故障檢測電路正常；

（8）通過顯示屏80顯示故障檢測電路的狀態(tài)，故障檢測電路判斷結(jié)束。

具體地，對信號機內(nèi)通信電路檢測的過程如圖5所示：

（1）微控制器50通過CAN通信接口42輸出數(shù)據(jù)檢測信號至信號機以檢測信號機內(nèi)的心跳數(shù)據(jù)是否正常；

（2）如果正常，則確定信號機通信正常；

（3）如果不正常，則確定信號機通信異常。

具體地，對信號機內(nèi)的信號燈的開關(guān)控制電路進行檢測的具體過程如圖6所示：

（1）在信號機內(nèi)各模塊之間的通信正常時，信號機電路智能檢測裝置發(fā)送控制指令至信號機以控制信號機進入檢修模式，即信號機僅執(zhí)行該檢測裝置的指令；

（2）微控制器50發(fā)送控制方案1的控制指令至信號機，即控制所有奇數(shù)通道綠燈亮、偶數(shù)通道紅燈亮，并將當前檢測到的信號燈各輸入交流電壓狀態(tài)，與微控制器50當前的控制狀態(tài)同時保存；

（3）微控制器50發(fā)送控制方案2的控制指令至信號機，控制所有偶數(shù)通道綠燈亮，奇數(shù)通道紅燈亮，并將當前檢測到的信號燈各輸入交流電壓狀態(tài)，與微控制器50當前的控制狀態(tài)同時保存；

（4）微控制器50發(fā)送控制方案3的控制指令，控制所有黃燈進入黃閃狀態(tài)，并將當前檢測到的信號燈各輸入交流電壓狀態(tài)，與微控制器50當前的控制狀態(tài)同時保存；

（5）分析比較微控制器50的控制信號燈輸出狀態(tài)和當前檢測到的信號燈輸出電壓狀態(tài)；

（6）如控制信號燈有電壓輸出，而檢測到信號燈無電壓輸出，則判斷信號燈開關(guān)控制電路出現(xiàn)斷路故障；

（7）如控制信號燈無電壓輸出，而檢測到信號燈有電壓輸出，則判斷信號燈開關(guān)控制電路出現(xiàn)開路故障；

（8）否則，信號燈開關(guān)控制電路正常；

（9）通過顯示屏80顯示信號燈開關(guān)控制電路的狀態(tài)，信號燈開關(guān)控制電路狀態(tài)判斷結(jié)束。

本實用新型公開的一種信號機電路智能檢測裝置及其控制方法，通過設(shè)置開關(guān)控制電路10、功率電阻30，可實現(xiàn)對信號燈故障檢測電路的有效檢測，通過設(shè)置電壓檢測電路70可實現(xiàn)對信號燈開關(guān)控制電路的有效檢測，通過設(shè)置CAN通信接口42可實時監(jiān)測信號機的通信數(shù)據(jù)，并判斷通信數(shù)據(jù)的有效性，最后通過顯示屏將檢測的結(jié)果進行顯示，以便于對信號機檢測結(jié)果的直觀判斷和維修。本實用新型實現(xiàn)了對信號機內(nèi)電路的自動化檢測，有效的提高了檢測的智能化水平、檢測的有效性以及檢測的可靠性。

以上所述實施方式僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。