一種信號機監控電路的製作方法

2023-06-09 21:11:27 1

本實用新型涉及交通信號控制技術領域，具體涉及一種信號機監控電路。

背景技術：

按照信號機相關標準要求，當信號機無法正常工作時，需可通過獨立的黃閃控制電路將信號機切換為黃閃狀態。當前信號機實現該故障檢測及控制的方式為設計獨立的黃閃控制電路，如專利CN202677618U，其控制輸出與驅動電路的控制輸出並聯，該控制電路可實現對每一路黃燈的直接控制，但該黃閃控制電路對黃燈直接控制，高壓電路複雜，應用成本較高，且需將黃閃控制電路的每一路黃燈控制輸出均並接在相應的信號機驅動電路的黃燈輸出上，接線較多，可靠度不高，該方法在信號燈組增減或變換時（如無黃燈的人行燈組與有黃燈的車行燈組交換），無法便捷有效的實現黃閃控制功能的自由擴展。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種信號機監控電路，該監控電路可實現對相應異常狀態的有效監控及對信號燈的黃閃控制，解決當前信號機的故障監測及獨立黃閃控制電路的應用成本高、並聯接線複雜、自由擴展的靈活性差的技術問題，實現對信號機異常狀態的更便捷有效的監測及控制。

為實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案：

一種信號機監控電路，包括主控電路及與主控電路通過CAN總線相連的監控電路和多個驅動電路，所述主控電路用於下發燈組控制指令，所述驅動電路用於接收所述控制指令並驅動相應的紅、黃、綠信號燈工作，所述監控電路用於實時檢測電路故障並判斷相關故障，通過驅動輸出信號K1和K2獨立控制信號機黃閃。

所述監控電路包括解碼器J1、與門F1、與門F2、解碼器Q1和或門F3，所述解碼器J1的輸入端與第一主晶片及通信電路相連，解碼器J1的輸出DO端與與門F1的輸入A端相連，解碼器J1的輸出D3端與或門F3的輸入B端相連，所述與門F2的輸入A端與解碼器J1的輸出D0端相連，與門F1的輸入B端及與門F2的輸入B端與第二主晶片及通信電路相連，與門F1的輸出端與解碼器Q1的輸入SA端相連，與門F2的輸出端與解碼器Q1的輸入SB端相連，解碼器Q1的輸出D3端與或門F3的輸入A端相連，解碼器J1的輸出D3端與或門F3的輸入B端相連，所述解碼器Q1的輸出D1端接紅燈驅動信號，其輸出D2端接綠燈驅動信號，所述或門F3的輸出端接黃燈驅動信號。

所述解碼器J1和解碼器Q1均選用型號為74HC139的二四解碼器。

所述或門F3採用型號為SN74LVC1G32的晶片。

所述與門F1及與門F2選用型號為SN74LVC2G08的晶片。

所述主晶片選用STM32控制電路。

由上述技術方案可知，本實用新型通過監控電路和驅動電路的CAN總線連接，實現了對信號機故障的有效監控。通過電平總線和驅動電路，實現了監控電路通過IO電平信號對信號燈的獨立黃閃控制。通過監控電路的實時監控和有效控制，實現了信號機的安全可靠運行。通過電平信號線的連接，有效實現了信號機的故障黃閃控制。該電路可實現對驅動電路的自由擴展，無需將每個黃燈輸出單獨連接至監控電路，接線簡單；同時監控電路也無需交流控制的相關元器件，安全可靠，應用成本低。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路框圖；

圖2是本實用新型的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明：

如圖1所示，本實施例的信號機監控電路，包括主控電路1、監控電路2和多個驅動電路3，該主控電路1和監控電路2、及多個驅動電路3共用一組CAN總線進行信息的交互,主控電路1下發燈組控制指令，驅動電路3接收該指令並驅動相應的紅黃綠信號燈。當出現信號機主控電路1不能正常工作，或者驅動電路3的主晶片不能正常控制等故障時，該監控電路2通過CAN總線實時監測並判斷相關故障，通過驅動輸出信號K1和K2獨立控制信號機黃閃。

如圖2所示，該監控電路2包括解碼器J1，該驅動電路3包括與門F1、與門F2、解碼器Q1和或門F3，解碼器J1的輸入端與主晶片及通信電路相連，解碼器J1的輸出DO端與與門F1的輸入A端相連，解碼器J1的輸出D3端與或門F3的輸入B端相連，與門F2的輸入A端與解碼器J1的輸出D0端相連，與門F1的輸入B端及與門F2的輸入B端與主晶片及通信電路相連，與門F1的輸出端與解碼器Q1的輸入SA端相連，與門F2的輸出端與解碼器Q1的輸入SB端相連，解碼器Q1的輸出D3端與或門F3的輸入A端相連，解碼器J1的輸出D3端與或門F3的輸入B端相連，解碼器Q1的輸出D1端接紅燈驅動信號，其輸出D2端接綠燈驅動信號，或門F3的輸出端接黃燈驅動信號。解碼器J1的輸出D0端為輸出控制信號K1端，解碼器J1的輸出D3端為輸出控制信號K2端。

其黃閃控制電路由主晶片U1的兩個IO引腳輸出2個控制信號，通過解碼器J1的D0和D3引出2個驅動輸出，並分別連接至K1和K2控制總線。由於解碼器具有輸出高電平唯一的特點，該控制電路可確保監控電路2的2個驅動輸出不同時為高電平，確保控制可靠性；同時由於其驅動能力更強，使得控制總線K1/K2的電平信號更穩定可靠。

驅動電路3通過CAN總線接收主控電路1的燈組運行指令並控制信號燈的運行。其主晶片的燈組控制輸出與監控電路2的2個驅動電平輸出相互連接。驅動電路3的主晶片將其自身的兩個IO控制信號IO_3和IO_4分別和監控電路2輸出的K1並聯至與門F1和與門F2，當K1為高電平時，與門F1和與門F2才可在IO_4和IO_4高電平時輸出高電平信號。通過解碼器Q1可確保其輸出D1、D2、D3端同時只有一個輸出為有效的高電平信號。驅動電路3中的解碼器Q1的D3輸出與監控電路2的K2驅動信號並聯至或門F3，並輸出為黃燈控制信號，實現驅動電路3和監控電路2對黃燈的獨立控制。

工作時，當監控電路2檢測到信號機正常運行，輸出IO_1為低電平(0)、IO_2為低電平(0)，經過解碼器J1後輸出K1高電平(1)、K2低電平(0)。由於K2為低電平(0)，或門F3隻受解碼器Q1的輸出D3端控制，即D3端可直接控制黃燈信號。此時與門F1和與門F2的輸出只受驅動電路3的IO_3和IO_4控制，驅動電路3的主晶片通過輸出IO_3和IO_4為相應的低-高(01)或高-低(10)或高-高(11)信號，分別輸出解碼器Q1的D1或D2或D3端為高電平(1)，控制紅燈、綠燈和黃燈點亮或熄滅。

當監控電路2檢測到信號機工作不正常時，輸出IO_1高電平(1)，使得輸出K1為低電平(0)，D1/D2/D3均為低電平(0)。監控電路2的主晶片通過輸出IO_2為高電平(1)或低電平(0)，K2為高電平(1)或低電平(0)，經過或門F3可獨立實現其輸出為高電平(1)和低電平(0)，實現黃燈的點亮或熄滅，即閃光控制。

本實施例中，監控電路2和驅動電路3的主晶片均選用STM32控制電路，具備CAN信號輸出和IO電平輸入輸出功能。可實現CAN總線的有效連接以及電平信號的有效輸出控制。每個驅動電路3可驅動四組紅黃綠信號燈，一個標準的十字路口共需接四塊驅動電路3。

為實現器件的統一，本實施例中監控電路2和驅動電路3的解碼器均選用二四解碼器74HC139，可實現兩路IO輸入，四路電平信號輸出的功能。監控電路2隻需用其中的一路解碼器功能。每個驅動電路3由四組信號燈組輸出，需2個74HC139晶片。或門F3採用SN74LVC1G32晶片，可實現2個輸入信號的或邏輯功能輸出控制。與門F1和F2採用2路與門晶片SN74LVC2G08，可實現兩路信號的與邏輯功能輸入輸出控制。

主控電路1和各個驅動電路3每秒鐘均發生一次自身的運行狀態，若運行狀態不正常（如系統維護）或連續三秒無某個電路板狀態（如主晶片損壞或者通信故障），監控電路2則可判斷為信號機不能正常工作，此時監控電路2可獨立執行對黃燈的閃光控制；如所有電路板連續5秒均運行正常，且允許恢復，則可從CAN總線發送恢復指令，使信號機恢復執行正常的信號燈運行方案，並恢復驅動電平輸出K1和K2分別為正常的高電平和低電平信號。

當信號機無法正常工作時，該監控裝置可實現對相應異常狀態的有效監控及對信號燈的黃閃控制。解決當前信號機的故障監測及獨立黃閃控制裝置的應用成本高、並聯接線複雜、自由擴展的靈活性差的技術問題，實現對信號機異常狀態的更便捷有效的監測及控制。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。