CN106373409B - 一种信号机监控电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种信号机监控电路，包括主控电路及与主控电路通过CAN总线相连的监控电路和多个驱动电路，所述主控电路用于下发灯组控制指令，所述驱动电路用于接收所述控制指令并驱动相应的红、黄、绿信号灯工作，所述监控电路用于实时检测电路故障并判断相关故障，通过驱动输出信号K1和K2独立控制信号机黄闪。本发明有效实现了信号机的故障监测及独立黄闪控制，无需将驱动电路每个黄灯输出并联至监控电路，接线简单；同时监控电路也无需交流控制的相关元器件，安全可靠，应用成本低。

Description

一种信号机监控电路

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，具体涉及一种信号机监控电路。

背景技术

按照信号机相关标准要求，当信号机无法正常工作时，需可通过独立的黄闪控制电路将信号机切换为黄闪状态。当前信号机实现该故障检测及控制的方式为设计独立的黄闪控制电路，如专利CN202677618U，其控制输出与驱动电路的控制输出并联，该控制电路可实现对每一路黄灯的直接控制，但该黄闪控制电路对黄灯直接控制，高压电路复杂，应用成本较高，且需将黄闪控制电路的每一路黄灯控制输出均并接在相应的信号机驱动电路的黄灯输出上，接线较多，可靠度不高，该方法在信号灯组增减或变换时（如无黄灯的人行灯组与有黄灯的车行灯组交换），无法便捷有效的实现黄闪控制功能的自由扩展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号机监控电路，该监控电路可实现对相应异常状态的有效监控及对信号灯的黄闪控制，解决当前信号机的故障监测及独立黄闪控制电路的应用成本高、并联接线复杂、自由扩展的灵活性差的技术问题，实现对信号机异常状态的更便捷有效的监测及控制。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种信号机监控电路，包括主控电路及与主控电路通过CAN总线相连的监控电路和多个驱动电路，所述主控电路用于下发灯组控制指令，所述驱动电路用于接收所述控制指令并驱动相应的红、黄、绿信号灯工作，所述监控电路用于实时检测电路故障并判断相关故障，通过驱动输出信号K1和K2独立控制信号机黄闪。

所述监控电路包括译码器J1、与门F1、与门F2、译码器Q1和或门F3，所述译码器J1的输入端与第一主芯片及通信电路相连，译码器J1的输出DO端与与门F1的输入A端相连，译码器J1的输出D3端与或门F3的输入B端相连，所述与门F2的输入A端与译码器J1的输出D0端相连，与门F1的输入B端及与门F2的输入B端与第二主芯片及通信电路相连，与门F1的输出端与译码器Q1的输入SA端相连，与门F2的输出端与译码器Q1的输入SB端相连，译码器Q1的输出D3端与或门F3的输入A端相连，译码器J1的输出D3端与或门F3的输入B端相连，所述译码器Q1的输出D1端接红灯驱动信号，其输出D2端接绿灯驱动信号，所述或门F3的输出端接黄灯驱动信号。

所述译码器J1和译码器Q1均选用型号为74HC139的二四译码器。

所述或门F3采用型号为SN74LVC1G32的芯片。

所述与门F1及与门F2选用型号为SN74LVC2G08的芯片。

所述主芯片选用STM32控制电路。

由上述技术方案可知，本发明通过监控电路和驱动电路的CAN总线连接，实现了对信号机故障的有效监控。通过电平总线和驱动电路，实现了监控电路通过IO电平信号对信号灯的独立黄闪控制。通过监控电路的实时监控和有效控制，实现了信号机的安全可靠运行。通过电平信号线的连接，有效实现了信号机的故障黄闪控制。该电路可实现对驱动电路的自由扩展，无需将每个黄灯输出单独连接至监控电路，接线简单；同时监控电路也无需交流控制的相关元器件，安全可靠，应用成本低。

附图说明

图1是本发明的电路框图；

图2是本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本实施例的信号机监控电路，包括主控电路1、监控电路2和多个驱动电路3，该主控电路1和监控电路2、及多个驱动电路3共用一组CAN总线进行信息的交互,主控电路1下发灯组控制指令，驱动电路3接收该指令并驱动相应的红黄绿信号灯。当出现信号机主控电路1不能正常工作，或者驱动电路3的主芯片不能正常控制等故障时，该监控电路2通过CAN总线实时监测并判断相关故障，通过驱动输出信号K1和K2独立控制信号机黄闪。

如图2所示，该监控电路2包括译码器J1，该驱动电路3包括与门F1、与门F2、译码器Q1和或门F3，译码器J1的输入端与主芯片及通信电路相连，译码器J1的输出DO端与与门F1的输入A端相连，译码器J1的输出D3端与或门F3的输入B端相连，与门F2的输入A端与译码器J1的输出D0端相连，与门F1的输入B端及与门F2的输入B端与主芯片及通信电路相连，与门F1的输出端与译码器Q1的输入SA端相连，与门F2的输出端与译码器Q1的输入SB端相连，译码器Q1的输出D3端与或门F3的输入A端相连，译码器J1的输出D3端与或门F3的输入B端相连，译码器Q1的输出D1端接红灯驱动信号，其输出D2端接绿灯驱动信号，或门F3的输出端接黄灯驱动信号。译码器J1的输出D0端为输出控制信号K1端，译码器J1的输出D3端为输出控制信号K2端。

其黄闪控制电路由主芯片U1的两个IO引脚输出2个控制信号，通过译码器J1的D0和D3引出2个驱动输出，并分别连接至K1和K2控制总线。由于译码器具有输出高电平唯一的特点，该控制电路可确保监控电路2的2个驱动输出不同时为高电平，确保控制可靠性；同时由于其驱动能力更强，使得控制总线K1/K2的电平信号更稳定可靠。

驱动电路3通过CAN总线接收主控电路1的灯组运行指令并控制信号灯的运行。其主芯片的灯组控制输出与监控电路2的2个驱动电平输出相互连接。驱动电路3的主芯片将其自身的两个IO控制信号IO_3和IO_4分别和监控电路2输出的K1并联至与门F1和与门F2，当K1为高电平时，与门F1和与门F2才可在IO_4和IO_4高电平时输出高电平信号。通过译码器Q1可确保其输出D1、D2、D3端同时只有一个输出为有效的高电平信号。驱动电路3中的译码器Q1的D3输出与监控电路2的K2驱动信号并联至或门F3，并输出为黄灯控制信号，实现驱动电路3和监控电路2对黄灯的独立控制。

工作时，当监控电路2检测到信号机正常运行，输出IO_1为低电平(0)、IO_2为低电平(0)，经过译码器J1后输出K1高电平(1)、K2低电平(0)。由于K2为低电平(0)，或门F3只受译码器Q1的输出D3端控制，即D3端可直接控制黄灯信号。此时与门F1和与门F2的输出只受驱动电路3的IO_3和IO_4控制，驱动电路3的主芯片通过输出IO_3和IO_4为相应的低-高(01)或高-低(10)或高-高(11)信号，分别输出译码器Q1的D1或D2或D3端为高电平(1)，控制红灯、绿灯和黄灯点亮或熄灭。

当监控电路2检测到信号机工作不正常时，输出IO_1高电平(1)，使得输出K1为低电平(0)，D1/D2/D3均为低电平(0)。监控电路2的主芯片通过输出IO_2为高电平(1)或低电平(0)，K2为高电平(1)或低电平(0)，经过或门F3可独立实现其输出为高电平(1)和低电平(0)，实现黄灯的点亮或熄灭，即闪光控制。

本实施例中，监控电路2和驱动电路3的主芯片均选用STM32控制电路，具备CAN信号输出和IO电平输入输出功能。可实现CAN总线的有效连接以及电平信号的有效输出控制。每个驱动电路3可驱动四组红黄绿信号灯，一个标准的十字路口共需接四块驱动电路3。

为实现器件的统一，本实施例中监控电路2和驱动电路3的译码器均选用二四译码器74HC139，可实现两路IO输入，四路电平信号输出的功能。监控电路2只需用其中的一路译码器功能。每个驱动电路3由四组信号灯组输出，需2个74HC139芯片。或门F3采用SN74LVC1G32芯片，可实现2个输入信号的或逻辑功能输出控制。与门F1和F2采用2路与门芯片SN74LVC2G08，可实现两路信号的与逻辑功能输入输出控制。

主控电路1和各个驱动电路3每秒钟均发生一次自身的运行状态，若运行状态不正常（如***维护）或连续三秒无某个电路板状态（如主芯片损坏或者通信故障），监控电路2则可判断为信号机不能正常工作，此时监控电路2可独立执行对黄灯的闪光控制；如所有电路板连续5秒均运行正常，且允许恢复，则可从CAN总线发送恢复指令，使信号机恢复执行正常的信号灯运行方案，并恢复驱动电平输出K1和K2分别为正常的高电平和低电平信号。

当信号机无法正常工作时，该监控装置可实现对相应异常状态的有效监控及对信号灯的黄闪控制。解决当前信号机的故障监测及独立黄闪控制装置的应用成本高、并联接线复杂、自由扩展的灵活性差的技术问题，实现对信号机异常状态的更便捷有效的监测及控制。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种信号机监控电路，其特征在于：包括主控电路及与主控电路通过CAN总线相连的监控电路和多个驱动电路，所述主控电路用于下发灯组控制指令，所述驱动电路用于接收所述控制指令并驱动相应的红、黄、绿信号灯工作，所述监控电路用于实时检测电路故障并判断相关故障，通过驱动输出信号K1和K2独立控制信号机黄闪；所述监控电路包括译码器J1、与门F1、与门F2、译码器Q1和或门F3，所述译码器J1的输入端与第一主芯片及通信电路相连，译码器J1的输出DO端与与门F1的输入A端相连，译码器J1的输出D3端与或门F3的输入B端相连，所述与门F2的输入A端与译码器J1的输出D0端相连，与门F1的输入B端及与门F2的输入B端与第二主芯片及通信电路相连，与门F1的输出端与译码器Q1的输入SA端相连，与门F2的输出端与译码器Q1的输入SB端相连，译码器Q1的输出D3端与或门F3的输入A端相连，译码器J1的输出D3端与或门F3的输入B端相连，所述译码器Q1的输出D1端接红灯驱动信号，其输出D2端接绿灯驱动信号，所述或门F3的输出端接黄灯驱动信号。

2.根据权利要求1所述的信号机监控电路，其特征在于：所述译码器J1和译码器Q1均选用型号为74HC139的二四译码器。

3.根据权利要求1所述的信号机监控电路，其特征在于：所述或门F3采用型号为SN74LVC1G32的芯片。

4.根据权利要求1所述的信号机监控电路，其特征在于：所述与门F1及与门F2选用型号为SN74LVC2G08的芯片。

5.根据权利要求1所述的信号机监控电路，其特征在于：所述主芯片选用STM32控制电路。