專利名稱：新型交通燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交通信號燈，尤指一種根據路口車流量分配通行時間的交通信號燈。
背景技術：
目前，一些主要城市十字路口處的交通信號燈，其閃爍時間的設定普遍采用的是定時控制方式。即路口每條道路通行的時間都是預先設定好的，或是在高峰期由警察人為控制時間長短的設定，這種控制方式存在一定的盲目性。各條道路放行的時間與通過這條道路的車流量無關，更不會隨著一天內不同時間車流量的不同而相應地調整。這勢必造成交通堵塞。
城市交通堵塞日趨嚴重，現行交通信號燈定時控制不合理正是造成這一問題的重要原因之一。

發(fā)明內容
鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種新型交通燈，該交通燈對通過路口的車流量進行實時測算，根據車流量控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，從而解決現有技術存在的缺點，解決交通堵塞的問題。
為實現上述目的，本實用新型采用以下設計方案這種新型交通燈，它主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成；所述光電對管設置在每一方向道路兩端；每一對光電對管的輸出端與所述控制電路板信號輸入端相連，將計數結果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU)；所述控制電路板的信號輸出端與交通信號燈相連。
所述控制電路板主要包括微電腦處理器、EEPROM存儲器；所述光電對管的輸出端通過八總線驅動器與微電腦處理器的P1口相連，將計數結果輸送給微電腦處理器；微電腦處理器的P0口通過地址鎖存器與EEPROM存儲器的地址口A0-A7相連，微電腦處理器的P20-P22與EEPROM存儲器的地址口A8-A10相連，微電腦處理器的P0口又與EEPROM存儲器的數據口相連，微電腦處理器的P3口通過八總線驅動器與所述交通信號燈。
由于本實用新型采用以上設計方案，控制電路板上的微電腦處理器根據光電對管對來往車輛實時監(jiān)控、計數的結果，運行存儲在EEPROM中的程序，控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，再驅動交通燈作出合理顯示，從而解決了現有路口各條道路放行的時間與通過這條道路上的車流量無關的弊端。而是根據各方向車流量的變化控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，從根本上解決交通堵塞的問題。


圖1本實用新型光電對管安裝位置示意圖。
圖2為本實用新型控制電路部分電路原理圖。
圖3為本實用新型程序流程圖1。
圖4為本實用新型程序流程圖2。
圖5為本實用新型控制子程序流程圖。
圖6為本實用新型各計時時間段示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例進一步詳細說明。
本實用新型主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成。
如圖1所示，本實用新型在每條道路上分別安裝一對光電對管，對來往車輛進行計數。目前，主要的城市，其道路通常都有8條不同方向車道(右行不予考慮，4條直行，4條左轉)。本實用新型根據實際情況將8條不同方向車道，兩兩編成一對(如圖1中的①①′、②②′、③③′、④④′就是一對)，共編為4對，分別在每一方向道路兩端設置一對光電對管，對來往車輛進行計數。每一對光電對管的輸出端與控制電路板相連，將計數結果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU)。
如圖2所示，本實用新型控制電路板主要包括微電腦處理器U1(80C31)、EEPROM存儲器U2(28C16)。其核心部分是八位微電腦處理器80C31。由于U1(80C31)內部不含程序存儲器，它所運行的程序被置于外部的2K EEPROM U2(28C16)中。
每只光電對管(D1-D8)的輸出端通過八總線驅動器U3(74HC244)與U1的P1口相連，將計數結果輸送給微電腦處理器U1。U1的P0口通過地址鎖存器U4(74LS373)與U2(28C16)的地址口A0-A7相連，P20-P22與U2的地址口A8-A10相連，同時，U1的P0口又與U2的數據口相連，讀取存儲在U2內的程序。U1的P3口通過八總線驅動器U5(74LS244)與信號燈LED1-LED8相連，用于控制16個信號燈(8個紅燈和8個綠燈)。由于8條道路(如圖1示)被兩兩編成一對，每對同時放行，所以每對對應的發(fā)光二極管被串聯起來，同時點亮或熄滅。
U1的P1口主要負責從光電管讀入信號。每一只光電管都與電阻排中的1只470K電阻串聯起來，接在電源兩端，見圖7。沒有光照的時候，即發(fā)光管發(fā)出的光束被車輛遮住時，光電管中的暗電流很小，只有0.2μA，所以此時電源電壓被大部分分配在光電管上。有光照的時候，光電管中的電流增大到幾十微安，情況就恰好反了過來。光電管的正極被聯接在U3(74HC244)上，HCMOC器件輸入阻抗很高，所以對光電管的分壓狀況沒有什么影響，光電管的信號經這一級緩沖之后被送入U1的P1口中。
控制電路板上的微電腦處理器U1根據光電對管對來往車輛計數的結果，運行存儲在U2內的程序，控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間，再驅動交通燈作出合理顯示。
對于現在城市道路所常見的有8條不同方向車道(4條直行，4條左轉)的情況，本實用新型實施方案將8條不同方向車道，兩兩編成一對(如圖2中的①①′、②②′、③③′、④④′就是一對)，共可編為4對。每對同時放行，每對放行時間為 具體執(zhí)行過程為各條道路均安裝一對光電對管，對駛向路口的車輛進行計數，把計數結果匯總到微電腦處理器U1中進行運算，再驅動交通燈作出合理顯示。
在每條道路放行之前計算出應當放行的時間。由各路光電對管送來的信號保存在8個寄存器中ni(i＝1，2，3，4)為i號從上次放行結束到這次放行開始，i號路上檢測到的車數；si(i＝1，2，3，4)為i號路上次放行結束到這次放行開始之前，所有道路檢測到的車數總和。從而i號路應放行的時間為t＝(ni/ns)×T(T為時間常數)。如果在某段時間內各條道路均沒有檢測到車，則各條道路放行時間統(tǒng)一設置為一常數(本演示模型設定為7.5秒)。對于具體計算，現舉例如下若從1號路上次放行到這次放行之前，1、2、3、4號路分別通過了10、20、30、40輛車，則n1＝10，s1＝100；若T＝60s，則1號路放行時間為(10/100)×60＝6s。
說明的是(1)光電對管應裝在距路口有相當一段距離(大約幾十米到幾百米范圍內)的地方，它可以檢測到正在駛向路口或正在等候紅燈而尚未通過路口的車輛，如果某條道路口上的檢測到的車數多，那么其被分配的放行時間則長，反之亦然。
(2)本實用新型把來自4個方向、8條左轉和直行車道分為互不相干的4組(見圖1)，按組依順序號1、2、3、4依次放行，每個來車方向的車輛都應在被光電對管計數前就駛入各自預備通過的左轉和直行的車道。
(3)實際交通道路中還有一條單獨用于右轉彎行駛的車道，他們不會干擾其它車道，故本實用新型未予考慮。
這種新型紅綠燈執(zhí)行過程的數學模型如下設ni(i＝1，2，3，4)——從第i號道路上次放行結束到這次放行之前，第i號道路上檢測到的車數；si(i＝1，2，3，4)——從第i號道路上次放行結束到這次放行之前，所有道路上檢測到的車數總和；m——正在放行的路口或正在被計算放行時間且即將放行的路口的編號；t——當前路口預備放行時間。
本實用新型可分為兩個子模型，每個子模型均可對上述這些全局變量進行讀取或修改。
第一個子模型負責讀取和處理光電管送來信號，每間隔5ms定時執(zhí)行一次。其流程圖見圖3。
第二個子模型用于計算當前路口將被放行的時間，其流程圖見圖4。
需要說明的是說本控制程序是通過一塊80C31單片機來實現的。上述兩個子模型分別由兩個定時器中斷子程序來實現，見圖5。子程序①每隔5ms定時執(zhí)行一次，子程序②計算出時間t后，改變紅綠燈顯示，并把t置入定時器0，當定時器到時的時候，子程序②又一次被執(zhí)行。子程序①、②執(zhí)行情況如圖5所示。
如果某段時間內各條道路均無車輛駛來，本模型為便于演示將各條道路放行時間統(tǒng)一設置為7.5s。在上述兩個子模型流程圖中，分別設置S1、S2、S3、S44個變量，這4個變量雖都為所有路口檢測到的車輛總和，但它們是有差別的，其差別在于它們計數的起點和終點不同，所被計數的車輛都是尚未通過紅綠燈路口的車輛數，所以第i(i＝1，2，3，4)條道路計時的時間段及nm，sm的計時時間段如圖6所示。
權利要求1.一種新型交通燈，其特征在于它主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成；所述光電對管設置在每一方向道路兩端；每一對光電對管的輸出端與所述控制電路板信號輸入端相連，將計數結果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU)；所述控制電路板的信號輸出端與交通信號燈相連。
2.根據權利要求1所述的新型交通燈，其特征在于所述控制電路板主要包括微電腦處理器、EEPROM存儲器；所述光電對管的輸出端通過八總線驅動器與微電腦處理器的P1口相連，將計數結果輸送給微電腦處理器；微電腦處理器的P0口通過地址鎖存器與EEPROM存儲器的地址口A0-A7相連，微電腦處理器的P20-P22與EEPROM存儲器的地址口A8-A10相連，微電腦處理器的P0口又與EEPROM存儲器的數據口相連，微電腦處理器的P3口通過八總線驅動器與所述交通信號燈。
專利摘要本實用新型公開了一種新型交通燈,它主要由交通信號燈、光電對管和控制電路板構成。它是在每一方向道路兩端設置一對光電對管;每一對光電對管的輸出端與控制電路板信號輸入端相連,將計數結果輸送給控制電路板上的微電腦處理器(CPU);控制電路板的信號輸出端與交通信號燈相連?？刂齐娐钒迳系奈㈦娔X處理器根據光電對管對來往車輛計數的結果,運行存儲在EEPROM中的程序,控制路口各方向開通時間、分配各方向的通行時間,再驅動交通燈作出合理顯示。從而解決了現有路口各條道路放行的時間與通過這條道路上的車流量無關的弊端。
文檔編號G08G1/00GK2491923SQ01232950
公開日2002年5月15日 申請日期2001年8月9日 優(yōu)先權日2001年8月9日
發(fā)明者陳曦, 林一青 申請人:陳曦, 林一青