一种交通信号灯故障阈值自动检测方法及电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明智能交通技术领域，具体的说，涉及一种交通信号灯故障阈值自动检测方 法及电路。
【背景技术】
[0002] 交通信号灯故障检测，主要是通过检测信号灯工作时的电流和电压，进而完成信 号灯亮灭的判断。因此合适的检测阈值，会减少信号灯故障的漏报和误报率，对信号灯故障 检测至关重要。
[0003] 然而，不同厂家、不同类型、甚至不同批次的信号灯，工作电压和电流都有差别。而 目前的交通信号灯故障检测，都使用统一的检测阈值，因此只能实现简单的故障检测，致使 信号灯故障的误报和漏报率很高。若要实现信号灯故障的准确检测，必须对每一个信号灯 的亮灭状态时的电流、电压都进行测量，进而确定每个信号灯(红灯、绿灯和黄灯）的阈值。 但由于传统的测量方法需要施工人员反复地用调压器手动调压、看信号灯的亮灭、记录电 流和电压的阈值、存储到相应的通道，费时费力，可操作性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决现有交通信号灯故障检测阈值不准确，检测方式需要人工调试可 操作性差的问题，提出了一种交通信号灯故障阈值自动检测方法，可以解决上述问题。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现： 一种交通信号灯故障阈值自动检测方法，包括以下步骤： 粗调检测步骤，包括： 以粗调通道初始电压值为起始，以步长D1逐步增加施加在当前通道的电压值，每增加 一次电压值，对应一个工作状态，并且记录与所述电压值相对应的电流值，所施加在当前通 道的电压值不大于上限值Umax，计算各相邻两个工作状态间的电流变化值，从所有电流变 化值中查找出粗调最大电流变化值ΛImaxl，确定得到该粗调最大电流变化值ΛImaxl时 的工作状态，以及该工作状态下的电压值和电流值，分别为粗调电压阈值Un和粗调电流阈 值In;其中，0 <粗调通道初始电压<Umax; 微调检测步骤，包括： 以微调通道初始电压值为起始，以步长D2逐步增加施加在当前通道的电压值，每增加 一次电压值，对应一个工作状态，并且记录与所述电压值相对应的电流值，所施加在当前通 道的电压值不大于粗调电压阈值Un，计算各相邻两个工作状态间的电流变化值，从所有电 流变化值中查找出微调最大电流变化值ΛImax2,确定得到该微调最大电流变化值时的工 作状态，以及该工作状态下的电压值和电流值，分别为微调电压阈值Unm和微调电流阈值 Inm，所述微调电压阈值Unm和微调电流阈值Inm即为交通信号灯故障电压阈值和交通信号 灯故障电流阈值； 其中，微调通道初始电压值=粗调电压阈值Un-步长D3， D3 彡D1 >D2 > 0。
[0006] 进一步的，所述粗调检测步骤中包括以下子步骤： (11 )、参数初始化，包括为粗调通道初始电压值和电流阈值赋值； (12) 、获取当前状态所施加在当前通道的电压值； (13) 、检测当前状态的电流值_，并将所述电流值ip与前一状态的电流值1^相比较， 计算得到粗调电流变化值，其中，k=l，2, 3···，并将所述粗调电流变化值Λ卷与粗调电 流阈值相比较，若所述粗调电流变化值小于或等于所述粗调电流阈值，则更新施加在当前 通道上的电压值，增加D1，否则，更新所述粗调电流阈值，另粗调电流阈值=，然后更新 施加在当前通道上的电压值，增加D1 ; (14) 、判断更新后的电压值是否小于或等于上限值Umax，若是，则返回步骤（12)，进入 下一状态，否则，当前粗调电流阈值即为粗调最大电流变化值ΛImaxl，查找得到粗调最大 电流变化值ΛImaxl时所对应状态的电压值和电流值，分别为粗调电压阈值Un和粗调电流 阈值In，执行微调步骤。
[0007] 进一步的，所述微调检测步骤中包括以下子步骤： (21) 、计算微调通道初始电压值，其中，微调通道初始电压值=粗调电压阈值Un-步长 D3 ； (22) 、获取当前状态所施加在当前通道的电压值； (23) 、检测当前状态的电流值巧，并将所述电流值与前一状态的电流值相比较， 计算得到微调电流变化值，其中，j=l，2, 3···，并将所述微调电流变化值与微调电 流阈值相比较，若所述微调电流变化值Λ七小于或等于所述微调电流阈值，则更新施加在 当前通道上的电压值，增加D2,否则，更新所述微调电流阈值，另微调电流阈值=，然后 更新施加在当前通道上的电压值，增加D2 ; (24) 、判断更新后的电压值是否小于或等于粗调电压阈值Un，若是，则返回步骤（22)， 进入下一状态，否则，当前微调电流阈值即为微调最大电流变化值ΛImax2,查找得到微调 最大电流变化值ΛImax2时所对应状态的电压值和电流值，分别为微调电压阈值Unm和微 调电流阈值Inm〇
[0008] 进一步的，还包括判断是否检测完所有通道故障阈值的步骤，所述所有通道包括 红灯通道、绿灯通道、以及黄灯通道。
[0009] 基于上述的交通信号灯故障阈值自动检测方法，本发明同时提出了一种交通信号 灯故障阈值自动检测电路，包括主控板、第一单片机、第二单片机、光耦驱动电路、可控硅输 出电路、电流采样电路、电压采样电路，所述可控硅输出电路连接在交通信号灯的电路中， 所述检测电路执行以下检测方法： 粗调检测步骤，包括：主控板控制第一单片机向光耦驱动电路发送调压信号，光耦驱动 电路驱动可控硅输出电路施加在交通信号灯上的电压值，以粗调通道初始电压值为起始， 以步长D1逐步增加施加在交通信号灯上的电压值，每增加一次电压值，对应一个工作状 态，并且由电流采样电路采样交通信号灯电路的电流值，并发送至第二单片机，所述第二单 片机将电流值发送至第一单片机，所施加在交通信号灯上的电压值不大于上限值Umax，第 一单片机计算各相邻两个工作状态间的电流变化值，从所有电流变化值中查找出粗调最大 电流变化值ΛImaxl，确定得到该粗调最大电流变化值ΛImaxl时的工作状态，以及该工作 状态下的电压值和电流值，分别为粗调电压阈值Un和粗调电流阈值In;其中，0彡粗调通道 初始电压<Umax; 微调检测步骤，包括： 主控板控制第一单片机向光耦驱动电路施加调压信号，光耦驱动电路驱动可控硅输出 电路施加在交通信号灯上的电压值，以粗调电压阈值Un为起始，以步长D2逐步增加施加在 交通信号灯上的电压值，每增加一次电压值，对应一个工作状态，并且由电流采样电路采样 交通信号灯电路的电流值，并发送至第二单片机，所述第二单片机将电流值发送至第一单 片机，所施加在交通信号灯上的电压值不大于粗调电压阈值Un，第一单片机计算各相邻两 个工作状态间的电流变化值，从所有电流变化值中查找出微调最大电流变化值ΛImax2，确 定得到该微调最大电流变化值时的工作状态，以及该工作状态下的电压值和电流值，分别 为微调电压阈值Unm和微调电流阈值Inm，所述微调电压阈值Unm和微调电流阈值Inm即为 交通信号灯故障电压阈值和交通信号灯故障电流阈值； 其中，微调通道初始电压值=粗调电压阈值Un-步长D3， D3 彡Dl>D2 > 0。
[0010] 进一步的，所述第一单片机与所述主控板采用CAN总线通信。
[0011] 进一步的，所述第一单片机与所述第二单片机采用光耦隔离通信。
[0012] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的交通信号灯故障阈值自 动检测方法，依据信号灯亮灭状态改变时电流会发生较大幅度变化的原理，即，施加电压小 于点亮信号灯的阈值时，信号灯是熄灭的，致使输入功率较小，输入电流较小，随着施加电 压逐渐增加，但仍小于点亮信号灯的阈值，相应电流增加，但是增加幅度较小，当施加电压 增加至点亮信号灯的阈值时，可以将信号灯亮，此时，通过信号灯的电流会发生大幅变化， 本发明即利用了此特性，通过施加不同电压，检测信号灯的电流发生大幅变化时所对应的 电压值和电流值，也即开启阈值，通过采用粗调和微调的方式，粗调首先确定阈值的大概范 围，微调确定阈值的精准值，有利于提高检测速度，整个检测过程自动检测，无需人工调试， 可操作性强，检测效率高。
[0013] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更 加清楚。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0015] 图1是本发明所提出的交通信号灯故障阈值自动检测方法的一种实施例中粗调 检测流程图； 图2是本发明所提出的交通信号灯故障阈值自动检测方法的一种实施例中微调检测 流程图； 图3是本发明所提出的交通信号灯故障阈值自动检测电路的一种实施例原理方框图。【具体实施方式】
[0016] 下面将结