多路口智能红绿灯系统和装置的制作方法

本实用新型涉及交通技术领域，尤其是涉及多路口智能红绿灯系统和装置。

背景技术：

随着机动车拥有量和道路数量的急剧增加，城市交通的复杂程度日益增加，道路数目和车辆数目的比例也随之严重失调。交通拥堵带来了更多的燃油消耗和尾气排放，从而使得环境污染加剧，能源消耗不断上升。同时，交通拥挤会带来更多的交通事故，而交通事故的发生又会加剧交通拥挤，因此形成恶性循环。

传统的交通信号灯控制方法往往是以路口的状态，按丁字、十字与多路口分时段进行红绿黄灯控制各路口依次通行，由于实时交通状况的复杂多样性，往往存在车多的路口绿灯通行时间短、无车或少车的路口却亮着绿灯的情形，而且哪个路口在何时间段车多又比较随机，对交通信号灯的控制不好人为预设定。由于红绿灯闪烁时间不能根据车流量的大小进行时时调整，造成了大量汽车拥堵在某一路口，从而导致汽车尾气排放量的增加。

综上所述，如何保证交通秩序，缓解交通拥堵成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供多路口智能红绿灯系统和装置，实现了对过路车辆的实时监测，有利于缓解交通拥堵，维持良好的交通秩序。

第一方面，本实用新型实施例提供了多路口智能红绿灯系统，包括：光电传感器、控制器、第一驱动电路、第二驱动电路、太阳能红绿灯和倒计时灯；

所述光电传感器，与所述控制器相连接，用于根据过路车辆获取监测信号，并将所述监测信号发送给所述控制器；

所述控制器，分别与所述第一驱动电路和所述第二驱动电路相连接，用于根据所述监测信号判断实时交通路况，并向所述第一驱动电路发送第一驱动信号或者向所述第二驱动电路发送第二驱动信号；

所述第一驱动电路，与所述倒计时灯相连接，用于根据所述第一驱动信号进行倒计时显示；

所述第二驱动电路，与所述太阳能红绿灯相连接，用于根据所述第二驱动信号变换所述太阳能红绿灯的显示。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光电传感器还用于在监测到所述过路车辆的情况下，向所述控制器发送低电平信号。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述光电传感器还用于在没有所述过路车辆经过的情况下，向所述控制器发送高电平信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述太阳能红绿灯包括太阳能电池板、蓄电池、太阳能控制器和指示灯。

结合第一方面第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括：

所述太阳能电池板，与所述太阳能控制器相连接，用于将太阳辐射能转化为电能；

所述太阳能控制器，与所述蓄电池相连接，用于控制所述蓄电池的充放电以防止过充；

所述指示灯，分别与所述第二驱动电路和所述蓄电池相连接，用于根据所述第二驱动信号变换所述指示灯的颜色。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括能见度检测仪，与所述控制器相连接，用于通过对目标物的能见距离进行监测，得到能见度监测信号，并将所述能见度监测信号发送给所述控制器。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括LED辅助灯，与所述控制器相连接，用于在能见度低的情况下作为辅助光源维持交通秩序。

第二方面，本实用新型实施例提供了多路口智能红绿灯装置，包括如上所述的多路口智能红绿灯系统，还包括设置在机动车道两边的马路护栏，所述马路护栏上嵌设有光电传感器。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括用于架设太阳能红绿灯的灯杆，所述太阳能红绿灯上设置有与指示灯颜色相同，且在低能见度的情况下开启的LED辅助灯。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述太阳能红绿灯上部设置有遮光罩，所述遮光罩上设置有用于吸收太阳辐射能的柔性电池板。

本实用新型提供了多路口智能红绿灯系统和装置，包括：光电传感器、控制器、第一驱动电路、第二驱动电路、太阳能红绿灯和倒计时灯；光电传感器，与控制器相连，用于根据过路车辆获取监测信号，并将监测信号发送给控制器；控制器，分别与第一驱动电路和第二驱动电路相连，用于根据监测信号判断实时交通路况，并向第一驱动电路发送第一驱动信号或者向第二驱动电路发送第二驱动信号；第一驱动电路，与倒计时灯相连，用于根据第一驱动信号进行倒计时显示；第二驱动电路，与太阳能红绿灯相连接，用于根据第二驱动信号变换太阳能红绿灯的显示。本实用新型实现了对过路车辆的实时监测，有利于缓解交通拥堵，维持良好的交通秩序。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例提供的多路口智能红绿灯系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的太阳能红绿灯结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的多路口智能红绿灯装置结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一多路口智能红绿灯装置结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的LED辅助灯结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的多路口环境结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的车流检测控制方法流程图。

图标：

10-光电传感器；20-控制器；30-第一驱动电路；40-第二驱动电路；50-太阳能红绿灯；60-倒计时灯；51-太阳能电池板；52-蓄电池；53-太阳能控制器；54-指示灯；1-马路护栏；2-LED辅助灯；3-遮光罩。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

传统的交通信号灯控制方法往往是以路口的状态，按丁字、十字与多路口分时段进行红绿黄灯控制各路口依次通行，由于实时交通状况的复杂多样性，往往存在车多的路口绿灯通行时间短、无车或少车的路口却亮着绿灯的情形，而且哪个路口在何时间段车多又比较随机，对交通信号灯的控制不好人为预设定。由于红绿灯闪烁时间不能根据车流量的大小进行时时调整，造成了大量汽车拥堵在某一路口，交通秩序混乱。基于此，本实用新型实施例提供的多路口智能红绿灯系统和装置，实现了对过路车辆的实时监测，有利于缓解交通拥堵，维持良好的交通秩序。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的多路口智能红绿灯系统进行详细介绍。

图1为本实用新型实施例提供的多路口智能红绿灯系统结构示意图。

参照图1，多路口智能红绿灯系统,包括：光电传感器10、控制器20、第一驱动电路30、第二驱动电路40、太阳能红绿灯50和倒计时灯60；

光电传感器10，与控制器20相连接，用于根据过路车辆获取监测信号，并将监测信号发送给控制器20；

具体地，本套装置适用于如图6所示的多路口道路，以实现对多个路口红绿灯的智能控制。其中，光电传感器为激光对射式光电传感器，安装于马路两侧的护栏上，并应与路口尽头保持一定距离，这样保证路过的车辆都能被计数，光电传感器是最主要的检测元件，主要由发射器和接收器组成，结构上是两者相互分离的，在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化，由于激光对射式光电传感器有以下特点:当物体阻断发送器与接收器之间光源时检测物体；检测距离长(可达几十米)；光束强，检测状态稳定不易受干扰，可以可靠使用在野外或者有灰尘的环境中；可检测不同性质、不同外形、不同材质及不同颜色物体。因此，激光对射式光电传感器完全能够适应交通路口的工作环境。

控制器20，分别与第一驱动电路30和第二驱动电路40相连接，用于根据监测信号判断实时交通路况，并向第一驱动电路30发送第一驱动信号或者向第二驱动电路40发送第二驱动信号；

具体地，控制器根据获取到的监测信号对路口红绿灯时间进行调节，尽可能使车流量大的方向绿灯时间长，减少车辆的等待时间。另外，控制器首先根据获取信号对路口红绿灯的红灯绿灯时间进行调节，尽可能使车流量大的方向绿灯时间多，减少车辆等待时间，再对交通干线上相邻交叉路口的交通信号协调控制，最大限度的保证协调方向的车辆在第一个交叉口绿灯驶过后一路绿灯或跟随前方排队队尾不停车通过后续多个路口，形成连续的交通流获得更大的绿波通过带和更少的车辆延误。

第一驱动电路30，与倒计时灯60相连接，用于根据第一驱动信号进行倒计时显示；

第二驱动电路40，与太阳能红绿灯50相连接，用于根据第二驱动信号变换太阳能红绿灯50的显示。

根据本实用新型的示例性实施例，光电传感器10还用于在监测到过路车辆的情况下，向控制器20发送低电平信号。

根据本实用新型的示例性实施例，光电传感器10还用于在没有过路车辆经过的情况下，向控制器20发送高电平信号。

具体地，若有车辆驶来,电路会输出低电平；若无车辆驶来,电路则保持高电平，输出的信号一路接到计数器74LS161的LD端口(低电平有效)，计数器可记录下目前路过车辆的数目，以确定目前的路况状态。根据车流量进行智能控制的方法如图7所示，通过检测的一定时间内的车流量，判断使用哪种应对方案，例如，在高峰时段，采取增加主干道绿灯通行时间，减少次干道绿灯通行时间以最大限度的通过车辆的方案；在低峰时段，采取减少主干道绿灯通行时间，增加次干道绿灯通行时间以平衡过车辆。

根据本实用新型的示例性实施例，太阳能红绿灯50包括太阳能电池板51、蓄电池52、太阳能控制器53和指示灯54。

根据本实用新型的示例性实施例，如图2所示，还包括：

太阳能电池板51，与太阳能控制器相连接，用于将太阳辐射能转化为电能；

太阳能控制器53，与蓄电池相连接，用于控制蓄电池的充放电以防止过充；

指示灯54，分别与第二驱动电路和蓄电池相连接，用于根据第二驱动信号变换指示灯的颜色。

具体地，由于红绿灯需常年不间断用电，耗电量较大，因此可利用丰富的太阳能，在白天通过太阳能电池板一边为蓄电池充电，一边为指示灯提供电能，在夜间则可直接利用蓄电池中存储的电能最大程度地利用可再生能源，节能环保。

根据本实用新型的示例性实施例，还包括能见度检测仪，与控制器相连接，用于通过对目标物的能见距离进行监测，得到能见度监测信号，并将能见度监测信号发送给控制器20。

根据本实用新型的示例性实施例，还包括LED辅助灯，与控制器相连接，用于在能见度低的情况下作为辅助光源维持交通秩序。

具体地，由于目前冬季雾霾天气较多，能见度低，很多司机在能见度低的情况下难以确定路口交通灯的状态，因而也对交通秩序的维持十分不利。为了解决此问题，可在已有指示灯的外围增加一圈LED辅助灯。如果出现雾霾天气，灯杆上的能见度检测仪将向控制器发送能见度监测信号，而后将启动LED辅助灯，由于LED辅助灯的强光作用，并且环绕指示灯的设计，都可以很大程度上缓解上述问题，使司机看清交通灯的状态，从而有效维持交通秩序，避免交通事故的发生。

本实用新型提供了多路口智能红绿灯系统，包括：光电传感器、控制器、第一驱动电路、第二驱动电路、太阳能红绿灯和倒计时灯；光电传感器，与控制器相连，用于根据过路车辆获取监测信号，并将监测信号发送给控制器；控制器，分别与第一驱动电路和第二驱动电路相连，用于根据监测信号判断实时交通路况，并向第一驱动电路发送第一驱动信号或者向第二驱动电路发送第二驱动信号；第一驱动电路，与倒计时灯相连，用于根据第一驱动信号进行倒计时显示；第二驱动电路，与太阳能红绿灯相连接，用于根据第二驱动信号变换太阳能红绿灯的显示。本实用新型实现了对过路车辆的实时监测，有利于缓解交通拥堵，维持良好的交通秩序。

图3为本实用新型实施例提供的多路口智能红绿灯装置结构示意图。

参照图3，多路口智能红绿灯装置包括如上所述的多路口智能红绿灯系统，还包括设置在机动车道两边的马路护栏1，马路护栏上嵌设有光电传感器10。

根据本实用新型的示例性实施例，如图5所示，还包括用于架设太阳能红绿灯的灯杆，太阳能红绿灯上设置有与指示灯颜色相同，且在低能见度的情况下开启的LED辅助灯2。

具体地，LED辅助灯环绕在指示灯外圈，在雾霾或雨雪天气等能见度范围比较低的情况下，可将指示灯外圈的LED辅助灯开启，可利用LED的强光作用方便司机师傅分辨红绿灯。

根据本实用新型的示例性实施例，如图4所示，太阳能红绿灯上部设置有遮光罩3，遮光罩上设置有用于吸收太阳辐射能的柔性电池板。

本实用新型实施例提供的多路口智能红绿灯装置，包括多路口智能红绿灯系统，还包括设置在机动车道两边的马路护栏，马路护栏上嵌设有光电传感器。与上述实施例提供的多路口智能红绿灯系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本实用新型实施例所提供的多路口智能红绿灯系统和装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

需要说明的是，可根据光电传感器监测到的路况信息，合理调配红绿灯的亮起时间，例如，在高峰时段，采取增加主干道绿灯通行时间，减少次干道绿灯通行时间以最大限度的通过车辆，在低峰时段，采取减少主干道绿灯通行时间，增加次干道绿灯通行时间以平衡过车辆，对于一连串指示灯而言，其作用有两点：一是对到达车流加以适当调制，形成密集车队；二是对通过对指示灯的协调使密集车队尽可能地在绿灯期间通过。由于车辆进入车道后有变道的可能，无法测出实际进入各相位的车辆数，但可按照一定的统计规律进行计算获得。另外按照实际情况，在同一方向上一般有三个以上的车道，其中左转车道和右转车道各一个，直行车道有一个以上，从车道上考虑，即使各车道分配车辆数相同，如果直行车道有一个以上，则直行车道车辆数至少是其他车道车辆数的两倍，如果只有三车道，各方向车道数各一个，但考虑到车的实际可能流向，也是直行车多于左转车和右转车，右转车可以随时通过，综合以上分析，可人为假定按照1:2的比例分配左转相位车辆数和直行相位车辆数，因此无需对每个车道均设立马路护栏，只需在所有同一方向行驶的马路两端设置相对的一组马路围栏，结合统计规律，即可粗略得出驶过车辆的数目，据此分配红绿灯亮起时间方案。

并且，将已有的十字路口信号灯系统改造为智能化的交通信号灯系统，只需增设一个控制器(单片机)，将可实现要求的程序烧录进控制器中，然后调整导线的布局，并在路面下埋入环形检测线圈，安装检测电路即可实现。成本较增修道路要低很多，而且这个方法更加环保节约，这符合我国建设资源节约型、环境友好型社会的经济政策。这里，单片机可采用STC89C52，选用单片机作为此次设计的控制系统主要是考虑到单片机的通用性和廉价性。通用性是指单片机的电路以及编程语言相对比其他控制模块来说更加简单和通用，这个对于往后功能的添加以及系统的维护来说更加简便和易行。廉价性是单片机相对于其他的控制模块来说成本更低，一块成熟的STC89C52的成本不过10元，加上其他的外围电路成本也不超过100元，无论是开发成本和维护成本都能够得到很好的控制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。