一种基于神经元电路的信号灯控制系统及电子设备的制作方法

本技术涉及脉冲神经网络应用，尤其涉及一种基于神经元电路的信号灯控制系统及电子设备。

背景技术：

1、交通信号灯控制常常采用固定时间和固定模式的方式进行控制。但随着经济的发展，道路交通趋向于复杂化。而道路的交通量也呈现区域化和时间段区别化。即不同的区域有着不同的交通变化特色，如在办公楼较多的区域，在上下班的高峰时段道路拥堵程度高于工作时间的道路拥堵程度。而在娱乐化的场所则表现为节假日道路拥堵程度高于工作日等。且根据道路规划不同，交通信号灯的控制可选模式也不尽相同。这使得传统的固定时长固定模式的控制方式难以在各个地区进行合理地普适性应用。

2、一种改进方式为，基于bp神经网络构建训练人工神经网络训练模型，基于人工神经网络训练模型对各个区域进行交通信号灯的控制模式的适应性调整。但城市的交通网络四通八达且日新月异，需要进行调整的交通路段数量非常大。传统的bp神经网络对算力开销的要求又非常大，难以实现大范围低成本推广应用。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种基于神经元电路的信号灯控制系统及电子设备，实现了以低成本实现对交通灯控制信号的神经网络模型应用。

2、为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种基于神经元电路的信号灯控制系统，该信号灯控制系统包括脉冲神经网络、存储单元和控制器；脉冲神经网络包括级联的多个网络层；多个网络层包括依次连接的输入层、至少一个隐藏层和输出层；多个网络层中的每个网络层都包括多个神经元电路；前级网络层的神经元电路的脉冲输出端与后级网络层的神经元电路的脉冲输入端耦合；控制器分别与存储单元和每个网络层的神经元电路耦合；

4、输入层和至少一个隐藏层的神经元电路为if神经元电路；输出层的神经元电路为lif神经元电路；

5、输入层的神经元电路用于，分别输入对应的多个特征维度脉冲信号；整合输入的特征维度脉冲信号，并向至少一个隐藏层中的神经元电路输出第一整合脉冲信号；

6、至少一个隐藏层的神经元电路用于，输入对应的一个或多个第一整合脉冲信号，并基于relu激活函数对输入的第一整合脉冲信号进行处理，得到激活脉冲信号；

7、输出层的神经元电路用于，输入对应的一个或多个激活脉冲信号，并基于归一化权重分类对输入的激活脉冲信号进行处理，得到分类时长脉冲信号；分类时长脉冲信号用于指示对应的交通分类相位的持续时长。

8、在一种可能的实施方式中，if神经元电路包括第一开关转换电路、存储电容和阈值比较器；第一开关转换电路的多个第一开关位共同作为第一开关转换电路的输出端与阈值比较器的第一输入端耦合；存储电容与阈值比较器的第一输入端耦合；其中，

9、存储单元用于，向第一开关转换电路的多个第一开关位对应输出多比特位的存储权重电平；

10、控制器用于，依次向第一开关转换电路的多个第一开关位中的一个第一开关位输出开关控制信号，且高位的第一开关位的开关控制信号的持续通时间长于低位的第一开关位的开关控制信号的持续时间；当开关控制信号为高电平时，控制对应的第一开关位导通；

11、阈值比较器的第二输入端用于输入参考电压；当存储电容的电压大于参考电压时，阈值比较器输入高电平脉冲信号；

12、存储电容的电压值用于指示if神经元电路的膜电位。

13、在一种可能的实施方式中，lif神经元电路包括第一开关转换电路、存储电容、阈值比较器和放电电路；第一开关转换电路的多个第一开关位共同作为第一开关转换电路的输出端与阈值比较器的第一输入端耦合；存储电容与阈值比较器的第一输入端耦合；放电电路的输入端与第一开关转换电路的输出端耦合；其中，

14、存储单元用于，向第一开关转换电路的多个第一开关位对应输出多比特位的存储权重电平；

15、控制器用于，依次向第一开关转换电路的多个第一开关位中的一个第一开关位输出开关控制信号，且高位的第一开关位的开关控制信号的持续通时间长于低位的第一开关位的开关控制信号的持续时间；当开关控制信号为高电平时，控制对应的第一开关位导通；

16、放电电路用于，对第一开关转换电路的输出端和存储单元之间的电荷进行放电；

17、阈值比较器的第二输入端用于输入参考电压；当存储电容的电压大于参考电压时，阈值比较器输入高电平脉冲信号；

18、存储电容的电压值用于指示lif神经元电路的膜电位。

19、在一种可能的实施方式中，放电电路包括第二开关转换电路、与逻辑门和放电电容电路；第二开关转换电路的多个第二开关位共同作为第二开关转换电路的输出端与与逻辑门的第一输入端耦合；与逻辑门的第二输入端用于输入时钟信号；与逻辑门的输出端与放电电容电路的受控端耦合；放电电容电路的输入端耦合在第一开关转换电路的输出端和存储单元之间；其中，

20、存储单元还用于，向第二开关转换电路的多个第二开关位对应输出多比特位的时间常数电平；

21、控制器还用于，依次向第二开关转换电路的多个第二开关位中的一个第二开关位输出开关控制信号，且高位的第二开关位的开关控制信号的持续通时间长于低位的第二开关位的开关控制信号的持续时间；当开关控制信号为低电平时，控制对应的第二开关位导通；

22、与逻辑门用于，向放电电容电路输出放电控制信号；当放电控制信号为高电平时，控制放电电容电路从存储电容处存储电荷，以对存储电容进行放电；当放电控制信号为低电平时，控制放电电容电路释放存储的电荷。

23、在一种可能的实施方式中，放电电容电路包括第一控制开关、储能电容和第二控制开关；储能电容的第一端通过第一控制开关耦合在第一开关转换电路的输出端和存储单元之间；储能电容的第二端通过第二控制开关接地；其中，

24、第一控制开关和第二控制开关用于输入放电控制信号；当放电控制信号为高电平时，第一控制开关导通；当放电控制信号为低电平时，第二控制开关导通。

25、在一种可能的实施方式中，放电电容电路还包括并联的至少一个储能电容组件；每个储能电容组件包括组合开关和从储能电容；从储能电容通过组合开关耦合至第一控制开关和储能电容的第一端之间；

26、控制器还用于，控制组合开关导通或关断。

27、在一种可能的实施方式中，信号灯控制系统还包括时钟单元；时钟单元与与逻辑门的第二输入端耦合；其中，

28、时钟单元用于，向与逻辑门的第二输入端输出时钟信号。

29、在一种可能的实施方式中，信号灯控制系统还包括计数器；计数器与控制器耦合；其中，

30、计数器用于，向控制器输出计数信号；

31、控制器用于，根据计数信号确定开关控制信号的持续时间。

32、在一种可能的实施方式中，多个特征维度脉冲信号指示的多个特征维度包括道路编号、道路空间占用率、行驶速度、支路数量、车辆类别、车辆体积。

33、本技术实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述实施例所记载的一种基于神经元电路的信号灯控制系统。