[發明專利]一種基于CAN通信的交通信號控制機

無效

• 申請號: 201110426134.6
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102496290A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 劉紅梅;趙洪源;朱中;劉新
• 申請（專利權）人: 青島海信網絡科技股份有限公司
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/08
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本發明屬于交通控制系統技術領域，具體地說，是涉及一種基于CAN總線通信方式的交通信號控制機。

背景技術

隨著我國道路交通的快速發展、城市化水平不斷提高以及城市規模的不斷擴大，交通問題日趨復雜，城市的電磁環境也越來越惡劣，干擾問題越來越嚴重。交通信號控制機是用來控制交叉路口上交通信號燈的重要設備，操控路口信號燈使之按照一定的規律變化,是對城市交叉路口車輛進行指揮和疏導的控制系統的重要組成部分,對城市道路的暢通、城市交通的安全以及城市交通的管理都起著至關重要的作用。

目前的復雜交通環境對交通信號控制機的通信性能要求越來越高，現有交通信號控制機中所采用的傳統總線通信方式（例如基于CSMA/CD網絡的總線通信方式）已無法保證信號機在這種惡劣的電磁干擾環境下可靠的工作，因此，故障率越來越高，嚴重影響著城市的交通秩序。

發明內容

本發明為了解決現有交通信號控制機抗干擾能力差、應用在惡劣的電磁環境下故障率高的問題，提出了一種基于CAN總線通信方式的新型交通信號控制機，可靠性高，實時性好，適應當前復雜的城市交通環境。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種基于CAN通信的交通信號控制機，包括主控單元、車檢單元和信號燈控制單元；其中，所述主控單元通過CAN總線分別與所述的車檢單元和信號燈控制單元連接通信。

為了提高數據通信的實時性，所述主控單元通過一條獨立的CAN總線與車檢單元連接通信，通過另外一條獨立的CAN總線與信號燈控制單元連接通信。

進一步的，所述車檢單元按照預先設定的時間定時上傳車檢信號至所述的主控單元；或者在接收到主控單元下發的請求指令后，將采集到的車檢信號上傳至所述的主控單元。

優選的，在所述車檢單元中設置有控制器和16通道信號采集卡，用于進行16路信號檢測；所述控制器控制信號采集卡對16路信號進行分時檢測，檢測一個周期后，將采集到的16路信號進行數據格式的變換處理，進而生成符合CAN協議規范的CAN總線差分信號上傳至主控單元。

優選的，所述車檢單元包括兩路，均掛接在同一條CAN總線上，分別對路口交叉兩個方向的車流信息進行檢測。

又進一步的，在所述信號燈控制單元中包含有控制器和驅動電路，所述控制器通過CAN總線連接主控單元，接收主控單元下傳的信號燈時序配置信號，進而生成相應時序的控制信號通過驅動電路輸出至各路信號燈，對各路信號燈的工作時序進行控制。

優選的，所述信號燈控制單元設置有多路，一路信號燈控制單元控制一個方向的信號燈的工作時序，各路信號燈控制單元掛接在同一條CAN總線上。

再進一步的，在每一路所述的信號燈控制單元中，其控制器均產生4組相位信號，每一組相位信號中包含有3個時序不同的控制信號，分別對4個交通燈中的紅黃綠三色信號燈進行時序控制。

更進一步的，在所述主控單元中包含有一個主處理器、兩個CAN通信控制器和兩個CAN通信收發器；所述主處理器通過其兩路SPI接口分別與兩個CAN通信控制器對應連接，并通過兩個CAN通信控制器分別與兩個CAN通信收發器一一對應連接；兩個CAN通信收發器各自通過一條CAN總線分別與所述的車檢單元或者信號燈控制單元對應連接；在所述CAN通信控制器與CAN通信收發器之間通過高速光耦隔離電路對傳輸在二者之間的接收信號和發送信號進行隔離處理。

優選的，所述交通信號控制機采用背板式結構，主控單元布設在單獨的主控板上，每路車檢單元單獨布設在一塊獨立的車檢板上，每路信號燈控制單元單獨布設在一塊獨立的相位板上，為交通信號控制機中各用電負載提供工作電壓的電源模塊布設在單獨的電源板上；將各功能板卡插裝在統一的背板上，背板中布設所述的CAN總線，并通過CAN總線實現主控板與各個車檢板、各個相位板的連接通信。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：本發明的交通信號控制機采用CAN總線通信方式進行數據傳輸，抗干擾能力強，在惡劣的電磁環境下可以有效降低設備的故障率，保證信號機可靠運行，在保障路口交通暢通的同時，降低維護成本。同時，由于CAN總線通信采用差分信號傳輸方式，因而傳輸線路少，成本低。

結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述后，本發明的其他特點和優點將變得更加清楚。

附圖說明

圖1是本發明所提出的交通信號控制機的系統通信架構圖；

圖2是圖1中主控單元的一種實施例的電路原理圖；