一種帶有故障實時監測裝置的交通燈的制作方法
1.本實用新型涉及一種交通燈，尤其涉及一種能夠實時監測故障、并發送報警的交通燈。
背景技術：
2.交通燈是交通管理必不可少的基礎設施，通常由紅、黃、綠三種顏燈組成，是用于指揮交通通行的信號燈，包括出臺的很多交通相關法律、法規中，都明確規定了交通燈不同工作狀態下對行人、車輛動作或不動作的相關要求，可見交通燈正常工作對于交通管理具有極為重要的作用。
3.交通燈如果出現故障，一方面行人和車輛可能會因為得不到正確的指示而產生違章，更重要的是，還可能造成交通事故。因此，交通燈的故障需要進行實時監控。
4.目前主要的監控是通過交通燈本身的供電的電路進行，例如，燈亮時電流/電壓為1，燈滅時電流/電壓為0，從而形成二進制表達邏輯，供電電路即可獲得電流輸出表達式。
5.但是，這種判斷電路存在的問題是，如果電流正常供電，但是因為老化或其他故障導致光線不能射出或者光線很暗，則可能無法正常判斷是否存在故障，電路仍然在正常工作，但是行人和車輛已經受到電路故障的影響。
技術實現要素：
6.本實用新型提供了一種交通燈置，通過實施監測交通燈的亮度，從而判斷交通燈是否存在故障。
7.本技術提供一種帶有故障實時監測裝置的交通燈，包括：燈體、燈體罩、燈體控制電路、交通燈驅動器、交通燈故障實時監測裝置；燈體位于燈體罩內，燈體罩設有透明板供燈體光線射出；在透明板與燈體之間，設置有網，網上對應燈體的位置，陣列布設有光線感應器；
8.交通燈故障實時監測裝置包括交通燈連接插口、單片機、以及交通燈驅動器連接插口；其中，光線感應器連接到所述單片機；交通燈連接插口與燈體控制電路連接，交通燈驅動器連接插口與交通燈驅動器連接。
9.在一種優選實施例中，交通燈故障實時監測裝置還包括交通燈驅動信號接收單元，單片機通過交通燈驅動信號接收單元接收交通燈驅動器發出的信號。
10.在一種優選實施例中，所述燈體可以是構成箭頭、數字、圓盤形狀中的任意一種或更多種（至少一種），所述光線感應器布設區域，形成的形狀與燈體形狀相同。
11.在一種優選實施例中，所述燈體可以是數碼管。
12.在一種優選實施例中，對應每一個發光二極管，設置一個所述光線感應器，用于采集所對應的發光二極管的光線亮度。
13.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置，還包括光電傳感器、電阻采樣單元，交通燈連接插口串聯一電阻；其中：交通燈連接插口串聯電阻后，與交通燈驅動器
連接插口一起并聯到光電傳感器，光電傳感器連接至單片機；交通燈連接插口串聯的電阻均連接一個所述電阻采樣單元，以監測所述電阻工作狀態，每一個電阻采樣單元連接到單片機。
14.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置包括連接單片機或位于單片機內的信號放大/調理模塊，電阻采樣單元和/或光電傳感器連接至信號放大/調理模塊。
15.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置包括連接單片機或位于單片機內的電流檢測和故障判斷模塊，電阻采樣單元和/或光電傳感器連接至電流檢測和故障判斷模塊。
16.更優選地，電阻采樣單元和/或光電傳感器通過信號放大/調理模塊連接至電流檢測和故障判斷模塊。
17.在一種優選實施例中，所述所述交通燈故障實時監測裝置包括連接單片機或位于單片機內的定位模塊。
18.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置包括連接單片機或位于單片機內的姿態傳感器，用于監測交通燈姿態。
19.在一種優選實施例中，所述交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口分別獨立的包括二針腳插口和/或四針腳插口。
20.在一種優選實施例中，所述二針腳插口中，其中一個針腳接地，另一個針腳連接到光電傳感器。
21.更優選地，所述二針腳插口的交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口分別為兩個，第一個交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口通過光電傳感器連接到紅燈單片機紅燈故障監測引腳；第二個交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口通過光電傳感器連接到紅燈單片機綠燈故障監測引腳。
22.在一種優選實施例中，所述四針腳插口中，其中一個針腳接地，另外三個針腳中，交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口的第一針腳直接并聯至第一光電傳感器，第一光電傳感器連接至單片機的紅燈數碼管監測引腳；交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口的第二針腳直接并聯至第二光電傳感器，第二光電傳感器連接至單片機的綠燈數碼管監測引腳；交通燈連接插口的第一針腳串聯電阻后、與交通燈驅動器連接插口的第一針腳并聯至第三光電傳感器，第三光電傳感器連接至單片機的黃燈監測引腳。
23.在一種優選實施例中，所述交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口分別獨立的包括七針腳插口（可以是一個或兩個、或更多個七針腳插口），分別用于連接數字交通燈數碼管和交通燈交通燈驅動器；兩個七針腳插口之間，針腳一一連接，針腳之間還串聯一個第二電阻，每個第二電阻連接一個電阻采樣單元，每一個電阻采樣單元連接到單片機。
24.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置，還包括交通燈驅動器信號接收單元，用于接收交通燈驅動器向交通燈發送的工作信號。從而，交通燈驅動器向交通燈發送信號時，同時將信號發送給交通燈驅動器信號接收單元，單片機對比監測到的交通燈工作信息是否與交通燈驅動器發送的信息匹配。
25.在一種優選實施例中，每一個電阻采樣單元串聯一個信號放大器，然后連接至單片機。
26.在一種優選實施例中，每一個電阻采樣單元連接至亮度判斷芯片，亮度判斷芯片
連接至單片機的亮度判斷引腳。
27.更優選地，每一個電阻采樣單元串聯一個信號放大器后，信號放大器連接至亮度判斷芯片。
28.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置還包括通訊模塊，通訊模塊連接或集成于單片機內。
29.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置還包括定位模塊，定位模塊連接或集成于單片機內。
30.在一種優選實施例中，所述交通燈故障實時監測裝置包括無限電模塊，用于多個（至少二個）交通燈故障實時監測裝置組成局域網。
31.本技術交通燈只需要簡單的電路結構，通過網格化采集亮度來采集區域亮度，可以實現交通燈故障的主動監測和實時監測，第一時間判斷測試目標狀態，并可以智能監測交通燈筆畫缺失和信號燈衰減情況。
附圖說明
32.圖1是本技術交通燈的光線感應器陣列布設示意圖；
33.圖2是本技術交通燈故障實時監測裝置安裝結構原理圖；
34.圖3是本技術交通燈故障實時監測裝置工作原理圖；
35.圖4是本技術交通燈故障實施監測裝置工作流程示意圖；
36.圖5是本技術一種實施例中二針腳插口的交通燈連接電路示意圖；
37.圖6是本技術一種實施例中電阻采樣單元電路結構示意圖；
38.圖7是本技術一種實施例中四針腳插口的交通燈連接電路示意圖；
39.圖8是本技術一種實施例中七針腳插口電路示意圖；
40.圖9a-圖9d是光線感應器布設形狀舉例示意圖。
具體實施方式
41.實施例1
42.本技術交通燈，燈體、燈體罩、燈體控制電路、交通燈驅動器、交通燈故障實時監測裝置；燈體位于燈體罩內，燈體罩設有透明板供燈體光線射出；在透明板與燈體之間，設置有網，參照圖1，網上對應燈體的位置，陣列布設有光線感應器（黑點）。光線傳感器在網上設置，網孔可以透過光線，光線經過網線后也能夠衍射，從而不影響行人或司機視覺觀察。交通燈故障實時監測裝置包括交通燈連接插口、單片機、以及交通燈驅動器連接插口；其中：
43.光線感應器連接到所述單片機；交通燈連接插口與燈體控制電路連接，交通燈驅動器連接插口與交通燈驅動器連接。交通燈驅動器與燈體之間的連接電路可以采用現有技術中的電路結構。
44.交通燈驅動器發送工作信號給燈體，燈體亮起，此時，燈體罩外陣列布設的光線感應器，能夠感知到燈體亮度，從而將亮度發送給單片機，單片機判斷亮度是否符合預設值范圍，如果不在該范圍（如亮度低于閾值），則發出故障報警。例如，單片機可以是通過網絡（如現有或已知的通訊網絡）發送，從而實時判斷故障是否存在。并且，單片機可以利用導航系
統或定位模塊，將具體位置發送給后臺，從而判斷交通燈故障位置。
45.實施例2
46.在實施例1基礎上，交通燈故障實時監測裝置還包括交通燈驅動信號接收單元；單片機通過交通燈驅動信號接收單元接收交通燈驅動器發出的信號。
47.參照圖2，本技術中，交通燈驅動器有兩路數據線連接到交通燈故障實時監測裝置，交通燈驅動器通過其中一路向交通燈發送信號（該部分可以采用現有技術中的連接方式和電路結構，用于驅動交通燈燈體的工作），同時通過另一路將信號發送給交通燈驅動器信號接收單元。當交通燈驅動器發送信號給燈體時，同時，將信號發送給單片機。
48.交通燈驅動器發送工作信號給燈體，燈體罩外陣列布設的光線感應器，能夠感知到燈體亮度，單片機會根據交通燈驅動器發送的信號，對比相應的光線傳感器采集的數據是否匹配，如果燈體未工作，光線傳感器采集的數據無法與交通燈驅動器的信號匹配，則發出報警信息。
49.或者，燈體工作，光線傳感器能夠感知到該燈體工作，單片機判斷光電傳感器感知的信息能夠匹配交通燈驅動器的信號，此時光電傳感器將亮度信息發送給單片機，單片機判斷亮度是否符合預設值范圍，如果不在該范圍（如亮度低于閾值），則發出故障報警。
50.實施例3
51.本技術交通燈中，交通燈故障實時監測裝置包括交通燈連接插口、單片機、交通燈驅動信號接收單元、以及交通燈驅動器連接插口；其中：光線感應器連接到所述單片機；交通燈連接插口與燈體控制電路連接，交通燈驅動器連接插口與交通燈驅動器連接，單片機通過交通燈驅動信號接收單元接收交通燈驅動器發出的信號。
52.參照圖2和圖3，以只有紅燈和綠燈的交通燈為例，對本技術進行詳細介紹。本技術交通燈故障實時監測裝置，包括：兩個交通燈連接插口，分別用于連接紅燈和綠燈，參照圖5，以紅燈故障監測為例，交通燈連接插口p2為二針腳插口，其中一個針腳接地，另一個針腳串聯一個電阻r1。
53.另外，交通燈驅動驅動器連接插口p1也是二針腳插口，其中一個針腳接地，另一個針腳與交通燈連接插口p2/電阻r1組成的電路并聯，然后（可以通過電阻r2后）連接到光電傳感器u1，光電傳感器u1連接到單片機。
54.電阻采樣單元連接與電阻r1兩端，采集電阻r1的參數，參照圖6，電阻采樣單元設有信號放大器u5（或稱為信號放大調理器、或信號放大調理網絡），信號放大器u5連接到一個亮度判斷芯片，亮度判斷芯片連接到單片機或集成于單片機內。
55.參照圖2，本技術安裝時，本技術交通燈驅動驅動器連接插口p1連接到交通燈驅動驅動器，交通燈連接插口p2連接到燈體。
56.參照圖3和圖4，當交通燈驅動驅動器向紅燈發送工作信號時，正常情況下，紅燈亮起，光線感應器能夠感知到紅燈工作和亮度；同時，r1有電流通過，電阻采樣單元采集電流、電壓等信號，發送給信號放大器u1，然后發送給亮度判斷芯片，亮度判斷芯片通過電流大小與亮度關系，可以判斷紅燈亮度，單片機判斷光線感應器采集亮度與亮度判斷芯片計算的亮度是否一致，如果不一致，則線路存在故障，需要進行檢修。如果判斷一致，則判斷亮度是否處于閾值范圍，并將結果通過單片機對外發送。
57.同樣，綠燈也可以采用同樣的方式進行判斷。
58.實施例4
59.參照圖3和圖7，紅燈、黃燈和綠燈同時存在為例，對本技術進行詳細介紹。同時，很多情況下，交通燈還存在一個數字提示燈，紅和綠提示燈在同一個數碼管燈上，這個時候就需要判斷紅燈、綠燈、黃燈與提示燈的顏是否一直。
60.本技術交通燈故障實時監測裝置，包括三組交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口，參照圖7和圖5，兩個二針腳交通燈連接插口p2，分別連接紅燈和綠燈，具體可參照實施例1。
61.第三個交通燈連接插口p4、交通燈驅動器連接插口p3均為四針腳插口，其中一個針腳接地，另外三個針腳一一對應并聯后，各自連接一個光電傳感器，如紅燈re線路為光電傳感器u2，紅燈gr線路為光電傳感器u4，黃燈ye線路為光電傳感器u3。
62.安裝方式可以參考實施例1，本實施例中不再贅述。
63.以黃燈ye線路為例，參照實施例6和圖7，交通燈連接插口p4的第二針腳串聯一個電阻r3，電阻采樣單元連接與電阻r3兩端，采集電阻r3的參數，信號放大器u5連接到一個亮度判斷芯片，亮度判斷芯片連接到單片機或集成于單片機內。
64.參照圖7，本技術還設置紅數碼管監測電路和綠數碼管監測電路，分別直接連接在四針腳的交通燈連接插口p4、交通燈驅動器連接插口p3之間的第三針腳連接線路、第四針腳連接線路上。數碼管燈的接口插入到交通燈連接插口p4，原控制板發送紅提示工作信號時，數碼管燈為紅，此時紅數碼管監測電路的光電傳感器u2監測到電流。
65.參照實施例3，單片機判斷光線感應器采集亮度與亮度判斷芯片計算的亮度是否一致，如果不一致，則線路存在故障，需要進行檢修。如果判斷一致，則判斷亮度是否處于閾值范圍，并將結果通過單片機對外發送。
66.同樣，綠數碼管亮時，綠數碼管監測電路的光電傳感器u4監測到電流，從而判斷綠數碼管的工作。
67.實施例5
68.所述燈體構成箭頭、數字、圓盤、人體卡通形象、車輛形象形狀中的任意一種或更多種，所述光線感應器布設區域，形成的形狀與燈體形狀相同，參照圖9a-9d，分別為人體卡通形象、直型箭頭、數字、彎曲箭頭等常見交通燈指示形狀。
69.對于數碼管組成的數字字形的紅和綠信號燈（如圖3中的數碼管1和數碼管2），所述燈體為數碼管包括發光二極管，對應每一個發光二極管，設置一個所述光線感應器，用于采集所對應的發光二極管的光線亮度。以圖9c的中的數字形狀為例，每個數字均由7個筆畫（每個筆畫為一組發光二極管）組成，為此，本技術還設計了七針腳插口（交通燈連接插口p6和交通燈驅動器連接插口p5）的交通燈和交通燈驅動器；參照圖7兩個七針腳插口之間，針腳一一連接，針腳之間還串聯一個第二電阻，每個第二電阻連接一個電阻采樣單元（參照實施例3和圖6）。每一個筆畫對應一個針腳。
70.工作時，掃描所有數碼管（發光二極管）點亮信息，并獲得每一個數碼管的電流信息，參照實施例3，單片機判斷每組發光二極管的光線感應器采集亮度與亮度判斷芯片計算的亮度是否一致，如果不一致，則線路存在故障，需要進行檢修。如果判斷一致，則判斷亮度是否處于閾值范圍，并將結果通過單片機對外發送。
71.例如，根據電流信息、亮度信息判斷是否有數碼管存在故障。或者，設置一個軟件，
可以根據字形碼規則，以及所得電流信息、亮度信息，判斷字形是否缺少筆畫，同時，也可以結合實施例2的方式，判斷各個燈是否亮度正常。
72.實施例6
73.在以上實施例的基礎上，本實施例中，還增加了姿態傳感器，姿態傳感器可以監測交通燈是否存在傾斜等問題，并連接單片機，將姿態信息發送給單片機進行處理，以便于即使維護。
74.實施例7
75.在以上實施例的基礎上，本實施例中，還增加了遠距離無線電模塊，將一個區域內的多個路口的交通燈組成一個無線局域網，當其中一個路口的交通燈故障實時監測裝置的通訊模塊存在故障不能對外發送信號、或因為客觀原因不能對外發送信號時，單片機可以將信號發送給其他路口的交通燈的交通燈故障實時監測裝置，通過其他路口交通燈的交通燈故障實時監測裝置繼續發送信號。
76.以上對本實用新型的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本實用新型并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本實用新型進行的等同修改和替代也都在本實用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本實用新型的范圍內。
技術特征：
1.一種帶有故障實時監測裝置的交通燈，其特征在于，包括：燈體、燈體罩、燈體控制電路、交通燈驅動器、交通燈故障實時監測裝置；燈體位于燈體罩內，燈體罩設有透明板供燈體光線射出；在透明板與燈體之間，設置有網，網上對應燈體的位置，陣列布設有光線感應器；交通燈故障實時監測裝置包括交通燈連接插口、單片機、以及交通燈驅動器連接插口；其中，光線感應器連接到所述單片機；交通燈連接插口與燈體控制電路連接，交通燈驅動器連接插口與交通燈驅動器連接。2.根據權利要求1所述的交通燈，其特征在于，所述燈體構成箭頭、數字、圓盤形狀中的至少一種，所述光線感應器布設區域，形成的形狀與燈體形狀相同。3.根據權利要求2所述的交通燈，其特征在于，所述燈體為數碼管，包括發光二極管，對應每一個發光二極管，設置一個所述光線感應器，用于采集所對應的發光二極管的光線亮度。4.根據權利要求1所述的交通燈，其特征在于，所述交通燈故障實時監測裝置，還包括光電傳感器、電阻采樣單元，交通燈連接插口串聯一電阻，其中：交通燈連接插口串聯電阻后，與交通燈驅動器連接插口一起并聯到光電傳感器，光電傳感器連接至單片機；交通燈連接插口串聯的電阻均連接一個所述電阻采樣單元，以監測所述電阻工作狀態，每一個電阻采樣單元連接到單片機。5.根據權利要求1所述的交通燈，其特征在于，所述交通燈故障實時監測裝置包括連接單片機或位于單片機內的電流檢測和故障判斷模塊，電阻采樣單元和/或光電傳感器連接至電流檢測和故障判斷模塊。6.根據權利要求1所述的交通燈，其特征在于，交通燈故障實時監測裝置還包括交通燈驅動信號接收單元，單片機通過交通燈驅動信號接收單元接收交通燈驅動器發出的信號。7.根據權利要求1所述的交通燈，其特征在于，所述交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口分別獨立的包括二針腳插口和四針腳插口；所述二針腳插口的交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口分別為兩個，第一個交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口通過光電傳感器連接到紅燈單片機紅燈故障監測引腳；第二個交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口通過光電傳感器連接到紅燈單片機綠燈故障監測引腳；所述四針腳插口中，其中一個針腳接地，另外三個針腳中，交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口的第一針腳直接并聯至第一光電傳感器，第一光電傳感器連接至單片機的紅燈數碼管監測引腳；交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口的第二針腳直接并聯至第二光電傳感器，第二光電傳感器連接至單片機的綠燈數碼管監測引腳；交通燈連接插口的第一針腳串聯電阻后、與交通燈驅動器連接插口的第一針腳并聯至第三光電傳感器，第三光電傳感器連接至單片機的黃燈監測引腳。8.根據權利要求7所述的交通燈，其特征在于，所述交通燈連接插口、交通燈驅動器連接插口分別獨立的包括七針腳插口，分別用于連接數字交通燈數碼管和交通燈交通燈驅動器；兩個七針腳插口之間，針腳一一連接，針腳之間還串聯一個第二電阻，每個第二電阻連接一個電阻采樣單元，每一個電阻采樣單元連接到單片機。9.根據權利要求1所述的交通燈，其特征在于，所述交通燈故障實時監測裝置包括連接
單片機或位于單片機內的姿態傳感器，用于監測交通燈姿態。10.根據權利要求1所述的交通燈，其特征在于，所述交通燈故障實時監測裝置包括無限電模塊，用于至少二個交通燈故障實時監測裝置組成局域網。
技術總結
本申請提供一種帶有故障實時監測裝置的交通燈，包括：燈體、燈體罩、燈體控制電路、交通燈驅動器、交通燈故障實時監測裝置；燈體位于燈體罩內，燈體罩設有透明板供燈體光線射出；在透明板與燈體之間，設置有網，網上對應燈體的位置，陣列布設有光線感應器；交通燈故障實時監測裝置包括交通燈連接插口、單片機、以及交通燈驅動器連接插口；其中，光線感應器連接到所述單片機；交通燈連接插口與燈體控制電路連接，交通燈驅動器連接插口與交通燈驅動器連接。本申請交通燈只需要簡單的電路結構，通過網格化采集亮度來采集區域亮度，可以實現交通燈故障的主動監測和實時監測，第一時間判斷測試目標狀態，并可以智能監測交通燈筆畫缺失和信號燈衰減情況。信號燈衰減情況。信號燈衰減情況。
