一种分布式交通信号灯控制系统技术领域
本发明涉及交通信号灯技术领域，具体为一种分布式交通信号灯控制系统。
背景技术
目前，国内交通信号灯普遍采用定周期程控技术，即主要靠经验和以往统计数据
确定红绿灯亮灭时间。要实现道路交通的智能化，就要引入变周期交通信号灯控制技术，实
时检测路口的交通流量以及拥塞量等数据，根据规则动态地调节信号灯，获得更加满意的
通行率。
为此本发明提出了一种具有分布式特征的交通信号灯控制系统设计方案，它利用
RFID技术提高路况信息的收集精度，利用电流环远距离传输方式，并且应用人工智能理论
使得系统具有更强的自适应性和可扩充性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式交通信号灯控制系统，利用RFID技术提高路况
信息的收集精度，利用电流环远距离传输方式，并且应用人工智能理论使得系统具有更强
的自适应性和可扩充性，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种分布式交通信号灯控制系统，包括本地交通信号机主控端和信号灯控制器，
所述本地交通信号机主控端与通讯单元双向数据连接；通讯单元与信号灯联动中央控制端
双向数据连接；所述本地交通信号机主控端还与看门狗复位电路和故障检测电路双向数据
连接；所述看门狗复位电路和故障检测电路的输出端连接于信号灯控制器；所述本地交通
信号机主控端的输出端连接于LCD数显屏，本地交通信号机主控端的输入端连接于车流信
息采集单元和红外线接收单元的输出端；所述车流信息采集单元由信号机主控端模块、车
流量信息采集模块、紧急干预模块、电流检测模块、信号灯控制器模块和地区联动模块组
成；所述信号机主控端模块的输入端电性连接于射频探测器上；信号灯控制器模块的输入
端电性连接于信号灯控制器的输出端；所述红外线接收单元受控于强置遥控器；所述信号
灯控制器的输出端电性连接于机动车信号灯和人行横道信号灯。
优选的，所述本地交通信号机主控端内包括传输驱动单元，传输驱动单元包括传
输模块和驱动模块，所述传输模块的信号输入端连接在信号灯控制器的信号输出端上，所
述传输模块的电压输入端与外接电压输出端相连，所述传输模块输出端经驱动模块与机动
车信号灯和人行横道信号灯相连。
优选的，所述本车流信息采集单元内的处理器采用AT91RM9200作为信号机控制板
处理器。
优选的，所述机动车信号灯和人行横道信号灯均采用LED技术的发光二极管。
优选的，所述信号灯控制器的信号输出端还电性连接于倒计时信号灯的输入端
上。
优选的，所述传输驱动单元内的传输模块还电性连接于键盘模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本分布式交通信号灯控制系统，可以有效改善交通现状，提高现有道路资源的
利用率，节约社会成本。本系统基于AT91RM9200处理器，以应用为中心，采用嵌入式操作系
统，设计上具有成本低，操作简易，扩展方便，信息共享度高，灵活性强等特点，有很好的参
考价值和较高的实用价值。
(2)本分布式交通信号灯控制系统，利用RFID技术提高路况信息的收集精度，利用
电流环远距离传输方式，并且应用人工智能理论使得系统具有更强的自适应性和可扩充
性。
附图说明
图1为本发明的交通信号灯系统结构框图；
图2为本发明的信号灯联动中央控制端结构框图。
图中：1本地交通信号机主控端；11传输驱动单元；111传输模块；112驱动模块；2信
号灯控制器；21倒计时信号灯；3通讯单元；4信号灯联动中央控制端；5车流信息采集单元；
51信号机主控端模块；52车流量信息采集模块；53紧急干预模块；54电流检测模块；55信号
灯控制器模块；56地区联动模块；6红外线接收单元；7射频探测器；8强置遥控器；9机动车信
号灯；10人行横道信号灯；12看门狗复位电路；13故障检测电路；14LCD数显屏；15键盘模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种分布式交通信号灯控制系统，包括
本地交通信号机主控端1和信号灯控制器2，本地交通信号机主控端1与通讯单元3双向数据
连接；通讯单元3与信号灯联动中央控制端4双向数据连接；本地交通信号机主控端1还与看
门狗复位电路12和故障检测电路13双向数据连接；看门狗复位电路12和故障检测电路13的
输出端连接于信号灯控制器2；本地交通信号机主控端1的输出端连接于LCD数显屏14，本地
交通信号机主控端1的输入端连接于车流信息采集单元5和红外线接收单元6的输出端；车
流信息采集单元5由信号机主控端模块51、车流量信息采集模块52、紧急干预模块53、电流
检测模块54、信号灯控制器模块55和地区联动模块56组成；信号机主控端模块51的输入端
电性连接于射频探测器7上；信号灯控制器模块55的输入端电性连接于信号灯控制器2的输
出端；红外线接收单元6受控于强置遥控器8；信号灯控制器2的输出端电性连接于机动车信
号灯9和人行横道信号灯10，信号灯控制器2的信号输出端还电性连接于倒计时信号灯21的
输入端上；本地交通信号机主控端1内包括传输驱动单元11，传输驱动单元11包括传输模块
111和驱动模块112，传输模块111的信号输入端连接在信号灯控制器2的信号输出端上，传
输模块111的电压输入端与外接电压输出端相连，传输模块111输出端经驱动模块112与机
动车信号灯9和人行横道信号灯10相连。
车流信息采集单元5内的处理器采用AT91RM9200作为信号机控制板处理器；具有
发光功率大，抗震能力强，省电又稳定等有益效果。系统内各组件，包括信号灯均由外部供
电，并配有UPS；信号灯控制器2对各种信号灯不提供工作电压，仅进行信号传递，完全实现
弱电控制；信号灯亮度的控制采用脉宽调制的原理，将电压全波整流，经电阻分压，由光耦
将其转成有一定占空比的方波，当电源电压升高时，占空比会减小，抑制LED亮度的提高，当
电源电压降低时，占空比会增大，限制LED亮度的降低，从而实现了LED亮度的自动控制。处
理器采用AT91RM9200作为信号机控制板处理器集成了丰富的外围功能模块，非常适合于实
时控制，且支持实时操作系统，运算速度高。信号机采用12/5V电源供电，AT91RM9200工作于
3.3V和2.5V，系统内其它器件选择工作电压为3.3V和5V。为方便人机界面的操作，
AT91RM9200处理器内置LCD数显屏14，LCD数显屏14通过驱动控制器与AT91RM9200处理器驱
动连接，能自动产生LCD数显屏驱动控制信号，可以与LCD数显屏14直接连接。传输驱动单元
11内的传输模块111还电性连接于键盘模块15，键盘模块通过ZLG7290B扩展一个4×4的键
盘矩阵，ZLG7290B通过IIC串行总线与处理器进行连接。
机动车信号灯9和人行横道信号灯10均采用LED技术的发光二极管，具有发光功率
大，抗震能力强，省电又稳定。系统内各组件，包括信号灯都由外部供电，并配有UPS。信号灯
控制器2对各种信号灯不提供工作电压，仅进行信号传递，完全实现弱电控制。信号灯亮度
的控制采用脉宽调制的原理，将电压全波整流，经电阻分压，由光耦将其转成有一定占空比
的方波，当电源电压升高时，占空比会减小，抑制LED亮度的提高，当电源电压降低时，占空
比会增大，限制LED亮度的降低，从而实现了LED亮度的自动控制；
车流量信息采集模块52通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，工作过
程无需人工干预，可应用于各种恶劣环境。当带有射频标签的车辆通过该路段时，读写器会
通过天线接收返回载有RFID信息的射频调制信号，经处理后传给信号机主控端，完成路况
数据的信息采集。
电流检测模块54可以起到较好的保护作用；利用含有电压检测与电流检测的故障
检测电路，对信号灯控制器和信号灯作出实时检测，将返回的TTL电平信号传递至信号机主
控板，信号机系统可以根据不同的结果选择继续执行，或者向上报警，甚至自行关机。
信号灯控制器模块55是路口信号灯的各种灯色状态是由信号灯控制器2对信号机
数据进行处理转化而成的。
地区联动模块56：本地信号机控制端将待处理的数据信息通过Web Service应用
程序接口封装好发给地区信号灯系统控制端，处理工作由后者完成，再把最终结果返回给
本地信号机。Web Service技术充分利用地区信号灯系统控制单元的计算能力，减轻了本地
信号机的处理器开销，使得信号灯系统更加稳定和易于维护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。