CN109377773A - 具有智能自供电功能的交通信号灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有智能自供电功能的交通信号灯。主要由固定装置、智能供电***、控制器***以及信号灯组构成。智能供电***包括带有光敏传感器的智能太阳能发电装置以及风能发电装置，两者的结合可以达到低碳环保的效果，又能使本发明在大多数环境情况下都能产生电能，保证交通信号灯的正常运行。本发明实施例利用风能发电与太阳能发电两种传统的节能环保发电方式，既节能环保，又能打破传统供电方式的局限性，使得本发明可以在供电不足的山区路段或者施工等其他特殊路段使用。条件允许的话，亦可以应用到城市道路交通，真正实现绿色交通，达到低碳环保的效果。

Description

具有智能自供电功能的交通信号灯
技术领域
本发明属于交通信号灯领域，具体涉及一种具有智能自供电功能的交通信号灯。
背景技术
交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理、减少交通事故发生、提高道路使用效率、改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。
现有交通信号灯大都采用电线供电的方式，条件不允许的山区或者特殊路段的交通信号灯多数采用太阳能供电。传统的太阳能供电装置所携带的太阳能电池板被固定在组件上，不能随光源的移动而转动方向，无法高效地利用光能，因此无法产生充足的电能。进而使得所供电的交通信号灯不能充分地得到电源供应，导致交通信号灯在夜晚甚至白天不能正常工作，产生交通安全隐患。
发明内容
本发明的实施例提供了一种具有智能自供电功能的交通信号灯，以克服现有技术的缺点。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种具有智能自供电功能的交通信号灯，包括：固定装置、智能供电***、控制器***和信号灯组；
所述固定装置，分别与所述智能供电***、所述控制器***和所述信号灯组机械连接，支撑并固定所述智能供电***、所述控制器***和所述信号灯组；
所述智能供电***，包括太阳能板、风轮、风能发电机和蓄电池，通过太阳能板将太阳能转换为电能，通过风轮、风能发电机将风能转换为电能，将产生的电能利用输电线输送到控制器***；
所述控制器***，分别与所述智能供电***、信号灯组电路连接，控制所述智能供电***、信号灯组的工作与停止；通过变压器对所述智能供电***传输过来的电能进行变压处理后，传输给所述信号灯组和/或蓄电池；
所述信号灯组，根据预先设置的信号灯配时方案对各种颜色的信号灯的显示进行控制。
进一步地，所述固定装置包括立杆、塔架和底座，所述的立杆采用整体钢管结构，所述塔架采用直缝钢管结构，底座由混凝土浇筑而成。
进一步地，所述智能供电***包括智能太阳能供电装置，所述智能太阳能供电装置包括太阳能板、光敏传感器、电动机和齿轮传动装置，所述电动机与所述齿轮传动装置机械连接，所述光敏传感器与所述太阳能板粘合连接；
所述太阳能板将太阳能转换为电能，通过输电线将太阳能板产生的电能输送到控制器***，所述光敏传感器采集实时光照数据，并将采集到的光照数据传输给控制器***。
进一步地，所述智能供电***风能供电装置，该风能供电装置包括风轮、风能发电机和调向器，所述风轮和所述风能发电机机械连接，所述调向器与所述风能发电机焊接连接，所述风轮和风能发电机将风能转换为电能。
进一步地，所述风能发电机包括限速安全装置。
进一步地，所述控制器***包括主控模块、太阳板方向控制模块、风轮方向控制模块、电能监控和传输模块、变压器；
所述主控模块，用于控制智能供电***中智能太阳能供电装置、风能供电装置、蓄电池和信号灯组的启动和停止，预先设置信号灯组中的信号灯配时方案；
所述变压器，用于将智能太阳能供电装置、风能供电装置传输过来的电能进行变压处理；
所述电能监控和传输模块，用于实时监控信号灯组的电量信息，将所述变压器进行变压处理后得到的电能传输给信号灯组和/或蓄电池，当监控发现信号灯组的电量低于标准工作电量值时，启动蓄电池对信号灯组进行供电；
所述太阳板方向控制模块，用于对光敏传感器传输过来的光照数据进行解析，判断出最强光照方向，进而控制电动机通过齿轮传动装置带动太阳板转到垂直于最强光照的方向；
所述风轮方向控制模块，用于与风能供电装置中的调向器电路连接，实时监测出当前的风向方向，根据当前的风向方向向调向器发出风向调节指令，所述调向器根据所述风向调节指令实时调整风轮，使得风轮的正方向正对于当前的风向方向。
进一步地，所述信号灯组包括信号控制机和信号灯，所述信号灯采用四元素LED显示屏；
所述控制器***中的主控模块预先将信号灯配时方案存入信号控制机，所述信号控制机按照所述信号灯配时方案对三种灯色的信号灯显示进行控制。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例利用风能发电与太阳能发电两种传统的节能环保发电方式，既节能环保，又能打破传统供电方式的局限性，使得本发明可以在供电不足的山区路段或者施工等其他特殊路段使用。条件允许的话，亦可以应用到城市道路交通，真正实现绿色交通，达到低碳环保的效果。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种具有智能自供电功能的交通信号灯的结构示意图，图中：1-风轮2-风能发电机3-调向器4-立杆5-太阳能板6-光敏传感器7-电动机8-齿轮传动装置9-蓄电池10-控制器***11-信号控制机12-信号灯13-塔架14-底座；
图2为本发明实施例提供的一种控制器***(10)的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供的一种具有智能自供电功能的交通信号灯的结构如图1所示，包括固定装置、智能供电***、控制器***和信号灯组，控制器***与智能供电***、信号灯组电路连接。
固定装置包括立杆(4)、塔架(10)和底座(14)。所述的立杆(4)采用整体钢管结构，用以支撑整个风能发电***，防止风能发电***受过大的风力作用而被破坏；所述的塔架(10)采用直缝钢管结构，底座(14)用混凝土浇筑成长方体结构，塔架(10)与底座(14)通过浇筑粘合的方式结合为整体结构，用以固定和支撑整个交通信号灯的上部结构。
智能供电***包括智能太阳能供电装置、风能供电装置以及蓄电池(9)。智能太阳能供电装置、风能供电装置分别与固定装置机械连接，该机械连接可以为螺栓连接。
所述的智能太阳能供电装置包括太阳能板(5)、光敏传感器(6)、电动机(7)和齿轮传动装置(8)。电动机(7)与齿轮传动装置(8)机械(齿轮)连接，光敏传感器(6)与太阳能板(5)用胶粘合连接。太阳能板(5)负责将太阳能转换为电能，输电线负责将太阳能板产生的电能输送到控制器***(10)。光敏传感器(6)负责采集实时光照数据，并将采集到的光照数据传输给控制器***。
风能供电装置包括风轮(1)、风能发电机(2)和调向器(3)，所述风轮和所述风能发电机机械连接，所述调向器与所述风能发电机焊接连接。风能发电机(2)中设置限速安全装置，以防风轮转速过快损伤风能发电机(2)。风轮(1)及风能发电机(2)负责将风能转换为电能，输电线负责将风能发电机(2)产生的电能输送到控制器***(10)。
本发明实施例提供的一种控制器***(10)的结构示意图如图2所示，包括主控模块、太阳板方向控制模块、风轮方向控制模块、电能监控和传输模块、变压器。
主控模块，用于综合控制整个交通信号灯的各个部件的工作，主要包括控制智能供电***中智能太阳能供电装置、风能供电装置以及蓄电池(9)，以及信号灯组的启动和停止，预先设置信号灯组中的信号灯配时方案等。
变压器，用于将智能太阳能供电装置、风能供电装置传输过来的电能进行变压处理。
电能监控和传输模块，用于将变压处理后的电能传输给信号灯组和/或蓄电池，实时监控信号灯组的电量信息，当根据监控结果确定信号灯组中的各个信号灯的电量低于标准工作电量值时，将所述变压器进行变压处理后得到的部分电能供给信号灯组，以使得信号灯组的电量达到标准工作电量值。然后，将变压器进行变压处理后得到的剩下的部分电能传输给蓄电池(9)中存储。当在实时监控过程中，发现信号灯组的电量低于标准工作电量值时，启动蓄电池(9)对信号灯组进行供电，以使得信号灯组的电量达到标准工作电量值。
太阳板方向控制模块，用于对光敏传感器(6)传输过来的光照数据进行解析，判断出最强光照方向，进而控制电动机通过齿轮传动装置带动太阳板转到垂直于最强光照的方向，从而产生更充足的电能。
风轮方向控制模块，用于与风能供电装置中的调向器(3)电路连接，实时监测出当前的风向方向，根据当前的风向方向向调向器(3)发出风向调节指令，调向器(3)根据控制器***(10)的风向调节指令实时调整风轮(1)，使得风轮(1)的正方向正对于当前的风向方向，从而获得更多的风能。
信号灯组包括信号控制机(11)及信号灯(12)，信号控制机(11)内含多个电子元器件和专用处理器CPU，负责控制信号灯的周期及灯色显示。所述信号灯(12)采用四元素LED显示屏。控制器***(10)中的主控模块预先将信号灯配时方案(包括周期及绿信比等)存入信号控制机(11)内，信号控制机(11)按照输入的信号灯配时方案对三种灯色的信号灯显示进行控制。
综上所述，本发明实施例利用风能发电与太阳能发电两种传统的节能环保发电方式，既节能环保，又能打破传统供电方式的局限性，使得本发明可以在供电不足的山区路段或者施工等其他特殊路段使用。条件允许的话，亦可以应用到城市道路交通，真正实现绿色交通，达到低碳环保的效果。
本发明避免了风能发电与太阳能发电两种发电方式的不足，即太阳能发电不能在夜间或者阴雨天气发电以及风能发电在无风的情况下不能发电，保证在多种天气环境下可以为信号灯提供充足的电能。
智能太阳能发电装置所配有的光敏传感器，可以采集到实时的光照数据，并将采集到的光照数据传输给控制器***，控制器***对光照数据进行解析，判断出最强光照方向，进而控制电动机，通过齿轮传动装置带动太阳板转到垂直于最强光照的方向。这样可以更有效地利用光能，较传统的太阳能发电装置，相同光照条件下此装置可以产生更多的电能。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及***实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种具有智能自供电功能的交通信号灯，其特征在于，包括：固定装置、智能供电***、控制器***和信号灯组；
所述固定装置，分别与所述智能供电***、所述控制器***和所述信号灯组机械连接，支撑并固定所述智能供电***、所述控制器***和所述信号灯组；
所述智能供电***，包括太阳能板、风轮、风能发电机和蓄电池，通过太阳能板将太阳能转换为电能，通过风轮、风能发电机将风能转换为电能，将产生的电能利用输电线输送到控制器***；
所述控制器***，分别与所述智能供电***、信号灯组电路连接，控制所述智能供电***、信号灯组的工作与停止；通过变压器对所述智能供电***传输过来的电能进行变压处理后，传输给所述信号灯组和/或蓄电池；
所述信号灯组，根据预先设置的信号灯配时方案对各种颜色的信号灯的显示进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种具有智能自供电功能的交通信号灯，其特征在于，所述固定装置包括立杆、塔架和底座，所述的立杆采用整体钢管结构，所述塔架采用直缝钢管结构，底座由混凝土浇筑而成。
3.根据权利要求1所述的一种具有智能自供电功能的交通信号灯，其特征在于，所述智能供电***包括智能太阳能供电装置，所述智能太阳能供电装置包括太阳能板、光敏传感器、电动机和齿轮传动装置，所述电动机与所述齿轮传动装置机械连接，所述光敏传感器与所述太阳能板粘合连接；
所述太阳能板将太阳能转换为电能，通过输电线将太阳能板产生的电能输送到控制器***，所述光敏传感器采集实时光照数据，并将采集到的光照数据传输给控制器***。
4.根据权利要求3所述的一种具有智能自供电功能的交通信号灯，其特征在于，所述智能供电***风能供电装置，该风能供电装置包括风轮、风能发电机和调向器，所述风轮和所述风能发电机机械连接，所述调向器与所述风能发电机焊接连接，所述风轮和风能发电机将风能转换为电能。
5.根据权利要求4所述的一种具有智能自供电功能的交通信号灯，其特征在于，所述风能发电机包括限速安全装置。
6.根据权利要求4或5所述的一种具有智能自供电功能的交通信号灯，其特征在于，所述控制器***包括主控模块、太阳板方向控制模块、风轮方向控制模块、电能监控和传输模块、变压器；
所述主控模块，用于控制智能供电***中智能太阳能供电装置、风能供电装置、蓄电池和信号灯组的启动和停止，预先设置信号灯组中的信号灯配时方案；
所述变压器，用于将智能太阳能供电装置、风能供电装置传输过来的电能进行变压处理；
所述电能监控和传输模块，用于实时监控信号灯组的电量信息，将所述变压器进行变压处理后得到的电能传输给信号灯组和/或蓄电池，当监控发现信号灯组的电量低于标准工作电量值时，启动蓄电池对信号灯组进行供电；
所述太阳板方向控制模块，用于对光敏传感器传输过来的光照数据进行解析，判断出最强光照方向，进而控制电动机通过齿轮传动装置带动太阳板转到垂直于最强光照的方向；
所述风轮方向控制模块，用于与风能供电装置中的调向器电路连接，实时监测出当前的风向方向，根据当前的风向方向向调向器发出风向调节指令，所述调向器根据所述风向调节指令实时调整风轮，使得风轮的正方向正对于当前的风向方向。
7.根据权利要求6所述的一种具有智能自供电功能的交通信号灯，其特征在于，所述信号灯组包括信号控制机和信号灯，所述信号灯采用四元素LED显示屏；
所述控制器***中的主控模块预先将信号灯配时方案存入信号控制机，所述信号控制机按照所述信号灯配时方案对三种灯色的信号灯显示进行控制。
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