CN201095727Y - 一种数字化无线控制的太阳能突起路标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字化无线控制的太阳能突起路标。该突起路标包括壳体、显示窗口、发光二极管、无线接收模块、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池、充电电池和开关，其结构特点是：还包括解码器，所述的显示窗口位于壳体上，发光二极管排列在显示窗口内，无线接收模块、解码器、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池、充电电池和开关均安装在壳体内，无线接收模块输出与微处理器的输入端连接，微处理器又与解码器连接，微处理器输出端通过驱动模块与发光二极管连接，作为太阳能突起路标供电电源的充电电池与微处理器连接，太阳能电池与充电电池连接。本实用新型克服了现有技术存在的缺陷，具有结构合理、警示效果好、应用范围宽等优点。

Description

一种数字化无线控制的太阳能突起路标

技术领域

本实用新型涉及一种道路交通管理装备，特别涉及一种应用于强化道路标志标线、警示危险路段的数字化无线控制的太阳能突起路标。

背景技术

目前使用的太阳能突起路标，也称太阳能道钉，基本上是为了在夜间凸显道路标志标线，强化危险路段的警示而设计的。参见图1，现有的太阳能突起路标由突起路标壳体1’、微型天线2’、发光二极管3’、显示窗口4’、无线接收模块、微处理器、驱动模块、太阳能电池6’、锂电池或其他类型的充电电池和磁性开关组成，无线接收模块、微处理器、驱动模块和充电电池安装在突起路标壳体1’的安装腔5’内，安装腔5’上面覆盖太阳能电池6’，图中7’为安装固定孔。现有技术太阳能突起路标的功能赋值也是仅限于在夜间给行车人员提示危险路段；在工作模式上，绝大部分太阳能突起路标采用了内置固定闪烁频率的方式，在该方式下多个太阳能突起路标同时工作时闪烁是非同步的；突起路标启动方式是通过光敏器件或直接通过太阳能电池板识别白天还是晚上，在夜间启动太阳能突起路标，白天则关闭太阳能突起路标并通过太阳能电池板对突起路标内的蓄电池充电。这类太阳能突起路标设置有一个或者二个显示窗口，即发光工作面，一般在高速公路上使用单面发光的太阳能突起路标，在普通公路上有的使用双面发光的太阳能突起路标；太阳能突起路标所使用的发光体通常是白色或者黄色的单色发光二极管，并在产品出厂时就予以固定，因此在工作过程中只能发出白色或黄色的单色警示光，不能根据需要转换颜色。

事实上在道路交通领域需要强化道路标志标线的不止是夜间，在白天低能见度情况下也需要对道路标志标线进行强化显示，在市区道路中更是需要提供全天候的道路标线强化显示，例如人行横道线强化显示；同时，在不同的工作状态下，需要不同颜色的警示光来反应不同的工作状态，这就要求太阳能突起路标具有不同颜色的转换能力；在多个太阳能突起路标共同工作时，为了能够实现预定的工作模式，需要所有已经安装的太阳能突起路标能够协同工作，这就需要太阳能突起路标能够具有独立或者协同工作的能力。现有技术的太阳能突起路标不能满足上述使用的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种具有可以根据需要控制组合转换的多于2种警示光颜色，多窗口、90°角立体显示，应用范围更宽，不受时间、照度、环境影响均能正常工作，可以作为整个道路交通管理***的一个终端，纳入到上位机控制接受统一的控制与管理的数字化无线控制的太阳能突起路标。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该数字化无线控制的太阳能突起路标，包括突起路标壳体、显示窗口、发光二极管、无线接收模块、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池、充电电池和开关，其特征在于：该太阳能凸起路标还包括解码器，所述的显示窗口位于突起路标壳体上，发光二极管排列在显示窗口内，无线接收模块、解码器、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池、充电电池和开关均安装在突起路标壳体内，所述的无线接收模块、解码器、微处理器、天线和驱动模块组成控制部件，无线接收模块输出与微处理器的输入端连接，微处理器又与解码器连接，微处理器输出端通过驱动模块与发光二极管连接，作为太阳能突起路标供电电源的充电电池与微处理器连接，太阳能电池与充电电池连接。无线接收模块、解码器、微处理器、天线和驱动模块组成的控制部件实现了太阳能突起路标通过数字编码进行显示状态、工作模式等的数字化无线控制，使太阳能突起路标能作为整个道路交通管理***的一个终端，纳入上位机控制***接受统一的控制与管理，确保太阳能突起路标不受时间、照度、环境影响正常工作。

本实用新型数字化无线控制的太阳能突起路标所述的突起路标壳体上设置有二个或二个以上对称的或呈90°角的显示窗口。呈90°角的显示窗口实现了太阳能突起路标的立体警示，拓宽了应用范围。

本实用新型数字化无线控制的太阳能突起路标所述的显示窗口内配置有能分别独立工作的二种或二种以上发光颜色的发光二极管。使太阳能突起路标可以根据使用需要组合转换多种警示光颜色，使警示效果更佳。

本实用新型数字化无线控制的太阳能突起路标所述的开关采用与内部隔离的压接开关。压接开关安装在充电电池腔内，压接开关压接面正好对准突起路标壳体底面装有螺丝的小孔，通过螺丝来启动压接开关，从而开启或关闭太阳能突起路标，便于运输和存储。

本实用新型数字化无线控制的太阳能突起路标所述的天线采用微型螺旋天线，微型螺旋天线安装嵌入在凸起路标壳体中间的安装槽内。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型具有结构合理、警示效果好、应用范围宽等优点。1、配置了解码器，由无线接收模块、解码器、微处理器、驱动模块和天线组成控制部件实现了太阳能突起路标通过数字编码进行发光二极管显示的颜色、数量、亮度、闪烁频率、占空比等显示状态和多色、多分区工作模式的数字化无线控制，克服了现有技术只能在夜间使用和单色显示的缺陷，确保太阳能突起路标不受时间、照度、环境影响正常工作，能够在白天根据需要启动太阳能突起路标；能够作为一个受控的终端设备，通过上位控制设备接入相关的控制***，使之成为整个交通控制***的一个组成部分，与上位设备实现协同工作。2、设置了二个或二个以上的显示窗口，根据需要可设置呈90°角的多个显示窗口，实现了太阳能突起路标的立体警示，拓宽了应用范围。3、显示窗口内配置了二种或二种以上发光颜色的多种发光二极管，使太阳能突起路标可以根据使用需要组合转换多种警示光颜色，使警示效果更佳。4、采用压接开关开启或关闭太阳能突起路标，方便运输和存储。

附图说明

图1为现有技术太阳能突起路标结构示意图。

图2为本实用新型实施例数字化无线控制的太阳能突起路标结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的后视图。

图5为本实用新型实施例数字化无线控制的太阳能突起路标电路方框图。

图6为本实用新型实施例数字化无线控制的太阳能突起路标工作流程图。

具体实施方式

实施例结构参见图2～4。该数字化无线控制的太阳能突起路标，主要由突起路标壳体1、显示窗口4、发光二极管3、无线接收模块、解码器、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池7、充电电池和开关组成。二个或二个以上显示窗口4对称的或呈90°角的设置在突起路标壳体1上，发光二极管3排列在显示窗口4内，无线接收模块、解码器、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池、充电电池和开关均安装在突起路标壳体1内。无线接收模块、解码器、微处理器、天线和驱动模块组成控制部件，无线接收模块输出与微处理器的输入端连接，微处理器又与解码器连接，微处理器输出端通过驱动模块与发光二极管连接，作为整个太阳能突起路标供电电源的充电电池与微处理器连接，太阳能电池与充电电池连接。

实施例设置了六个显示窗口4，如图2所示突起路标壳体1的两边对称地各设置了一个显示窗口4，突起路标壳体1的另两边对称地分别设置二个显示窗口4，突起路标壳体1相邻的两边设置的显示窗口4呈90°角；显示窗口4内配置有能分别独立工作的二种或二种以上发光颜色的发光二极管3；充电电池采用锂电池或其他类型的充电电池；开关采用与内部隔离的压接开关，压接开关安装在充电电池腔内，压接开关压接面正好对准突起路标壳体1底面装有螺丝的小孔8，通过反面的螺丝来启动压接开关并开启或关闭太阳能突起路标；天线采用微型螺旋天线6，微型螺旋天线6安装嵌入在凸起路标壳体1上部的中间安装槽内；太阳能电池7采用带透明盖的太阳能电池板；突起路标壳体1采用不破坏路面的底部平整结构，上部有两个安装腔5，一个用于安装充电电池、另一个用于安装控制部件，安装腔5上部由太阳能电池7覆盖，突起路标壳体1上开有安装固定孔2。还有一种突起路标壳体1上部的两个安装腔5中间设置了一个可以***柔性电路板的走线槽，便于多面显示窗口工作时的发光二极管3接线。

无线接收模块、解码器、微处理器、驱动模块和天线构成太阳能突起路标的控制部件。实施例的无线接收模块采用高稳定度结构，使用晶振作为频率源，以保障在室外恶劣环境下的高稳定度工作；解码器可选4～16位之间的多种规格，实施例选用6位解码器，安装6位解码器的太阳能突起路标通常应用于多色且分区不多的显示环境。太阳能突起路标采用数字化编码技术来实现点亮指定颜色的发光二极管。

在标准模式下它提供了4种颜色的工作状态选择，四种及四种以下LED颜色，可用解码器的低两位控制颜色，其余四位作为区域控制位。

颜色控制：D1 D0    LED颜色

00                 颜色1  白色

01                 颜色2  黄色

10                 颜色3  红色

11                 颜色4  绿色

区域控制：D5 D4 D3 D2   区域

0000                    区域1

0001                    区域2

0010                    区域3

……                    ……

1111                    区域16

颜色控制时同时只显示一种颜色；区域控制时只有当接收到的区域码与本终端固有的区域码相同时才可以改变显示的颜色。如：本终端的区域码为0101，现显示的颜色为01黄色，当从主控制台接收到的数据为0111 10，即区域位不同，本终端的颜色断续为黄色不变，但可同步主控制台的信号，即闪亮同步。若从主控制台收到的数据为0101 10，即区域相同，本终端的颜色可改变为10红色。终端固有区域码在烧写程序时固定，一经烧写以后不会改变。

四种至八种LED颜色，用解码器的低三位控制颜色，其余三位作为区域控制位。

颜色控制：D2 D1 D0 LED颜色

000                颜色1

001                颜色2

……               ……

111                颜色8

区域控制：D5 D4 D3    区域

000                   区域1

001          区域2

……         ……

111          区域8

地址编码：地址码有6位，每位有三种状态：高，低及悬空。地址编码主要用于控制台的选择，即有控制台发送信号，但地址编码与本终端不同，不理会所发的信号，闪亮不同步。如两个控制台比较近，分别编不同的地址码，所控制的终端均不会受到干扰。

增加更多的编码组合可实现更多颜色或窗口的显示。通过变更亮和灭的比例来实现不同的占空比；通过调整灯亮期间的占空系数来实现对灯组亮度的调节；通过调整明暗变化的周期来实现闪烁频率调整。同样通过编码来组合分区工作模式，在非标太阳能突起路标应用4位解码器时，它提供了不少于四个窗口的四种颜色工作模式。当安装大于4位的解码器时，它可提供更多的分区模式、显示窗口组合及显示颜色选择。

在对一个突起路标群进行管理的过程中，需要单独对其中的一个或者几个突起路标进行操作，这就需要为每个突起路标配置地址，当处于相同地址时，相同地址的突起路标将执行相同的指令，当地址改变后，可相对独立于其他的突起路标。相同地址突起路标相当于是在一个集合内，不同地址的突起路标相当于在另一个集合内。

实施例中的太阳能突起路标微处理器选用飞利浦LPC900系列处理器，外加看门狗电路，以保障太阳能突起路标能够正常工作。在具体实施过程中可根据实际需求情况选用其他品牌和位数的微处理器。微处理器应用技术属于公知的应用技术，在此不再细述。

在突起路标壳体1的一个安装腔5内，安装的充电电池是高容量的锂离子电池组；高功率的带有透明盖板的太阳能电池7，能够满足边工作边充电的工况要求。在覆盖太阳能电池7盖板的两个安装腔5中间有一个微型螺旋天线安装槽，槽内安装无线接收模块的微型螺旋天线6；发光二极管3分别从两个安装腔向外推出，在控制部件的模块与充电电池安装好以后，在安装腔内灌注环氧树脂胶固化并将太阳能电池7面板覆盖在安装腔5上。

突起路标配有环境亮度取样电路，采用光敏器件进行环境亮度采样，发光二极管3能够根据外部环境亮度自动变更发光强度，当在夜间使用时，按照660MCD的亮度工作；当在白天工作时，发光二极管3工作亮度将根据需要变更，最高可提高至发光二极管的亮度极限。变更的具体方式是：微处理器通过采集数字化无线控制的太阳能突起路标上光敏器件的工作参数来识别环境光照度变化，当环境照度增加时，光敏器件的输出参考电位会增加，反之则会减少。在微处理器内部设置了一个从600lux开始的连续检测点，通常日照最高值大约在40000lux以下，从600～40000lux变化过程中分级对应发光二极管的额定工作区域，例如选用最高亮度约16000MCD的白色发光二极管，则将该发光二极管的工作区域从660MCD开始到16000MCD之间进行划分，该划分步长与照度变化步长对应。环境亮度改变后，微处理器将检测到的亮度与相对应的发光二极管工作亮度进行比对，最终给出一个对应步长的最优化发光二极管亮度值。太阳能突起路标通过该方式随时调整发光二极管与环境亮度之间的对比度。

当环境亮度大于约150lux后，如果没有直接控制指令，微处理器将关闭太阳能突起路标发光二极管的工作，当小于100lux时，则点亮发光二极管。如果有直接控制指令，微处理器可以越过亮度控制开关，直接开启指定的发光二极管颜色和相对应的组合。

数字化无线控制的太阳能突起路标具有按照自己内置程序工作模式和按照外部控制指令工作的模式，外部控制指令高于内置工作模式，当外部控制***开启时，太阳能突起路标处于受控工作模式，在该模式下太阳能突起路标将接受主控制器发出的控制指令并与外源主控制器指令保持同步；当外源主控制器被关闭时，数字化无线控制太阳能突起路标将回到自主控制工作状态，执行内置的预定工作程序。

实施例数字化无线控制的太阳能突起路标的电路连接原理参见图5，太阳能电池7通过充电控制电路I向充电电池V进行充电，充电控制电路I内含电池电压采样电路，电池电压采样电路的采样数据实时送微处理器VII分析，当充电电池V充满后，微处理器VII会指令充电控制电路I断开太阳能电池7与充电电池V之间的连接回路，以保护充电电池V；充电电池V经稳压电路II稳压后向整个***稳定供电；为获得较好的无线接收效果，电压转换电路III根据需要向无线接收模块VI提供适合无线部分工作的稳定电压；环境亮度取样电路X进行环境照度的取样，取样值送微处理器VII进行处理，用于调整发光二极管3的亮度；微处理器VII与解码器VIII连接，将无线接收模块VI接收到的编码工作指令进行解码，微处理器VII根据解码后的工作指令经驱动模块IX点亮相应的发光二极管3；看门狗电路IV主要用于防止微处理器VII中的程序飞出，当发现程序运行不正常时，看门狗电路IV会自动重启微处理器VII，使之恢复正常工作。发光二极管3亮度调整、充电电池V保护点识别、编码信息识别及解码等等工作由软件完成。

数字化无线控制太阳能突起路标基本工作原理简述：

参见图6，太阳能突起路标上电并完成初始化——无线接收模块接收到控制端发出的无线载频信号后，经解码及处理后，判断和识别出主控制端需要启动的工作状态、工作模式和显示颜色，当处于白天工作时，再识别环境亮度，并根据环境亮度调整发光二极管的工作亮度——太阳能突起路标进入指定的工作状态。

本实用新型太阳能突起路标配置有解码器的控制部件，采用无线数字控制技术，可以实现多警示色、多分区工作状态，例如：在人行横道线二端安装本实用新型太阳能突起路标，可与人行横道线交通灯同步，形成交叉立体显示，尤其是在夜间能够更清晰强化人行横道线；还能直接应用或与其他设备配合应用在单行道、动态封道、动态分道、朝夕路、高速公路低能见度警示及诱导和临崖路段区别警示等等道路交通管理场所。

本实用新型太阳能突起路标能够在白天根据需要启动使用，并根据环境亮度自动调整发光二极管的发光亮度。在需要白天启动的应用领域可以根据需要随时启动，并且可以自动调节发光强度，以保障在各种应用环境下的有效性。例如本实用新型作为能见度探测***的终端诱导设备时，当能见度探测***发出能见度低于预警阈值控制信号时，可以根据上位设备的指令点亮太阳能突起路标上各色发光二极管，例如黄色表示慢行、红色表示禁止通行、绿色表示可通行或分道出口、白色表示道路轮廓线等等。各色发光二极管的闪烁频率、占空比等均可根据外源控制需要进行调整，颜色及应用定义也可根据最终使用要求改变。

本实用新型作为一个受控的终端设备，能够通过上位控制设备接入相关的控制***，使之成为整个交通控制***中的一个组成部分，可以与上位设备实现协同工作。例如安装在人行横道线二端时，当人行道处于绿灯时，太阳能突起路标面向车行道一侧的工作窗口可显示红色警示信号，当人行道处于红灯时，在面向人行道一侧同样显示红灯，而面向车行道一侧则可以显示绿灯。现有设备无此能力。

本实用新型的分区工作模式，在一个控制区域内，可以对被控的太阳能突起路标实施分段或对点的控制。例如车道合并时，可将被关闭的车道显示红色，开放的车道显示绿色。当车道全部开放时，又可以对所有控制区内的太阳能突起路标恢复同样的工作模式管理。

本实用新型的90°角多窗口立体显示模式应用领域非常多，例如在BRT快速公交车道中作为隔离标志，使用这种显示模式的突起路标再配以相关设备，将有效提高道路利用率，并可保障快速公交的畅通。

现有的太阳能突起路标由于大部分不具备同步工作能力，在城市使用后闪烁凌乱，直接影响城市景观，现有少量的无线同步太阳能突起路标仅限于“一呼百应”模式。本实用新型太阳能突起路标具有同步工作模式，具有显示花色可控及分区大小可控能力，可实现可控启动及花色运行功能，例如分块点亮或逐个点亮等，可方便地与城市景观设施配套使用。

Claims (5)

1、一种数字化无线控制的太阳能突起路标，包括突起路标壳体、显示窗口、发光二极管、无线接收模块、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池、充电电池和开关，其特征在于：该太阳能凸起路标还包括解码器，所述的显示窗口位于突起路标壳体上，发光二极管排列在显示窗口内，无线接收模块、解码器、微处理器、天线、驱动模块、太阳能电池、充电电池和开关均安装在突起路标壳体内，所述的无线接收模块、解码器、微处理器、天线和驱动模块组成控制部件，无线接收模块输出与微处理器的输入端连接，微处理器又与解码器连接，微处理器输出端通过驱动模块与发光二极管连接，作为太阳能突起路标供电电源的充电电池与微处理器连接，太阳能电池与充电电池连接。

2、根据权利要求1所述的数字化无线控制的太阳能突起路标，其特征在于：所述的突起路标壳体上设置有二个或二个以上对称的或呈90°角的显示窗口。

3、根据权利要求1或2所述的数字化无线控制的太阳能突起路标，其特征在于：所述的显示窗口内配置有能分别独立工作的二种或二种以上发光颜色的发光二极管。

4、根据权利要求3所述的数字化无线控制的太阳能突起路标，其特征在于：所述的开关采用与内部隔离的压接开关。

5、根据权利要求4所述的数字化无线控制的太阳能突起路标，其特征在于：所述的天线采用微型螺旋天线，微型螺旋天线安装嵌入在凸起路标壳体中间的安装槽内。

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