一種太陽能智能斑馬線裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能智能斑馬線裝置，它包括太陽能供電系統、行人傳感檢測系統、PLC控制系統、斑馬線LED指示燈系統和語音警示系統五部分，行人進入斑馬線區域時，壓力傳感器會將傳感信號傳輸到控制系統，控制系統根據獲得的兩片壓力傳感器信號順序，判別行人是走出斑馬線還是向馬路斑馬線對面方向行走，當行人通過斑馬線向對面馬路行走時，鑲嵌于斑馬線上的LED燈發出顯眼的紅光，提醒過往車輛禁止通行以提前避讓行人，當車輛通行時，檢測到有行人位于斑馬線起點上，語音警示系統提示行人此時禁止通行，整個裝置由太陽能供電，節約能源，無需鋪設線纜，設備安裝方便，更有利于車輛避讓和行人安全通行，減少交通隱患。
【專利說明】一種太陽能智能斑馬線裝置
所屬【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能智能斑馬線裝置，即行人或車輛通過時，斑馬線能夠自動發出紅光和語音以警示過往車輛，提高安全性，防患于未然，屬于交通安全【技術領域】。
技術背景
[0002]常見的斑馬線多由油漆噴刷制成，用于警示車輛駕駛人員，使其在行駛過程中，注意避讓穿行馬路的行人，但是在使用一段時間后，油漆容易退色甚至剝落，從而降低了警示效果，即使定期維護，補噴油漆，有時也會因為駕駛員自身疲勞而放松警惕，或者有時在光線昏暗以及部分視角被遮擋等情況下導致司機不容易看清楚路旁經過的行人，而造成不利的后果，為提高斑馬線的安全系數，相關工作人員提出了一系列措施，如采用了彩色斑馬線等技術，雖然一定程度上改善了斑馬線安全現狀，但仍未從根本上解決問題，如:《一種斑馬線行人監測警告裝置》涉及的通過置于人行道兩側的激光柱監測是否有行人通過，一旦有行人通過，道釘燈按一定頻率閃爍，通過這種方式在一定程度上避免了燈具長時間工作的問題，但置于馬路旁邊，人行道兩側的激光柱難以與公路周邊景觀和諧一致，對市容市貌有一定影響，不僅如此，由于該方式只能檢測到從兩根激光柱之間穿過的行人，對于繞行的行人難以檢測到，因而仍然存在一定的安全隱患，鑒于上述不盡完善的解決方案和問題的存在，因此，人們迫切需要一種新的技術方案能夠盡快產生。


【發明內容】

[0003]本發明的目的就是為了解決上述問題，而提出了新的技術和解決方案，即以安置于地面人行道始末端的壓力傳感器檢測是否有行人通過，只要有人踏上人行道，就能被感知，實時開啟或者關斷鑲嵌于斑馬線上的LED指示燈，擴大了檢測保護范圍，在此基礎上，由于本發明采用太陽能供電，利用光控開關控制器，使整個裝置只在能見度不高的陰雨天或者夜晚工作，進一步節約了電能，本技術方案的基本特征是:一種太陽能智能斑馬線裝置，它由太陽能供電系統、行人傳感檢測系統、PLC控制系統、斑馬線LED指示燈系統和語音警示系統五部分組成，整個裝置所需的直流電由太陽能供電系統提供，太陽能供電系統由燈桿、太陽能電池板、蓄電池和電源管理器組成。
[0004]所述技術方案還具有的其特征是:太陽能電池板固定于燈桿上，燈桿設置在斑馬線附近；通過鑲嵌于斑馬線LED指示燈系統發出紅光，警示周圍過往車輛，并通過語音警示系統，提醒行人；行人傳感檢測系統由兩套壓力傳感組件組成，壓力傳感組件安裝于地面；壓力傳感組件有兩只壓力傳感器構成，兩只壓力傳感器分別安裝于人行道靠近公路的位置以及斑馬線端部靠近人行道的位置；控制系統是能夠根據兩只傳感器檢測信號的時間差，確定行人的行走方向并判別出行人是進入人行道還是離開人行道的裝置。
[0005]本發明與以往技術方案相比，所具有優點和顯著效果是:
[0006]1、相對于傳統的行人出入檢測方案，鑲嵌于地面的傳感器能更大限度的檢測到陸上行人，防止因行人繞行而導致漏檢現象；受壓力傳感器響應，鑲嵌在斑馬線上的LED燈自動觸發，發出紅光以警示過往車輛，最大限度的減少事故發生幾率。
[0007]2、由于采用太陽能供電，本發明所述裝置無需額外電源，安裝方便。采用獨特的控制工藝使得LED燈工作時間得以優化，從而達到節約能源，提高LED燈具使用壽命的目的。
[0008]3、傳感器鑲嵌于地面，裝置外觀簡潔，無需在斑馬線行人入口處安裝激光發射板和接收板，對市容市貌無任何影響。
[0009]下面結合附圖對本發明一種安全智能斑馬線裝置進行詳細的說明。
[0010]圖1是本發明一種太陽能智能斑馬線裝置實施例結構示意圖。
[0011]圖2是本發明一種太陽能智能斑馬線裝置行人傳感檢測系統示意圖。
[0012]圖3是本發明一種太陽能智能斑馬線裝置斑馬線LED指示燈系統示意圖。
[0013]圖中，壓力傳感器1，壓力傳感器2，人行道路基3，斑馬線LED指示燈4，公路5，燈桿6，太陽能電池板7，蓄電池8，電源管理器9，揚聲器10，語音控制芯片11，PLC控制器12，金屬散熱器13，LED燈板14，LED陣列15，透光玻璃16，防水氣密膠體17，電源線18。

【具體實施方式】
[0014]太陽能供電系統，由燈桿6、太陽能電池板7、蓄電池8和電源管理器9組成，燈桿6立于斑馬線附近區域，安裝位置以不妨礙交通，不影響市容且易于接受太陽光照為原則，太陽能電池板7、蓄電池8和電源管理器9固定于燈桿6上，通過電源管理器9，將太陽能電池板7產生的電能儲存到蓄電池8中，用于裝置在夜間和陰雨天運行。
[0015]行人傳感檢測系統，是由兩套相同的壓力傳感器組件構成，用于檢測是否有行人位于斑馬線上以及行人的行走方向，壓力傳感器1、2安裝于斑馬線始末端，靠近馬路邊緣的位置，確保人行道上的行人，無論從任何方向踏到斑馬線上，系統都會感應到，從而避免了行人從斑馬線側面踏入時，系統監測的盲區，實施例中的壓力傳感器1、2是有區別的，當行人踩踏到壓力傳感器1、2時，自身重力的作用，使得壓力傳感器的應變片發生變形，從而應變片的電阻值也會因此變化，當有電信號通過應變片時，系統會監測到電信號的變化，進而監測到行人的存在，在本系統中，應變片上流通一定的電流，電流值恒定不變，當應變片受壓變形后引起自身的電阻值變化，由于電流恒定不變，電壓值也因此而改變，所以，傳感器輸出的電壓信號與自身承受的重力線性相關。
[0016]控制系統，能夠檢測壓力傳感器輸出的電壓值，即可確定其所承受的壓力，設計過程中，以1Kg重量為觸發條件，只要體重超過1Kg的物體置于壓力傳感器上系統都會檢測至IJ，每套壓力傳感器組件由兩片壓力傳感器構成，安裝于靠近公路邊緣部位，壓力傳感器I固定于人行道靠近公路邊緣部位，壓力傳感器I則安裝于公路邊緣，離人行道較近，行人在行走過程中，如果首先踏上壓力傳感器1，然后再踏上壓力傳感器2，控制系統同樣首先檢測到壓力傳感器I的信號，然后檢測到壓力傳感器2的信號，控制系統可以根據獲得壓力傳感信號順序，確定該行人的行走方向是穿過斑馬線向馬路對面行走，該信號提供給控制系統，用于判定是否需要點亮斑馬線LED指示燈4，當控制系統獲得的壓力傳感信號的順序是先檢測到壓力傳感器2的信息，然后才是壓力傳感器I的信號時，證明這是行人走出斑馬線，由公路向人行道方向行走，對這一信號，控制系統將不會點亮斑馬線LED指示燈4，系統具備的這種方向判斷能力，可以判別出行人是進入人行道還是離開人行道，防止系統被錯誤觸發。
[0017]PLC控制系統由太陽能電池板供電，具有A/D轉化功能，用于采集壓力傳感器1、2的信息，并對其進行處理判斷，根據附近是否有交通信號燈的不同，系統分為兩種工作狀態:其一、當有交通信號燈時，系統在工作過程中，首先接受實時交通信號燈信號，當車輛行駛的方向為紅燈時，此時允許行人穿過馬路，行人踏上斑馬線時，壓力傳感器1、2將檢測到的信號傳輸到控制系統，使斑馬線LED指示燈發出紅光，向斑馬線駛來的車輛警示注意，PLC控制系統根據壓力傳感器信息作出響應，它可以根據公路寬窄設置行人過斑馬線的通行時間，下面以20秒的通行時間為例進行闡述系統工作原理，當有行人踏上斑馬線，向馬路對面行走時，系統點亮斑馬線LED指示燈4并開始計時，直到預計通行時間結束后，指示燈熄滅，在指示燈點亮時，若有其他行人踏上斑馬線，并且此時車輛行駛方向的信號燈仍為紅燈，上次的20秒計時清零，系統重新開始計時，以確保該行人有足夠的通行時間，當行人穿行馬路過程中，車輛行駛方向信號燈由紅變綠，禁止行人通行時，為了保證行走于斑馬線上的行人的安全，斑馬線LED指示燈4仍然處于點亮狀態，提醒車輛注意此時盡管允許通行，由于路上有行人，需注意避讓，當車輛行駛方向為綠燈時，禁止行人穿行馬路，此時若有行人踏上斑馬線，控制系統一旦檢測到，便啟動語音警示系統。其二、當步行街、學校門口、小區出入口等道路沒有交通信號燈時，系統在工作過程中，只根據是否有行人站立于人行道進行判斷，在個別路段，有時只設置了人行橫道，但沒有相應的交通信號燈指示，行人在過馬路時，需要觀察是否有車輛通過。過往車輛也需注意前方道路情況，一旦沒有及時發現前方道路有行人，悲劇將會因此發生，為避免此類事故，本發明首先監測行人是否由人行道路基3邁向斑馬線，若行人踏上斑馬線區域的兩片壓力傳感器時，傳感信號輸送到控制系統，控制系統則迅速點亮斑馬線LED指示燈4，醒目的斑馬線紅燈可以更有效地提醒過往車輛，注意這一路段，斑馬線LED指示燈4會持續點亮一段固定的時間，持續時間的長短可以通過PLC控制系統統計分析行人通過人行道的最長時間計算得到的，當有多人連續通過斑馬線時，斑馬線LED指示燈4會處于一直發紅光狀態，直到最后一個行人離開人行道，系統將自動熄滅斑馬線LED指示燈4，以便節約電能，整個系統裝置就這樣循環往復的工作，無須人工操作。
[0018]斑馬線LED指示燈系統，有金屬散熱器13、透光玻璃16、LED燈板14和防水氣密膠條17組成，金屬散熱器13材料為堅固的鋁合金，透光玻璃16為6_厚的鋼化玻璃，以保證內部的LED在多次的沖擊和重壓下仍然能正常發光，金屬散熱器13固定在路面斑馬線的孔洞中，大部分在孔洞中，一小部分露出路面，功能是為了使LED更好的散熱，電源線18從金屬散熱器13底部引出；LED燈板14設置在金屬散熱器13之上，兩者之間要加有導熱硅脂；LED燈板14上布置一定數量的LED陣列15，每個陣列有48顆紅光LED燈(以2米寬人行道斑馬線為例)，保證LED點亮時，汽車在規定的安全距離之外看到顯眼的紅光，防水氣密膠條17加在金屬散熱器13上，涂上一定的防水絕緣膠，固定好透光玻璃16即可，安裝完畢之后，整體露出地面之上的部分高度小于15_，避免突出的部分對汽車的行駛造成影響。
[0019]語音警示系統，由語音控制芯片11和揚聲器10構成，系統在運行前，根據實際需要，將錄制好的語音文件如“現在是紅燈，禁止通行”等，安裝到語音控制芯片11中，在實際工作過程中，控制系統根據實際情況，確定是否需要播放語音文件，用于警示行人。
[0020]本技術方案中，太陽能供電系統由免維護、閥控式膠體蓄電池、太陽能電池板及燈桿組成，系統實現的主要功能是為行人自動觸發智能安全斑馬線裝置提供電能，節電環保，無需鋪設線纜，行人傳感檢測系統安裝于公路邊緣，通過自帶的壓力傳感器，檢測是否有行人通過，確定行人的行走方向，便于控制系統決策，PLC控制系統是整套裝置的控制核心，接收行人傳感檢測系統提供的信息，根據一定的控制策略做出相應的判斷，并控制斑馬線LED指示燈系統和語音警示系統的工作，斑馬線LED指示燈系統和語音警示系統是整套裝置的輸出執行機構，能夠根據控制系統要求實現LED燈的亮滅和警示語音的啟停。
[0021]采用本技術方案一種太陽能智能斑馬線裝置，不僅太陽能供電節約電能，在連續陰雨天的夜晚裝置也能正常工作，提高了系統的效率，而且在夜間行人踏上斑馬線時，斑馬線LED指示燈就會發出顯眼的紅光，保證了行人的安全，同時也提醒了車輛司機在視線昏暗或者視角被遮擋的情況下盡早避讓行人，減少事故隱患，該裝置促使了司機通過剎車和減速禮讓行人先行，降低了人車沖突的概率，引導了行人走斑馬線的意識，具有很好的實用前景和明顯的社會作用。
【權利要求】
1.一種太陽能智能斑馬線裝置，其特征是:它由太陽能供電系統、行人傳感檢測系統、PLC控制系統、斑馬線LED指示燈系統和語音警示系統五部分組成；整個裝置所需的直流電由太陽能供電系統提供，太陽能供電系統由燈桿、太陽能電池板、蓄電池和電源管理器組成。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能智能斑馬線裝置，其特征是:太陽能電池板固定于燈桿上，燈桿設置在斑馬線附近。
3.根據權利要求1所述的一種太陽能智能斑馬線裝置，其特征是:通過鑲嵌于斑馬線上的LED指示燈系統發出紅光，警示周圍過往車輛，并通過語音警示系統，提醒行人。
4.根據權利要求1所述的一種太陽能智能斑馬線裝置，其特征是:行人傳感檢測系統由兩套壓力傳感組件組成，壓力傳感組件安裝于地面。
5.根據權利要求1所述的一種太陽能智能斑馬線裝置，其特征是:壓力傳感組件有兩只壓力傳感器構成，兩只壓力傳感器分別安裝于人行道靠近公路的位置以及斑馬線端部靠近人行道的位置。
6.根據權利要求1所述的一種太陽能智能斑馬線裝置，其特征是:控制系統是能夠根據兩只傳感器檢測信號的時間差，確定行人的行走方向并判別出行人是進入人行道還是離開人行道的裝置。
【文檔編號】E01F9/08GK104278648SQ201410532752
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】王忠鋒, 桑瑞芳 申請人:青島創銘新能源有限公司