專利名稱：節(jié)能型智能全天候道路交通標(biāo)志牌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能型的智能全天候道路交通標(biāo)志牌。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)的道路交通標(biāo)志牌中指示標(biāo)志牌、指路標(biāo)志牌多數(shù)按 藍(lán)底或綠底白色圖案或文字、禁令標(biāo)志牌多數(shù)按紅框白底黑色圖案、 警告標(biāo)志牌多數(shù)按黑框黃底黑色圖案或文字標(biāo)準(zhǔn)，采用反光材料、支 撐件、基礎(chǔ)和緊固件等制作而成，懸掛在道路兩旁司機(jī)與行人易于看 到的地方，晚上則要靠路燈照明才能便于人們識(shí)別，進(jìn)而引導(dǎo)人們行 進(jìn)。這類方案的優(yōu)點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單，但不足之處在于
(1) 受天氣條件影響較大，特別是在霧氣較重的地區(qū)，能見度 低，識(shí)別度較低；
(2) 光線強(qiáng)度較弱時(shí)，如陰天或夜晚，易于造成司機(jī)或行人對(duì) 一些交通標(biāo)志牌的疏忽。
(3) 大霧或光線強(qiáng)度較弱時(shí)，為了有效引導(dǎo)人們行進(jìn)，采用大 量路燈來為路邊的交通標(biāo)志牌提供照明，這樣要消耗大量電能。另外， 若為交通標(biāo)志牌提供照明的路燈損壞或汽車行駛在未安裝路燈道路 區(qū)域時(shí)，人們就很難觀察到交通標(biāo)志牌，容易引發(fā)交通事故，造成生 命財(cái)產(chǎn)損失。
嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件于一體，具有軟件代碼小、 高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，特別適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的體 系。目前，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到生活中幾乎所有的電器設(shè)備，如微波爐、 數(shù)字相機(jī)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)及自動(dòng)售貨機(jī)等。與通用型 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)功耗低、可靠性高；功能強(qiáng)大、性價(jià)比高；實(shí)時(shí)性強(qiáng)，支持多任務(wù)；占用空間小，效率高；面向特定應(yīng)用， 可根據(jù)需要靈活定制。
嵌入式系統(tǒng)的日益成熟為設(shè)計(jì)智能道路交通標(biāo)志牌提供了一個(gè) 良好的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用環(huán)境，也為設(shè)計(jì)新型道路交通標(biāo)志牌指明了一 個(gè)發(fā)展方向。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是以節(jié)能與滿足人們?nèi)粘Ｐ枨?為目標(biāo)，開發(fā)出一種智能的全天候道路交通標(biāo)志牌，有效克服傳統(tǒng)道 路交通標(biāo)志牌存在的不足之處。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案-
一種節(jié)能型智能全天候道路交通標(biāo)志牌，其特征在于它包括光敏 傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)、單片機(jī)、LED組合燈，光敏傳感器、 LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)分別與單片機(jī)的相應(yīng)引腳連接，LED組合燈與 LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)連接，光敏傳感器用于采集光線強(qiáng)度信號(hào)，定 期向單片機(jī)傳遞原始光線強(qiáng)度信號(hào)，單片機(jī)用于將光線強(qiáng)度模擬信號(hào) 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，與預(yù)設(shè)的光線強(qiáng)度基值比較，計(jì)算得到當(dāng)前的光線 強(qiáng)度級(jí)別，并以相應(yīng)模式觸發(fā)不同引腳上的LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸 出不同的調(diào)制電壓，LED組合燈由LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出的調(diào)制 電壓來控制顯示不同的亮度，并根據(jù)輸出調(diào)制電壓的不同引腳來顯示 不同的標(biāo)志形狀。
它還設(shè)有蜂鳴器，蜂鳴器與單片機(jī)的相應(yīng)引腳連接，單片機(jī)觸發(fā) 與其相連接的蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)用于指示單片機(jī)是否工作于欠 壓狀態(tài)。
所述的LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)設(shè)有可控硅電路。 所述單片機(jī)為PIC18F4620單片機(jī)，蜂鳴器接在單片機(jī)的RD1引 腳，光敏傳感器接在單片機(jī)的INTO引腳，LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)接在單片機(jī)的RDQ引腳。
所述的LED組合燈可由交流電網(wǎng)、蓄電池或太陽能電池供電。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的效果和優(yōu)點(diǎn)
(1) 可有效避免、減少交通事故出現(xiàn)。為節(jié)約電能， 一般城市近郊 或風(fēng)景區(qū)夜晚較少亮路燈，路況也較復(fù)雜，在陰雨天或夜晚易出交通 事故，使用該標(biāo)志牌可以正確引導(dǎo)駕駛者安全行駛，有效避免、減少 交通事故出現(xiàn)；
(2) 具有一定的智能性、自適應(yīng)性。該標(biāo)志牌根據(jù)光敏傳感器采用 的信號(hào)，自主計(jì)算處理并決定是否開LED組合燈以及亮燈時(shí)的亮度， 具有一定的智能性；并可以根據(jù)天氣變化情況隨時(shí)改變相應(yīng)的動(dòng)作， 具有一定的自適應(yīng)環(huán)境能力。
(3) 具有"全天候"能力。不論白天或夜晚，只要光線陰暗，駕駛 者視線不佳，該標(biāo)志牌均可以隨時(shí)發(fā)揮作用，也就意味著，在最易發(fā) 生事故的時(shí)刻，在該標(biāo)志牌的作用下，由于正確引導(dǎo)駕駛者安全行駛， 從而有效避免交通事故出現(xiàn)。
(4) 可以有效節(jié)約電能。由于該標(biāo)志牌的智能性，可以自主決定是 否開LED組合燈以及亮燈時(shí)的亮度，從而可以在發(fā)揮標(biāo)志牌作用的 同時(shí)有效節(jié)約電能。
綜上所述，采用節(jié)能型智能全天候道路交通標(biāo)志牌帶來的好處主 要表現(xiàn)在自動(dòng)化工作，受各種天氣條件制約少，更方便全天候引導(dǎo) 司機(jī)與行人出行，減少交通事故發(fā)生率，也可減少路燈過度照明造成 的能耗。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖，本實(shí)用新型構(gòu)造一種節(jié)能型智能全天候道路交通標(biāo)志牌，它包括光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)、 單片機(jī)、LED組合燈，光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)分別與單 片機(jī)的相應(yīng)引腳連接，LED組合燈與LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)連接，光 敏傳感器用于采集光線強(qiáng)度信號(hào)，定期向單片機(jī)傳遞原始光線強(qiáng)度信 號(hào)，單片機(jī)用于將光線強(qiáng)度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，與預(yù)設(shè)的光線 強(qiáng)度基值比較，計(jì)算得到當(dāng)前的光線強(qiáng)度級(jí)別，并以相應(yīng)模式觸發(fā)不 同引腳上的LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出不同的調(diào)制電壓，LED組合燈 由LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出的調(diào)制電壓來控制顯示不同的亮度，并 根據(jù)輸出調(diào)制電壓的不同引腳來顯示不同的標(biāo)志形狀。它還設(shè)有蜂鳴 器，蜂鳴器與單片機(jī)的相應(yīng)引腳連接，單片機(jī)觸發(fā)與其相連接的蜂鳴 器，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)用于指示單片機(jī)是否工作于欠壓狀態(tài)。該標(biāo)志牌 利用光敏傳感器采集的信息，經(jīng)單片機(jī)計(jì)算處理可自主決定是否打開 LED組合燈，打開時(shí)利用光敏傳感器測(cè)量值和LED燈具亮度調(diào)節(jié)開 關(guān)自動(dòng)調(diào)至適當(dāng)亮度，并可根據(jù)實(shí)際需求修改標(biāo)志牌顯示內(nèi)容，設(shè)置 多種顯示模式。比如道路限速標(biāo)志牌在天氣較好、光線較好時(shí)，可 關(guān)閉LED組合燈，利用傳統(tǒng)的道路限速標(biāo)志牌提示汽車駕駛者；在 陰雨天或夜晚時(shí)，可自動(dòng)打開并適當(dāng)調(diào)高LED組合燈亮度、適度調(diào) 低道路限速值。
以PIC18F4620單片機(jī)為例，可將蜂鳴器接在單片機(jī)的RD1引腳， 光敏傳感器接在單片機(jī)的INTO引腳，LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)接在單 片機(jī)的RDO引腳。另外，LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)實(shí)為一段可控硅控 制電路，負(fù)責(zé)輸出所需的調(diào)制電壓，進(jìn)而觸發(fā)LED組合燈以不同的 亮度級(jí)別打開，滿足LED組合燈以不同亮度打開的需求。
LED組合燈及LED組合燈控制電路可以由交流電網(wǎng)、蓄電池或 太陽能電池供電。
單片機(jī)可由直流電源或交流電網(wǎng)供電。采用休眠、喚醒的工作模式，喚醒后進(jìn)入工作狀態(tài)，休眠時(shí)進(jìn)入 節(jié)能狀態(tài)，不進(jìn)行計(jì)算等耗能工作。當(dāng)單片機(jī)采用電池供電時(shí)，單片 機(jī)喚醒后首先判斷是否處于欠壓工作狀態(tài)，若判斷結(jié)果為真，則觸發(fā) 蜂鳴器，發(fā)出欠壓預(yù)警信號(hào)，若判斷結(jié)果為假，則系統(tǒng)進(jìn)入正常工作 階段。
系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，首先由光敏傳感器采集當(dāng)前的光線強(qiáng) 度信號(hào)，然后單片機(jī)將得到光線模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)值信號(hào)，并與預(yù)設(shè) 的光線強(qiáng)度基值進(jìn)行比較，確定當(dāng)前的光線強(qiáng)度級(jí)別及其變化情況。
若當(dāng)前光線強(qiáng)度級(jí)別沒有發(fā)生變化，則單片機(jī)進(jìn)入休眠工作模 式，若當(dāng)前光線強(qiáng)度級(jí)別發(fā)生了變化，則要根據(jù)變化后的光線強(qiáng)度級(jí)
別并以與之相對(duì)的模式觸發(fā)LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)，最后由LED燈 具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出的調(diào)制電壓來啟動(dòng)LED組合燈，驅(qū)動(dòng)LED組合 燈顯示不同的標(biāo)志形狀，使得LED組合燈可以有多個(gè)亮度級(jí)別及標(biāo)志 形狀。
采用兩種方式來驅(qū)動(dòng)LED組合燈顯示不同的標(biāo)志形狀， 一種是 LED組合燈顯示若干固定標(biāo)志，用不同的單片機(jī)引腳來控制，使得每 一個(gè)單片機(jī)引腳輸出的信號(hào)對(duì)應(yīng)LED組合燈上的一種標(biāo)志形狀；另一 種是LED組合燈動(dòng)態(tài)顯示字符，單片機(jī)通過查找存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)的字 符碼表，得到應(yīng)顯示字符的字符碼，然后通過相應(yīng)引腳發(fā)送到LED組 合燈，進(jìn)而顯示相應(yīng)的字符，此時(shí)的LED組合燈由點(diǎn)陣電路實(shí)現(xiàn)。
LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出調(diào)制電壓有兩種方法， 一種是交流 電過零檢測(cè)技術(shù)，通過改變交流電每個(gè)周期的高低電平比例來實(shí)現(xiàn)， 另一種是PWM技術(shù)，該技術(shù)采用單片機(jī)自帶的PWM模塊，通過調(diào) 節(jié)有效電平的占空比來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種節(jié)能型智能全天候道路交通標(biāo)志牌，其特征在于它包括光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)、單片機(jī)、LED組合燈，光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)分別與單片機(jī)的相應(yīng)引腳連接，LED組合燈與LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)連接，光敏傳感器用于采集光線強(qiáng)度信號(hào)，定期向單片機(jī)傳遞原始光線強(qiáng)度信號(hào)，單片機(jī)用于將光線強(qiáng)度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，與預(yù)設(shè)的光線強(qiáng)度基值比較，計(jì)算得到當(dāng)前的光線強(qiáng)度級(jí)別，并以相應(yīng)模式觸發(fā)不同引腳上的LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出不同的調(diào)制電壓，LED組合燈由LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出的調(diào)制電壓來控制顯示不同的亮度，并根據(jù)輸出調(diào)制電壓的不同引腳來顯示不同的標(biāo)志形狀。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型的智能全天候道路交通標(biāo)志牌，其 特征在于它還設(shè)有蜂鳴器，蜂鳴器與單片機(jī)的相應(yīng)引腳連接，單片 機(jī)觸發(fā)與其相連接的蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)用于指示單片機(jī)是否工 作于欠壓狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型的智能全天候道路交通標(biāo)志牌， 其特征在于所述的LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)設(shè)有可控硅電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型的智能全天候道路交通標(biāo)志牌， 其特征在于所述單片機(jī)為PIC18F4620單片機(jī)，蜂鳴器接在單片機(jī) 的RD1引腳，光敏傳感器接在單片機(jī)的INTO引腳，LED燈具亮度 調(diào)節(jié)開關(guān)接在單片機(jī)的RDO引腳。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型的智能全天候道路交通標(biāo)志牌， 其特征在于所述的LED組合燈可由交流電網(wǎng)、蓄電池或太陽能電 池供電。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種智能的全天候道路交通標(biāo)志牌，它包括光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)、單片機(jī)、LED組合燈，光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)分別與單片機(jī)的相應(yīng)引腳連接，LED組合燈與LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)連接，光敏傳感器用于采集光線強(qiáng)度信號(hào)，定期向單片機(jī)傳遞原始光線強(qiáng)度信號(hào)，與基值比較，計(jì)算當(dāng)前光線強(qiáng)度級(jí)別并以相應(yīng)模式觸發(fā)不同引腳上的LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)輸出不同的調(diào)制電壓，控制不同的亮度，以及顯示不同的標(biāo)志形狀。本實(shí)用新型具有以下的效果和優(yōu)點(diǎn)(1)可有效避免、減少交通事故出現(xiàn)；(2)具有一定的智能性、自適應(yīng)性；(3)具有“全天候”能力；(4)可以有效節(jié)約電能。
文檔編號(hào)H03K17/94GK201228890SQ20082012079
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者鄭增威 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)城市學(xué)院