專利名稱：節(jié)能型智能全天候道路交通標志牌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種節(jié)能型的智能全天候道路交通標志牌。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)的道路交通標志牌中指示標志牌、指路標志牌多數(shù)按 藍底或綠底白色圖案或文字、禁令標志牌多數(shù)按紅框白底黑色圖案、 警告標志牌多數(shù)按黑框黃底黑色圖案或文字標準，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別，進而引導人們行 進。這類方案的優(yōu)點是制作簡單，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，識別度較低；
(2) 光線強度較弱時，如陰天或夜晚，易于造成司機或行人對 一些交通標志牌的疏忽。
(3) 大霧或光線強度較弱時，為了有效引導人們行進，采用大 量路燈來為路邊的交通標志牌提供照明，這樣要消耗大量電能。另外， 若為交通標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，人們就很難觀察到交通標志牌，容易引發(fā)交通事故，造成生 命財產(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、 高度自動化、響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(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、家庭自動化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)及自動售貨機等。與通用型 計算機系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)功耗低、可靠性高；功能強大、性價比高；實時性強，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)計智能道路交通標志牌提供了一個 良好的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用環(huán)境，也為設(shè)計新型道路交通標志牌指明了一 個發(fā)展方向。 發(fā)明內(nèi)容
本實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，開發(fā)出一種智能的全天候道路交通標志牌，有效克服傳統(tǒng)道 路交通標志牌存在的不足之處。
為了解決上述技術(shù)問題，本實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、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度信號，定 期向單片機傳遞原始光線強度信號，單片機用于將光線強度模擬信號 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與預設(shè)的光線強度基值比較，計算得到當前的光線 強度級別，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 不同的標志形狀。
它還設(shè)有蜂鳴器，蜂鳴器與單片機的相應(yīng)引腳連接，單片機觸發(fā) 與其相連接的蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出警報用于指示單片機是否工作于欠 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。 所述單片機為PIC18F4620單片機，蜂鳴器接在單片機的RD1引 腳，光敏傳感器接在單片機的INTO引腳，LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)接在單片機的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。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的效果和優(yōu)點
(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 或風景區(qū)夜晚較少亮路燈，路況也較復雜，在陰雨天或夜晚易出交通 事故，使用該標志牌可以正確引導駕駛者安全行駛，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。該標志牌根據(jù)光敏傳感器采用 的信號，自主計算處理并決定是否開LED組合燈以及亮燈時的亮度， 具有一定的智能性；并可以根據(jù)天氣變化情況隨時改變相應(yīng)的動作， 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，該標志牌均可以隨時發(fā)揮作用，也就意味著，在最易發(fā) 生事故的時刻，在該標志牌的作用下，由于正確引導駕駛者安全行駛， 從而有效避免交通事故出現(xiàn)。
(4) 可以有效節(jié)約電能。由于該標志牌的智能性，可以自主決定是 否開LED組合燈以及亮燈時的亮度，從而可以在發(fā)揮標志牌作用的 同時有效節(jié)約電能。
綜上所述，采用節(jié)能型智能全天候道路交通標志牌帶來的好處主 要表現(xiàn)在自動化工作，受各種天氣條件制約少，更方便全天候引導 司機與行人出行，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是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖，本實用新型構(gòu)造一種節(jié)能型智能全天候道路交通標志牌，它包括光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)、 單片機、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度信號，定期向單片機傳遞原始光線強度信 號，單片機用于將光線強度模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與預設(shè)的光線 強度基值比較，計算得到當前的光線強度級別，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志形狀。它還設(shè)有蜂鳴 器，蜂鳴器與單片機的相應(yīng)引腳連接，單片機觸發(fā)與其相連接的蜂鳴 器，蜂鳴器發(fā)出警報用于指示單片機是否工作于欠壓狀態(tài)。該標志牌 利用光敏傳感器采集的信息，經(jīng)單片機計算處理可自主決定是否打開 LED組合燈，打開時利用光敏傳感器測量值和LED燈具亮度調(diào)節(jié)開 關(guān)自動調(diào)至適當亮度，并可根據(jù)實際需求修改標志牌顯示內(nèi)容，設(shè)置 多種顯示模式。比如道路限速標志牌在天氣較好、光線較好時，可 關(guān)閉LED組合燈，利用傳統(tǒng)的道路限速標志牌提示汽車駕駛者；在 陰雨天或夜晚時，可自動打開并適當調(diào)高LED組合燈亮度、適度調(diào) 低道路限速值。
以PIC18F4620單片機為例，可將蜂鳴器接在單片機的RD1引腳， 光敏傳感器接在單片機的INTO引腳，LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)接在單 片機的RDO引腳。另外，LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)實為一段可控硅控 制電路，負責輸出所需的調(diào)制電壓，進而觸發(fā)LED組合燈以不同的 亮度級別打開，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，喚醒后進入工作狀態(tài)，休眠時進入 節(jié)能狀態(tài)，不進行計算等耗能工作。當單片機采用電池供電時，單片 機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)出欠壓預警信號，若判斷結(jié)果為假，則系統(tǒng)進入正常工作 階段。
系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)后，首先由光敏傳感器采集當前的光線強 度信號，然后單片機將得到光線模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)值信號，并與預設(shè) 的光線強度基值進行比較，確定當前的光線強度級別及其變化情況。
若當前光線強度級別沒有發(fā)生變化，則單片機進入休眠工作模 式，若當前光線強度級別發(fā)生了變化，則要根據(jù)變化后的光線強度級
別并以與之相對的模式觸發(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LED組合燈，驅(qū)動LED組合 燈顯示不同的標志形狀，使得LED組合燈可以有多個亮度級別及標志 形狀。
采用兩種方式來驅(qū)動LED組合燈顯示不同的標志形狀， 一種是 LED組合燈顯示若干固定標志，用不同的單片機引腳來控制，使得每 一個單片機引腳輸出的信號對應(yīng)LED組合燈上的一種標志形狀；另一 種是LED組合燈動態(tài)顯示字符，單片機通過查找存儲設(shè)備中存儲的字 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，進而顯示相應(yīng)的字符，此時的LED組合燈由點陣電路實現(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 電過零檢測技術(shù)，通過改變交流電每個周期的高低電平比例來實現(xiàn)， 另一種是PWM技術(shù)，該技術(shù)采用單片機自帶的PWM模塊，通過調(diào) 節(jié)有效電平的占空比來實現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種節(jié)能型智能全天候道路交通標志牌，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、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度信號，定期向單片機傳遞原始光線強度信號，單片機用于將光線強度模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與預設(shè)的光線強度基值比較，計算得到當前的光線強度級別，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志牌，其 特征在于它還設(shè)有蜂鳴器，蜂鳴器與單片機的相應(yīng)引腳連接，單片 機觸發(fā)與其相連接的蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出警報用于指示單片機是否工 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志牌， 其特征在于所述單片機為PIC18F4620單片機，蜂鳴器接在單片機 的RD1引腳，光敏傳感器接在單片機的INTO引腳，LED燈具亮度 調(diào)節(jié)開關(guān)接在單片機的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。
專利摘要本實用新型提供一種智能的全天候道路交通標志牌，它包括光敏傳感器、LED燈具亮度調(diào)節(jié)開關(guān)、單片機、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度信號，定期向單片機傳遞原始光線強度信號，與基值比較，計算當前光線強度級別并以相應(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，以及顯示不同的標志形狀。本實用新型具有以下的效果和優(yōu)點(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H03K17/94GK201228890SQ20082012079
公開日2009年4月29日 申請日期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 申請人:浙江大學城市學院