CN104278648A - 一种太阳能智能斑马线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能智能斑马线装置，它包括太阳能供电系统、行人传感检测系统、PLC控制系统、斑马线LED指示灯系统和语音警示系统五部分，行人进入斑马线区域时，压力传感器会将传感信号传输到控制系统，控制系统根据获得的两片压力传感器信号顺序，判别行人是走出斑马线还是向马路斑马线对面方向行走，当行人通过斑马线向对面马路行走时，镶嵌于斑马线上的LED灯发出显眼的红光，提醒过往车辆禁止通行以提前避让行人，当车辆通行时，检测到有行人位于斑马线起点上，语音警示系统提示行人此时禁止通行，整个装置由太阳能供电，节约能源，无需铺设线缆，设备安装方便，更有利于车辆避让和行人安全通行，减少交通隐患。

Description

一种太阳能智能斑马线装置

所属技术领域

本发明涉及一种太阳能智能斑马线装置，即行人或车辆通过时，斑马线能够自动发出红光和语音以警示过往车辆，提高安全性，防患于未然，属于交通安全技术领域。

技术背景

常见的斑马线多由油漆喷刷制成，用于警示车辆驾驶人员，使其在行驶过程中，注意避让穿行马路的行人，但是在使用一段时间后，油漆容易退色甚至剥落，从而降低了警示效果，即使定期维护，补喷油漆，有时也会因为驾驶员自身疲劳而放松警惕，或者有时在光线昏暗以及部分视角被遮挡等情况下导致司机不容易看清楚路旁经过的行人，而造成不利的后果，为提高斑马线的安全系数，相关工作人员提出了一系列措施，如采用了彩色斑马线等技术，虽然一定程度上改善了斑马线安全现状，但仍未从根本上解决问题，如：《一种斑马线行人监测警告装置》涉及的通过置于人行道两侧的激光柱监测是否有行人通过，一旦有行人通过，道钉灯按一定频率闪烁，通过这种方式在一定程度上避免了灯具长时间工作的问题，但置于马路旁边，人行道两侧的激光柱难以与公路周边景观和谐一致，对市容市貌有一定影响，不仅如此，由于该方式只能检测到从两根激光柱之间穿过的行人，对于绕行的行人难以检测到，因而仍然存在一定的安全隐患，鉴于上述不尽完善的解决方案和问题的存在，因此，人们迫切需要一种新的技术方案能够尽快产生。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，而提出了新的技术和解决方案，即以安置于地面人行道始末端的压力传感器检测是否有行人通过，只要有人踏上人行道，就能被感知，实时开启或者关断镶嵌于斑马线上的LED指示灯，扩大了检测保护范围，在此基础上，由于本发明采用太阳能供电，利用光控开关控制器，使整个装置只在能见度不高的阴雨天或者夜晚工作，进一步节约了电能，本技术方案的基本特征是：一种太阳能智能斑马线装置，它由太阳能供电系统、行人传感检测系统、PLC控制系统、斑马线LED指示灯系统和语音警示系统五部分组成，整个装置所需的直流电由太阳能供电系统提供，太阳能供电系统由灯杆、太阳能电池板、蓄电池和电源管理器组成。

所述技术方案还具有的其特征是：太阳能电池板固定于灯杆上，灯杆设置在斑马线附近；通过镶嵌于斑马线LED指示灯系统发出红光，警示周围过往车辆，并通过语音警示系统，提醒行人；行人传感检测系统由两套压力传感组件组成，压力传感组件安装于地面；压力传感组件有两只压力传感器构成，两只压力传感器分别安装于人行道靠近公路的位置以及斑马线端部靠近人行道的位置；控制系统是能够根据两只传感器检测信号的时间差，确定行人的行走方向并判别出行人是进入人行道还是离开人行道的装置。

本发明与以往技术方案相比，所具有优点和显著效果是：

1、相对于传统的行人出入检测方案，镶嵌于地面的传感器能更大限度的检测到陆上行人，防止因行人绕行而导致漏检现象；受压力传感器响应，镶嵌在斑马线上的LED灯自动触发，发出红光以警示过往车辆，最大限度的减少事故发生几率。

2、由于采用太阳能供电，本发明所述装置无需额外电源，安装方便。采用独特的控制工艺使得LED灯工作时间得以优化，从而达到节约能源，提高LED灯具使用寿命的目的。

3、传感器镶嵌于地面，装置外观简洁，无需在斑马线行人入口处安装激光发射板和接收板，对市容市貌无任何影响。

下面结合附图对本发明一种安全智能斑马线装置进行详细的说明。

图1是本发明一种太阳能智能斑马线装置实施例结构示意图。

图2是本发明一种太阳能智能斑马线装置行人传感检测系统示意图。

图3是本发明一种太阳能智能斑马线装置斑马线LED指示灯系统示意图。

图中，压力传感器1，压力传感器2，人行道路基3，斑马线LED指示灯4，公路5，灯杆6，太阳能电池板7，蓄电池8，电源管理器9，扬声器10，语音控制芯片11，PLC控制器12，金属散热器13，LED灯板14，LED阵列15，透光玻璃16，防水气密胶体17，电源线18。

具体实施方式

太阳能供电系统，由灯杆6、太阳能电池板7、蓄电池8和电源管理器9组成，灯杆6立于斑马线附近区域，安装位置以不妨碍交通，不影响市容且易于接受太阳光照为原则，太阳能电池板7、蓄电池8和电源管理器9固定于灯杆6上，通过电源管理器9，将太阳能电池板7产生的电能储存到蓄电池8中，用于装置在夜间和阴雨天运行。

行人传感检测系统，是由两套相同的压力传感器组件构成，用于检测是否有行人位于斑马线上以及行人的行走方向，压力传感器1、2安装于斑马线始末端，靠近马路边缘的位置，确保人行道上的行人，无论从任何方向踏到斑马线上，系统都会感应到，从而避免了行人从斑马线侧面踏入时，系统监测的盲区，实施例中的压力传感器1、2是有区别的，当行人踩踏到压力传感器1、2时，自身重力的作用，使得压力传感器的应变片发生变形，从而应变片的电阻值也会因此变化，当有电信号通过应变片时，系统会监测到电信号的变化，进而监测到行人的存在，在本系统中，应变片上流通一定的电流，电流值恒定不变，当应变片受压变形后引起自身的电阻值变化，由于电流恒定不变，电压值也因此而改变，所以，传感器输出的电压信号与自身承受的重力线性相关。

控制系统，能够检测压力传感器输出的电压值，即可确定其所承受的压力，设计过程中，以10Kg重量为触发条件，只要体重超过10Kg的物体置于压力传感器上系统都会检测到，每套压力传感器组件由两片压力传感器构成，安装于靠近公路边缘部位，压力传感器1固定于人行道靠近公路边缘部位，压力传感器1则安装于公路边缘，离人行道较近，行人在行走过程中，如果首先踏上压力传感器1，然后再踏上压力传感器2，控制系统同样首先检测到压力传感器1的信号，然后检测到压力传感器2的信号，控制系统可以根据获得压力传感信号顺序，确定该行人的行走方向是穿过斑马线向马路对面行走，该信号提供给控制系统，用于判定是否需要点亮斑马线LED指示灯4，当控制系统获得的压力传感信号的顺序是先检测到压力传感器2的信息，然后才是压力传感器1的信号时，证明这是行人走出斑马线，由公路向人行道方向行走，对这一信号，控制系统将不会点亮斑马线LED指示灯4，系统具备的这种方向判断能力，可以判别出行人是进入人行道还是离开人行道，防止系统被错误触发。

PLC控制系统由太阳能电池板供电，具有A/D转化功能，用于采集压力传感器1、2的信息，并对其进行处理判断，根据附近是否有交通信号灯的不同，系统分为两种工作状态：其一、当有交通信号灯时，系统在工作过程中，首先接受实时交通信号灯信号，当车辆行驶的方向为红灯时，此时允许行人穿过马路，行人踏上斑马线时，压力传感器1、2将检测到的信号传输到控制系统，使斑马线LED指示灯发出红光，向斑马线驶来的车辆警示注意，PLC控制系统根据压力传感器信息作出响应，它可以根据公路宽窄设置行人过斑马线的通行时间，下面以20秒的通行时间为例进行阐述系统工作原理，当有行人踏上斑马线，向马路对面行走时，系统点亮斑马线LED指示灯4并开始计时，直到预计通行时间结束后，指示灯熄灭，在指示灯点亮时，若有其他行人踏上斑马线，并且此时车辆行驶方向的信号灯仍为红灯，上次的20秒计时清零，系统重新开始计时，以确保该行人有足够的通行时间，当行人穿行马路过程中，车辆行驶方向信号灯由红变绿，禁止行人通行时，为了保证行走于斑马线上的行人的安全，斑马线LED指示灯4仍然处于点亮状态，提醒车辆注意此时尽管允许通行，由于路上有行人，需注意避让，当车辆行驶方向为绿灯时，禁止行人穿行马路，此时若有行人踏上斑马线，控制系统一旦检测到，便启动语音警示系统。其二、当步行街、学校门口、小区出入口等道路没有交通信号灯时，系统在工作过程中，只根据是否有行人站立于人行道进行判断，在个别路段，有时只设置了人行横道，但没有相应的交通信号灯指示，行人在过马路时，需要观察是否有车辆通过。过往车辆也需注意前方道路情况，一旦没有及时发现前方道路有行人，悲剧将会因此发生，为避免此类事故，本发明首先监测行人是否由人行道路基3迈向斑马线，若行人踏上斑马线区域的两片压力传感器时，传感信号输送到控制系统，控制系统则迅速点亮斑马线LED指示灯4，醒目的斑马线红灯可以更有效地提醒过往车辆，注意这一路段，斑马线LED指示灯4会持续点亮一段固定的时间，持续时间的长短可以通过PLC控制系统统计分析行人通过人行道的最长时间计算得到的，当有多人连续通过斑马线时，斑马线LED指示灯4会处于一直发红光状态，直到最后一个行人离开人行道，系统将自动熄灭斑马线LED指示灯4，以便节约电能，整个系统装置就这样循环往复的工作，无须人工操作。

斑马线LED指示灯系统，有金属散热器13、透光玻璃16、LED灯板14和防水气密胶条17组成，金属散热器13材料为坚固的铝合金，透光玻璃16为6mm厚的钢化玻璃，以保证内部的LED在多次的冲击和重压下仍然能正常发光，金属散热器13固定在路面斑马线的孔洞中，大部分在孔洞中，一小部分露出路面，功能是为了使LED更好的散热，电源线18从金属散热器13底部引出；LED灯板14设置在金属散热器13之上，两者之间要加有导热硅脂；LED灯板14上布置一定数量的LED阵列15，每个阵列有48颗红光LED灯(以2米宽人行道斑马线为例)，保证LED点亮时，汽车在规定的安全距离之外看到显眼的红光，防水气密胶条17加在金属散热器13上，涂上一定的防水绝缘胶，固定好透光玻璃16即可，安装完毕之后，整体露出地面之上的部分高度小于15mm，避免突出的部分对汽车的行驶造成影响。

语音警示系统，由语音控制芯片11和扬声器10构成，系统在运行前，根据实际需要，将录制好的语音文件如“现在是红灯，禁止通行”等，安装到语音控制芯片11中，在实际工作过程中，控制系统根据实际情况，确定是否需要播放语音文件，用于警示行人。

本技术方案中，太阳能供电系统由免维护、阀控式胶体蓄电池、太阳能电池板及灯杆组成，系统实现的主要功能是为行人自动触发智能安全斑马线装置提供电能，节电环保，无需铺设线缆，行人传感检测系统安装于公路边缘，通过自带的压力传感器，检测是否有行人通过，确定行人的行走方向，便于控制系统决策，PLC控制系统是整套装置的控制核心，接收行人传感检测系统提供的信息，根据一定的控制策略做出相应的判断，并控制斑马线LED指示灯系统和语音警示系统的工作，斑马线LED指示灯系统和语音警示系统是整套装置的输出执行机构，能够根据控制系统要求实现LED灯的亮灭和警示语音的启停。

采用本技术方案一种太阳能智能斑马线装置，不仅太阳能供电节约电能，在连续阴雨天的夜晚装置也能正常工作，提高了系统的效率，而且在夜间行人踏上斑马线时，斑马线LED指示灯就会发出显眼的红光，保证了行人的安全，同时也提醒了车辆司机在视线昏暗或者视角被遮挡的情况下尽早避让行人，减少事故隐患，该装置促使了司机通过刹车和减速礼让行人先行，降低了人车冲突的概率，引导了行人走斑马线的意识，具有很好的实用前景和明显的社会作用。

Claims (6)

1.一种太阳能智能斑马线装置，其特征是：它由太阳能供电系统、行人传感检测系统、PLC控制系统、斑马线LED指示灯系统和语音警示系统五部分组成；整个装置所需的直流电由太阳能供电系统提供，太阳能供电系统由灯杆、太阳能电池板、蓄电池和电源管理器组成。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能智能斑马线装置，其特征是：太阳能电池板固定于灯杆上，灯杆设置在斑马线附近。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能智能斑马线装置，其特征是：通过镶嵌于斑马线上的LED指示灯系统发出红光，警示周围过往车辆，并通过语音警示系统，提醒行人。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能智能斑马线装置，其特征是：行人传感检测系统由两套压力传感组件组成，压力传感组件安装于地面。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能智能斑马线装置，其特征是：压力传感组件有两只压力传感器构成，两只压力传感器分别安装于人行道靠近公路的位置以及斑马线端部靠近人行道的位置。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能智能斑马线装置，其特征是：控制系统是能够根据两只传感器检测信号的时间差，确定行人的行走方向并判别出行人是进入人行道还是离开人行道的装置。