CN106376986A - 一种太阳能超声遥感安全马甲 - Google Patents

一种太阳能超声遥感安全马甲 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能超声遥感安全马甲，它包括设于马甲上的太阳能电池片、LED警示模块、振动模块、超声测距传感模块、控制模块、蜂鸣器及储能电池，该超声测距传感模块设于马甲后背处，该太阳能电池片能够电性连接该储能电池，该储能电池能够电性连接控制模块，该LED警示模块、振动模块、超声测距传感模块、蜂鸣器都电性连接至该控制模块；通过安装在马甲上的超声测距传感模块实时获取远处物体(车辆)的靠近速度与相对距离，若该靠近速度大于第一危险阈值或相对距离小于第二危险阈值，则由控制模块控制LED警示模块闪爆、振动模块振动和蜂鸣器鸣报。该马甲更加智能化、警示作用更强、更安全。

Description

一种太阳能超声遥感安全马甲
技术领域
本发明涉及一种交通警示设备，尤其涉及一种太阳能超声遥感安全马甲。
背景技术
随着社会的发展，道路上的各类车辆越来越多，马路杀手层出不穷，而马路工作人员受伤死亡的事故也屡见不鲜。现有技术中，马路工作人员身穿的普通反光马甲的警示功能很有限，能见度低，当远处车辆的司机注意力不集中时，往往难以发现远处的工作人员。普通反光马甲的警示，利用其表面的反光层高反射光线提醒周边人员，在大部分情况下能做到保护作用；但对于被保护者来说，属于“被动式”单向提醒，其保障提醒功能不能完全保障马路工作人员的安全。在一些场合，需要被保护者“主动”保护自己，也即在危险来临而他人无法规避时，被保护者能知晓进而主动保护自己。
发明内容
本发明提供了一种太阳能超声遥感安全马甲，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种太阳能超声遥感安全马甲，它包括设于马甲上的太阳能电池片、LED警示模块、振动模块、超声测距传感模块、控制模块、蜂鸣器及储能电池，该超声测距传感模块设于马甲后背处，该太阳能电池片能够电性连接该储能电池，该储能电池能够电性连接控制模块，该LED警示模块、振动模块、超声测距传感模块、蜂鸣器都电性连接至该控制模块，该超声测距传感模块实时获取该马甲后背与远处物体之间的相对距离并将该相对距离信息反馈给控制模块，由控制模块得出该马甲后背与远处物体之间的靠近速度，若该靠近速度大于第一危险阈值或相对距离小于第二危险阈值，则由控制模块控制LED警示模块闪爆、振动模块振动和蜂鸣器鸣报。
一实施例之中：还包括备用充电模块，该备用充电模块包括备用电源和充电保护电路，该备用充电模块通过该充电保护电路电性连接所述储能电池。
一实施例之中：还包括用于显示储能电池的剩余电量信息的电量显示模块和用于检测储能电池的剩余电量的电量检测模块。
一实施例之中：设有USB充电接口，该USB充电接口电性连接该储能电池。
一实施例之中：所述超声测距传感模块、控制模块、蜂鸣器、储能电池、电量显示模块、电量检测模块、备用充电模块及USB充电接口都装接在一主机上。
一实施例之中：该太阳能电池片通过一升压充电模块电性连接该储能电池，该储能电池通过一升压供电模块电性连接控制模块。
一实施例之中：所述超声测距传感模块包括第一超声传感器和第二超声传感器，该两超声传感器分别向马甲后背的左、右两侧方向发射超声波。
一实施例之中：所述振动模块包括第一振动单元和第二振动单元，该第一振动单元和第二振动单元分设在马甲腰间左、右两侧处。
一实施例之中：所述控制模块包括第一微处理器和第二微处理器，所述超声测距传感模块电性连接至该第一微处理器，所述LED警示模块、振动模块和蜂鸣器都电性连接至第二微处理器，该第一微处理器和第二微处理器电性连接。
一实施例之中：所述太阳能电池片为柔性太阳能电池片，该太阳能电池片设于马甲的两侧肩部。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1、通过安装在马甲上的超声测距传感模块实时获取远处物体(车辆)的靠近速度与相对距离，若该靠近速度大于第一危险阈值或相对距离小于第二危险阈值，则由控制模块控制LED警示模块闪爆、振动模块振动和蜂鸣器鸣报。通过LED警示模块闪爆提示靠近物体立即做出减速调整，通过振动模块振动和蜂鸣器鸣报提醒马路工作人员及时躲闪，以主动避免危险，保护自己。
2、采用太阳能电池片作为供电能源的来源之一，绿色环保，节约能源，经济实惠。
3、由于超声传感器的测量具有方向性，因此通过两超声传感器分别向马甲后背的两侧方向发射超声波，测得后背两侧方向的靠近物体，减少测量盲区，提高测量精度。
4、该马甲更加智能化、警示作用更强、更安全。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本实施例所述马甲的整体结构示意图。
图2为本实施例所述马甲上的线路连接示意图。
图3为本实施例所述的控制模块的信号处理流程示意图。
图4为本实施例所述的相对距离与靠近速度的获取流程图。
具体实施方式
请查阅图1至图4，一种太阳能超声遥感安全马甲，它包括设于马甲上的太阳能电池片1、LED警示模块2、振动模块3和主机4，该主机4包括超声测距传感模块41、控制模块42、蜂鸣器43及储能电池44，该超声测距传感模块41设于马甲后背处，该太阳能电池片1能够电性连接该储能电池44，该储能电池44能够电性连接控制模块42，该LED警示模块2、振动模块3、超声测距传感模块41、蜂鸣器43都电性连接至该控制模块42。
优选的，该太阳能电池片1为柔性太阳能电池片，该太阳能电池片1设于马甲的两侧肩部，便于穿在身的马甲充分接受阳光的照射，该储能电池44为锂电池。本实施例中，该锂电池采用2200mAh、4.2V的锂电池，该锂电池具有体积小、电容能量大、重量轻等优点，特别适合安装在马甲上，而且充电时间相对较短，方便随时出外执勤。由于柔性太阳能电池片的开路电压串联后的总电压达不到锂电池充电电压，因此，该太阳能电池片1通过一升压充电模块5升压后电性连接该储能电池44。又由于本实施例的控制模块42的正常工作电压为5V，因此，该储能电池44通过一升压供电模块6升压后电性连接控制模块。本实施例中，该升压充电模块5采用了XL6009升压DC-DC可调模块，该升压供电模块6采用了4.2V-5V，1A的锂电池升压板。
优选地，该主机4还包括备用充电模块(图中未示出)，该备用充电模块包括备用电源和充电保护电路，该备用充电模块通过该充电保护电路电性连接所述储能电池44，当太阳能电池板1无法给储能电池44充电，而储能电池44又电量不足时，该备用充电模块能够给该储能电池44充电，避免马甲在使用时出现断电的情况。
优选地，该主机4还包括用于显示储能电池44的剩余电量信息的电量显示模块(图中未示出)和用于检测储能电池44的剩余电量的电量检测模块(图中未示出)，方便马甲使用者知晓储能电池44的储电情况，以便及时充电。该电量显示模块可以选用4个灯进行指示，四个灯分别表示电量25％，50％，75％，100％。
超声波测距具有测距时间短、测距精准度高、低功耗以及抗干扰能力强的特点，但在实际测试过程中发现超声波测距具有明显的方向指向性，因此，该超声测距传感模块41包括第一超声传感器411和第二超声传感器412，该两超声传感器分别向马甲后背的左、右两侧方向发射超声波，测得后背左、右两侧方向的靠近物体，减少测量盲区，提高测量精度。
优选地，所述振动模块3包括第一振动单元31和第二振动单元32，该第一振动单元31和第二振动单元32分设在马甲腰间左、右两侧处，当超声测距传感模块41测得左、右后方有危险物体靠近时，对应的第一振动单元31或第二振动单元32振动以明确地提醒危险物体(车辆)在后方的左或右位置，帮助工作人员快速做出避险反应。
本实施例中，所述控制模块42包括第一微处理器421和第二微处理器422，所述超声测距传感模块41电性连接至该第一微处理器421，所述LED警示模块2、振动模块3和蜂鸣器43都电性连接至第二微处理器422，该第一微处理器421和第二微处理器422电性连接。当第一微处理器421处理发现两任一超声传感器测得的物体靠近速度达到第一危险阈值或与靠近的相对距离小于第二危险阈值时，第一微处理器421向第二微处理器422发出脉冲信号，同时对应驱动左右两侧的第一振动单元31或第二振动单元32工作，这样可以让马甲使用者快速判断车辆接近的位置并查看，加快反应速度。同时第二微处理器422通过PWM信号调整LED警示模块2的闪烁频率和亮度，达到爆闪程度(正常无危险情况下LED警示模块2的的闪烁频率及亮度较低)，并驱动蜂鸣器43工作起辅助警示马甲使用者的作用。本实施例中，该LED警示模块2采用红色的LED灯作为警示灯。经测试发现闪烁频率为10Hz，亮度级别为14000mcd时爆闪引起驾驶员注意效果较好。通过第一微处理器421和第二微处理器422可进行任务的多线程处理，避免互相干扰，提高检测精度。
该超声传感模块测距的过程包括发出超声波和接收超声波的过程，其测得的相对距离为s，声波速度为v(340m/s)和发出-接收之间的反射时间为t，那么该的关系为：靠近速度v。为相邻两次超声波发出-接收测得的相对距离的差值与相邻两次超声波发出的时间间隔的比值。
优选地，所述主机4上设有USB充电接口(图中未示出)，该USB充电接口电性连接该储能电池44，用于给外设充电，该外设例如对讲机、手机等。
本发明通过超声测距传感模块41实时获取该马甲后背与远处物体(车辆)之间的相对距离并将该相对距离信息反馈给控制模块，由控制模块42得出该马甲后背与远处物体之间的靠近速度，若该靠近速度大于第一危险阈值或相对距离小于第二危险阈值，则由控制模块42控制LED警示模块2闪爆、振动模块3振动和蜂鸣器43鸣报，以提醒马甲使用者主动躲避危险和短时间内引起靠近物体(车辆)的注意并采取制止危险发生的动作。该第一危险阈值和第二危险阈值可由多次测试或经验得出。
本发明所述的太阳能超声遥感安全马甲可以适用于很多场合，如交警、清洁工、道路养护员以及机场停机坪指挥人员等等。可以有效防止背后被撞的威胁，提高危险环境工作人员的生命安全保障。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：包括设于马甲上的太阳能电池片、LED警示模块、振动模块、超声测距传感模块、控制模块、蜂鸣器及储能电池，该超声测距传感模块设于马甲后背处，该太阳能电池片能够电性连接该储能电池，该储能电池能够电性连接控制模块，该LED警示模块、振动模块、超声测距传感模块、蜂鸣器都电性连接至该控制模块，该超声测距传感模块实时获取该马甲后背与远处物体之间的相对距离并将该相对距离信息反馈给控制模块，由控制模块得出该马甲后背与远处物体之间的靠近速度，若该靠近速度大于第一危险阈值或相对距离小于第二危险阈值，则由控制模块控制LED警示模块闪爆、振动模块振动和蜂鸣器鸣报。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：还包括备用充电模块，该备用充电模块包括备用电源和充电保护电路，该备用充电模块通过该充电保护电路电性连接所述储能电池。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：还包括用于显示储能电池的剩余电量信息的电量显示模块和用于检测储能电池的剩余电量的电量检测模块。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：设有USB充电接口，该USB充电接口电性连接该储能电池。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：所述超声测距传感模块、控制模块、蜂鸣器、储能电池、电量显示模块、电量检测模块、备用充电模块及USB充电接口都装接在一主机上。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：该太阳能电池片通过一升压充电模块电性连接该储能电池，该储能电池通过一升压供电模块电性连接控制模块。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：所述超声测距传感模块包括第一超声传感器和第二超声传感器，该两超声传感器分别向马甲后背的左、右两侧方向发射超声波。
8.根据权利要求1或7所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：所述振动模块包括第一振动单元和第二振动单元，该第一振动单元和第二振动单元分设在马甲腰间左、右两侧处。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：所述控制模块包括第一微处理器和第二微处理器，所述超声测距传感模块电性连接至该第一微处理器，所述LED警示模块、振动模块和蜂鸣器都电性连接至第二微处理器，该第一微处理器和第二微处理器电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能超声遥感安全马甲，其特征在于：所述太阳能电池片为柔性太阳能电池片，该太阳能电池片设于马甲的两侧肩部。
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