CN106530769A - 太阳能道路警示灯及电波对时信号解码方法 - Google Patents

Abstract

本发明太阳能道路警示灯及电波对时信号解码方法，属于道路警示灯的技术领域。解决的技术问题为提供一种能够同步闪烁、顺序闪烁，且同步效果较好的道路警示灯，以及解码效果较好的电波对时信号解码方法。采用的技术方案为：包括按照车辆行进方向排列设置的多个结构相同的发光组件，所述发光组件的结构包括：太阳能电池板、与太阳能电池板电连接的电池管理电路、时钟控制电路、对时电路、主控电路、LED驱动电路和LED灯组。

Description

太阳能道路警示灯及电波对时信号解码方法

技术领域

本发明太阳能道路警示灯及电波对时信号解码方法，属于道路警示灯的技术领域。

背景技术

为保障道路交通的安全、畅通，各地交通部门、道路施工部门或其它占用道路需要对来往车辆进行警示的单位，均采用在事故多发地段、或施工路段设置警告标志或危险警示灯的方式来指导车辆有序行驶；

然而，目前的太阳能道路警示灯均为单独发光的个体，各个警示灯之间没有任何联系，造成发光效果散乱、无序，不仅不够醒目、警示效果差，使得车辆和行人无法明确的辨识道路、存在安全隐患；此外，从道路景观的角度考虑，也存在着无法有效标示道路轮廓的问题，散乱发光的道路警示灯也存在着无法有效标示道路轮廓，亦无法形成整体的警示效果，造成了对道路景观的破坏，美观度差。

因此，设计一种能够同步闪烁、顺序闪烁的道路警示灯就显得尤为重要。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种能够同步闪烁、顺序闪烁，且同步效果较好的道路警示灯，以及解码效果较好的电波对时信号解码方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：太阳能道路警示灯，包括按照车辆行进方向排列设置的多个结构相同的发光组件，所述发光组件的结构包括：太阳能电池板、与太阳能电池板连接的电池管理电路、时钟控制电路、对时电路、主控电路、LED驱动电路和LED灯组；所述太阳能电池板的输出端与电池管理电路的输入端相连，所述电池管理电路的电源输出端与时钟控制电路的电源输入端相连，所述时钟控制电路的时钟输出端与主控电路的时钟输入端相连，所述时钟控制电路的电源输出端与LED驱动电路的电源输入端、主控电路的电源输入端、对时电路的电源输入端相连；所述主控电路的时钟配置信号输出端与时钟控制电路的时钟配置信号输入端相连，所述主控电路的驱动信号输出端与LED驱动电路的驱动信号输入端相连，所述主控电路的时间信号输入端与对时电路的信号输出端相连，所述对时电路的通过接收天线接收远端对时电波信号。

优选地，所述主控电路的驱动信号输出端输出的驱动信号包括：常亮发光驱动信号、顺序发光驱动信号和同步闪烁发光驱动信号。

优选地，所述时钟控制电路的电路结构为包括：时钟芯片U1、P沟道场效应管Q1、或门芯片U2；所述时钟芯片U1的电源输入端、P沟道场效应管Q1的源极分别与电池管理电路的电源输出端相连，所述时钟芯片U1的第一输出端、第二输出端分别与或门芯片U2的第一输入端、第二输入端相连，所述或门芯片U2的输出端与P沟道场效应管Q1的栅极相连，所述P沟道场效应管Q1的漏极分别与LED驱动电路的电源输入端、主控电路的电源输入端、对时电路的电源输入端相连，所述时钟芯片U1的时钟配置信号输入端与主控电路的时钟配置信号输出端相连，所述时钟芯片U1的时钟输出端为时钟控制电路的时钟输出端。

优选地，所述对时电路为电波对时电路；所述电波对时电路接收的电波编码格式为JJY40，或为JJY60，或为BPC。

一种用于太阳能道路警示灯的电波对时信号解码方法，包括以下步骤：

S1：对时电路接收电波发射台发来的电波信号，并将该电波信号上传至主控电路；

S2：主控电路依次对接收到的电波信号中的各个码位进行起始码位的判断，当码位为起始码位时，则对起始码位后续的19个码位分别进行脉冲宽度的测量；

S3：对步骤S2中测量的19个码位对应的脉冲宽度进行解码，并对解码的字节进行存储；当步骤S2中测量的某一码位的脉冲宽度不符合解码规则，则将该码位的解码字节赋值0XFF后进行存储；

S4：根据步骤S3中解码出的19个字节，计算出时间数值；

S5：判断步骤S2中19个码位的最后一位是否为校验位，如是，则输出步骤S4中计算出的时间数值；如否，则重复步骤S1；

S6：对步骤S5输出的时间数值进行合理性判断，如合理，则得出当前时间数值；如不合理，则重复步骤S1。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明在使用时，每个发光组件均可通过自身的对时电路定时接收来自电波发射台的时间信号，并将该时间信号通过主控电路进行解码和校验，通过该时间信号，设置在同一路段中的多个发光组件可协同工作，时间同步效果好，确保了发光组件道路指引的正确性；同时，主控电路的驱动信号输出端与LED驱动电路的驱动信号输入端相连，主控电路通过对LED驱动电路的内部配置，可实现多个发光组件的常亮、同步闪烁和顺序闪烁设置，发光方式灵活，实用性强。

2、本发明中，当主控电路的驱动信号配置为顺序发光时，多个发光组件以道路限制速度沿车辆行进方向流动，可为驾驶者提供限速参考，这种为驾驶者提供限速参考的顺序发光方式，极大低扩展了道路警示灯的应用范围，使用效果好。

3、本发明一种太阳能道路警示灯的电波对时信号解码方法，在对时间信号解码过程中，先对脉冲宽度不足的码位进行解码字节的赋值，然后在对解码出来的时间数值进行合理性判断，只要一段码流中存在过0XFF的字节，时间就一定会超过合理范围，从而能够准确判断是否解码成功，增加了抗干扰的处理方式，解码效果好。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的电路结构示意图；

图2为本发明中时钟控制电路；

图3为发光组件的工作状态示意图；

图4为本发明中对时信号解码方法的流程示意图；

图中：1为太阳能电池板，2为电池管理电路，3为时钟控制电路，4为对时电路，5为主控电路，6为LED驱动电路，7为LED灯组，8为天线。

具体实施方式

如图1至图3所示，太阳能道路警示灯，包括按照车辆行进方向排列设置的多个结构相同的发光组件，其特征在于：所述发光组件的结构包括：太阳能电池板1、与太阳能电池板1连接的电池管理电路2、时钟控制电路3、对时电路4、主控电路5、LED驱动电路6和LED灯组7；所述太阳能电池板1的输出端与电池管理电路2的输入端相连，所述电池管理电路2的电源输出端与时钟控制电路3的电源输入端相连，所述时钟控制电路3的时钟输出端与主控电路5的时钟输入端相连，所述时钟控制电路3的电源输出端与LED驱动电路6的电源输入端、主控电路5的电源输入端、对时电路4的电源输入端相连；所述主控电路5的时钟配置信号输出端与时钟控制电路3的时钟配置信号输入端相连，所述主控电路5的驱动信号输出端与LED驱动电路6的驱动信号输入端相连，所述主控电路5的时间信号输入端与对时电路4的信号输出端相连，所述对时电路4的信号输入端通过接收天线8接收远端对时电波信号；具体地，主控电路5的驱动信号输出端输出的驱动信号包括：常亮发光驱动信号、顺序发光驱动信号和同步闪烁发光驱动信号；所述对时电路4为电波对时电路，或为红外对时电路，所述电波对时电路接收的电波编码格式为JJY40，或为JJY60，或为BPC。

本发明在使用时，每个发光组件均可通过自身的对时电路4定时接收来自电波发射台9的时间信号，并将该时间信号通过主控电路5进行解码和校验，通过该时间信号，设置在同一路段中的多个发光组件可协同工作，时间同步效果好，确保了发光组件道路指引的正确性；同时，主控电路5的驱动信号输出端与LED驱动电路6的驱动信号输入端相连，可实现多个发光组件的常亮、同步闪烁和顺序闪烁设置，发光方式灵活，实用性强；且当主控电路5的驱动信号输出端输出的驱动信号为顺序发光驱动模式时，多个发光组件以道路限制速度沿车辆行进方向流动，可为驾驶者提供限速参考，使用效果好；这种为驾驶者提供限速参考的顺序发光方式，极大地扩展了道路警示灯的应用范围；此外，本发明还可通过有线通信，以及红外通信、RFID等无线通信方式实现通信。

本发明中，发光组件的各组成部件的功能及作用为：

（1）电源管理电路3包括充电保护电路和锂电池，所述的锂电池的电压为3.7V、且最高充电电压为4.2V、最低放电电压为2.4V，锂电池充电过程中，当锂电池电压升至4.2V时，充电保护电路切断太阳能电池板2向锂电池充电的通道、并进入过充保护状态，当锂电池的电压降至4V后恢复充电；在锂电池放电过程中，当锂电池的电压将至2.4V时，充电保护电路切断为负载供电的通道、并进入过放保护状态，直到电池电压升至3V后恢复供电；所述的充电保护电路可防止电池过充过放，以延长电池寿命。

（2）对时电路4：可通过接收JJY40、JJY60、BPC电波信号来对发光组件的时钟进行对时。

（3）LED驱动电路6和LED灯组7：LED灯组7为发光组件的发光部分，当发光组件安装于道路中心线时，可实现中心线两侧灯组的独立控制，以实现按车道行进方向顺序发光。

（4）主控电路5：主要包括4个部分的功能，

一为：控制电波对时电路4的工作状态，同时对电波对时电路上传的信号进行解码和校验；

二为：主控电路5的驱动信号输出端与LED驱动电路6的驱动信号输入端相连，可根据电源电压值来调整发光组件的点亮模式，以使发光组件在不同电池电压下保持相同的亮度；同时主控电路5的驱动信号输出端，可输出多种发光模式，可使本发明按照按一定规律进行LED点亮、熄灭控制，以达到同步闪烁、顺序闪烁的效果；

三为：主控电路5的时钟配置信号输出端与时钟控制电路3的时钟配置信号输入端相连，可对时钟进行内部配置、时间调整、精度校准。

本实施例中，所述时钟控制电路3的电路结构为包括：时钟芯片U1、P沟道场效应管Q1、或门芯片U2；所述时钟芯片U1的电源输入端、P沟道场效应管Q1的源极分别与电池管理电路2的电源输出端相连，所述时钟芯片U1的第一输出端、第二输出端分别与或门芯片U2的第一输入端、第二输入端相连，所述或门芯片U2的输出端与P沟道场效应管Q1的栅极相连，所述P沟道场效应管Q1的漏极分别与LED驱动电路6的电源输入端、主控电路5的电源输入端、对时电路4的电源输入端相连，所述时钟芯片U1的时钟配置信号输入端与主控电路5的时钟配置信号输出端相连，所述时钟芯片U1的时钟输出端为时钟控制电路3的时钟输出端；

具体地，所述的时钟芯片U1，具有高精度、低功耗的特点，每天的误差≤0.2s，工作电流进位0.47uA，时钟芯片U1可通过主控电路5的时钟配置信号输出端进行内部配置，时钟芯片U1定时向主控电路5上传当前时间，所述的时钟芯片U1还通过第一输出端、第二输出端经或门芯片U2共同控制P沟道场效应管Q1，来启闭对时电路4、主控电路5、LED驱动电路6的电源以降低功耗。

时钟芯片U1对P沟道场效应管Q1的控制分3种情况，见下表。

时钟芯片U1第一输出端、第二输出端的端口输出表

上表中，初始状态为时钟芯片U1未被主控电路5配置或因掉电配置数据丢失时的状态，实际中，当时钟芯片U1未接通电源或电池进入过放保护时，时钟芯片U1会因掉电由配置状态恢复到初始状态；配置状态即时钟芯片U1被主控电路5配置过的状态，配置内容包括时间调整、精度校正、闹钟、第一输出端和第二输出端的端口输出等。

本实施例中，如图3所示，发光组件的工作状态分包括：初始状态、准工作状态和工作状态；

初始状态：当出现连续阴雨天时，电源管理电路3的锂电池的电量可能因连续消耗而进入过放保护状态，这时发光组件处于断电状态，时钟芯片U1丢失配置数据恢复其初始状态；当天气好转，太阳能电池板向锂电池充电至一定水平后，发光组件恢复供电，因时钟芯片U1已恢复初始状态，P沟道场效应管Q1导通为主控电路5等部件供电，主控电路5通过检测判定时钟芯片U1已配置数据丢失，对时钟芯片U1进行配置，配置结束后，发光组件立即进入准工作状态。

准工作状态：准工作状态为闹钟未到点、发光组件不发光的状态，一般发生在白天，该状态下，发光组件内仅有时钟芯片U1以极低的功耗在运行，时钟芯片U1控制P沟道场效应管Q1管截止，其他电路断电。

工作状态：闹钟到点后，时钟芯片U1控制P沟道场效应管Q1为其他电路供电，发光组件进行工作状态。主控电路5通电后立即通过对时电路4对时钟芯片U1进行对时，以消除时钟芯片U1在准工作状态下的积累时间误差,当进入工作状态一段时间后后（如10分钟，无论是否对时完毕），发光组件开始按预设发光，发光组件退出工作状态再次进入准工作状态的时间由主控电路5判断并控制时钟芯片U1执行，在退出工作状态前，主控电路5会对时钟芯片U1配置第二天的闹钟时间，考虑到一年四季的昼夜时长不同，发光组件工作状态的起始、结束时间可按月预先设置，也可通过安装地区的经纬度自动计算该地区的日升日落时间后经调整得出；若安装位置，阳光遮挡严重，可通过减少工作状态的时长来降低功耗。

本发明中的发光组件，可按道路限制速度沿车辆行进方向有序点亮、熄灭，从而形成流水、跑马的视觉感受，使得驾驶者在驾驶过程中，通过比较自身车辆与发光组件的速度差，可轻易了解到当前道路的限速水平和自身车速水平，从而将车速调整到最佳范围；这种速度提示方式，使人在车内车外均可了解车辆的速度范围，具有围观效应，能给驾驶者带来相比交通标志牌更强的道德压力，促使其按规定驾驶；在有交通信号绿波带的路段，本发明中的发光组件还可起到配合作用，提高绿波带的执行水平和驾驶体验。

传统的警示装置多采用GPS、北斗卫星定位等对时方式，本发明采用的电波对时不仅具有成本优势，还可定期进行内部时钟的校对，否则时钟误差的累加将使得发光组件无法正常工作。

如图4所示，一种用于太阳能道路警示灯的电波对时信号解码方法，包括以下步骤：

S1：对时电路4接收电波发射台9发来的电波信号，并将该电波信号上传至主控电路5；

S2：主控电路5依次对接收到的电波信号中的各个码位进行起始码位的判断，当码位为起始码位时，则对起始码位后续的19个码位分别进行脉冲宽度的测量；

S3：对步骤S2中测量的19个码位对应的脉冲宽度进行解码，并对解码的字节进行存储；当步骤S2中测量的某一码位的脉冲宽度不符合解码规则，则将该码位的解码字节赋值0XFF后进行存储；

S4：根据步骤S3中解码出的19个字节，计算出时间数值；

S5：判断步骤S2中19个码位的最后一位是否为校验位，如是，则输出步骤S4中计算出的时间数值；如否，则重复步骤S1；

S6：对步骤S5输出的时间数值进行合理性判断，如合理，则得出当前时间数值；如不合理，则重复步骤S1。

本发明在对时间信号解码过程中，先对脉冲宽度不足的码位进行解码字节的赋值，然后在对解码出来的时间数值进行合理性判断，只要一段码流中存在过0XFF的字节，时间就一定会超过合理范围，从而能够准确判断是否解码成功，增加了抗干扰的处理方式，解码效果好；传统的解码方式需要连续3次解码成功才能认定解码成功，而本发明仅需一次即可完成解码，经过大量测试，解码效果好，判断失误率极低。

综上，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.太阳能道路警示灯，包括按照车辆行进方向排列设置的多个结构相同的发光组件，其特征在于：所述发光组件的结构包括：太阳能电池板（1）、与太阳能电池板（1）连接的电池管理电路（2）、时钟控制电路（3）、对时电路（4）、主控电路（5）、LED驱动电路（6）和LED灯组（7）；

所述太阳能电池板（1）的输出端与电池管理电路（2）的输入端相连，所述电池管理电路（2）的电源输出端与时钟控制电路（3）的电源输入端相连，所述时钟控制电路（3）的时钟输出端与主控电路（5）的时钟输入端相连，所述时钟控制电路（3）的电源输出端与LED驱动电路（6）的电源输入端、主控电路（5）的电源输入端、对时电路（4）的电源输入端相连；

所述主控电路（5）的时钟配置信号输出端与时钟控制电路（3）的时钟配置信号输入端相连，所述主控电路（5）的驱动信号输出端与LED驱动电路（6）的驱动信号输入端相连，所述主控电路（5）的时间信号输入端与对时电路（4）的信号输出端相连，所述对时电路（4）的通过接收天线（8）接收远端对时电波信号。

2.根据权利要求1所述的太阳能道路警示灯，其特征在于：所述主控电路（5）的驱动信号输出端输出的驱动信号包括：常亮发光驱动信号、顺序发光驱动信号和同步闪烁发光驱动信号。

3.根据权利要求1所述的太阳能道路警示灯，其特征在于：所述时钟控制电路（3）的电路结构为包括：时钟芯片U1、P沟道场效应管Q1、或门芯片U2；

所述时钟芯片U1的电源输入端、P沟道场效应管Q1的源极分别与电池管理电路（2）的电源输出端相连，所述时钟芯片U1的第一输出端、第二输出端分别与或门芯片U2的第一输入端、第二输入端相连，所述或门芯片U2的输出端与P沟道场效应管Q1的栅极相连，所述P沟道场效应管Q1的漏极分别与LED驱动电路（6）的电源输入端、主控电路（5）的电源输入端、对时电路（4）的电源输入端相连，所述时钟芯片U1的时钟配置信号输入端与主控电路（5）的时钟配置信号输出端相连，所述时钟芯片U1的时钟输出端为时钟控制电路（3）的时钟输出端。

4.根据权利要求1所述的太阳能道路警示灯，其特征在于：所述对时电路（4）为电波对时电路，或为红外对时电路。

5.根据权利要求4所述的太阳能道路警示灯，其特征在于：所述电波对时电路接收的电波编码格式为JJY40，或为JJY60，或为BPC。

6.一种用于如权利要求4或5所述的太阳能道路警示灯的电波对时信号解码方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对时电路（4）接收电波发射台（9）发来的电波信号，并将该电波信号上传至主控电路（5）；

S2：主控电路（5）依次对接收到的电波信号中的各个码位进行起始码位的判断，当码位为起始码位时，则对起始码位后续的19个码位分别进行脉冲宽度的测量；

S3：对步骤S2中测量的19个码位对应的脉冲宽度进行解码，并对解码的字节进行存储；当步骤S2中测量的某一码位的脉冲宽度不符合解码规则，则将该码位的解码字节赋值0XFF后进行存储；

S4：根据步骤S3中解码出的19个字节，计算出时间数值；

S5：判断步骤S2中19个码位的最后一位是否为校验位，如是，则输出步骤S4中计算出的时间数值；如否，则重复步骤S1；

S6：对步骤S5输出的时间数值进行合理性判断，如合理，则得出当前时间数值；如不合理，则重复步骤S1。