CN108708319B - 面板显示型led主动发光与逆反射交互式交通标志牌 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，包括标志牌组件、发光组件、边框型材和控制组件，所述的标志牌组件和发光组件通过边框型材进行连接；所述的标志牌组件包括自下而上设置的背板、透明PC板和反光膜，所述的反光膜上刻有用于显示标志的文字或图案的镂空轮廓；所述的发光组件有多块光源板组成，贴附在背板上，位于背板和透明PC板之间，光源板的正负极并联；光源板上回流焊接有LED贴片灯珠，LED贴片灯珠阵列型式有矩形、菱形或者圆形中的任意一种或者多种，所述的LED贴片灯珠与反光膜之间的距离为25mm～50mm。该交通标志牌能够在任何安装使用的外界环境下发出的光线亮度均匀、色泽柔和，能够避免眩光的产生。
Description
技术领域
本发明属于交通标志牌领域，具体涉及一种面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌。
背景技术
传统逆反射交通标志牌是被动反光，在雨雾等恶劣天气及夜间没有灯光的条件下，驾驶员及行人无法看清标志内容，无法照顾到所有道路使用者。此外，夜间驾驶员为了看清远方标志内容必须开启远光灯，而“远光灯”是夜间发生交通事故的重大隐患之一，特别是对没有中央隔离带的对向行车极为不利。因此本发明设计了一种面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：包括标志牌组件、发光组件、边框型材和控制组件，所述的标志牌组件和发光组件通过边框型材进行连接；所述的标志牌组件包括自下而上设置的背板、透明PC板和反光膜、所述的反光膜上刻有用于显示标志的文字或图案的镂空轮廓；所述的发光组件贴附在背板上，位于背板和透明PC板之间，包括光源板和排列在光源板上的LED贴片灯珠，所述的光源板上按一定的阵列顺序布置了矩形、菱形或者圆形中的任意一种或者多种的LED贴片灯珠，所述的LED贴片灯珠与反光膜之间的距离为25mm～50mm。
作为本发明的进一步改进，还包括与发光组件相连的控制组件，所述的控制组件包括单片机芯片，光敏传感器，和NB-IoT窄带通讯模块，所述的NB-IoT窄带通讯模块通过无线信号接收实施天气预报信息，其输出端与单片机芯片的输入端相连，将所接收到的实施天气信息传输到单片机芯片上，所述的单片机芯片的输入端还与光敏传感器的输出端相连，所述的单片机芯片的输出端与LED贴片灯珠的控制端相连，所述的单片机芯片综合NB-IoT窄带通讯模块传输的实时天气信息和光敏传感器所输入的外界环境光亮的强度通过光源板调节LED贴片灯珠所发出的光线的亮度。
作为本发明的进一步改进，还包括场效应管，所述的场效应管的输入端与单片机芯片相连，输出端与载有LED贴片灯珠的光源板相连。
作为本发明的进一步改进，所述的光敏传感器采用的是低功率太阳能板。
作为本发明的进一步改进，所述的框边框型材包括用于插入背板和透明PC板的第一凹槽和第二凹槽，所述的第一凹槽和第二凹槽之间的间隔与LED贴片灯珠到反光膜的距离相适应。
作为本发明的进一步改进，所述的第一凹槽和第二凹槽之间的间隔等于所述的LED贴片灯珠与反光膜之间的距离与所述的透明PC板的厚度差。
作为本发明的进一步改进，所述的反光膜包括紧贴透明PC板的白色反光膜和至于最外侧的深色反光膜，所述的镂空文字或图案雕刻在深色反光膜上。
作为本发明的进一步改进，所述的反光膜为微棱镜型反光膜。
本发明的有益效果：本发明所设计的主动式发光道路指示牌正面保留逆反射标志的性能不损坏反光膜，底部粘贴白色反光膜然后粘贴深色膜镂空显示字样或图案，标志底板和深色膜同样镂空，根据标志牌所使用的外界环境调节，采用不同的LED贴片灯珠阵列，同时调节LED贴片灯珠与反光膜之间的距离，从而获得在任何环境下对外发光亮度均一的标志牌。并且该交通标志牌的可视距离是在不良天气状态下常规标志的4～5倍，能够有效应对雨雾等恶劣气候条件，避免开启远光灯所造成的道路交通隐患。同时所述的LED灯所发出的光线的强度根据外界环境中的光线的强度而调节，能够实现亮度均匀、色泽柔和的发光效应，避免眩光的产生。
附图说明
图1为本发明的标志牌一种实施例的剖面结构图；
图2为本发明第一种实施例的LED贴片灯珠的阵列分布图；
图3为本发明第二种实施例的LED贴片灯珠的阵列分布图；
图4为本发明第三种实施例的LED贴片灯珠的阵列分布图；
图5为本发明所述的边框型材的第一种实施例的截面图；
图6为本发明所述的边框型材的第二种实施例的截面图；
图7为控制组件的结构连接示意图；
其中：1-边框型材，101-第一凹槽，102-第二凹槽，2-反光膜，201-透明反光膜，202-深色反光膜，3-光源板，4-LED贴片灯珠，5-单片机芯片，6-光敏传感器，7-背板，8-透明PC板，9-NB-IoT窄带通讯模块，10-场效应管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
一种面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，包括标志牌组件、发光组件、边框型材1和控制组件，所述的标志牌组件和发光组件通过框架组件进行连接。
所述的标志牌组件用于显示交通标识，包括自下而上设置的铝合金制背板7、透明PC板8和反光膜2，所述的反光膜2包括紧贴透明PC板8的白色反光膜201和至于最外侧的深色反光膜202，所述的深色反光膜202上刻有用于显示标志对应的文字或图案的镂空轮廓所述的发光组件贴附在背板7上，位于背板7和透明PC板8之间，包括光源板3和排列在光源板3上的LED贴片灯珠4阵列。由于标志牌所使用的环境各不相同，为了使标志牌各处能够显示均匀的光线，用于显示标志牌的光源板3上是按一定的阵列顺序布置了矩形、菱形或者圆形中的任意一种或者多种的LED贴片灯珠4，同时控制LED贴片灯珠4到反光膜2之间的距离。具体的如以下实施例所示。
如图2和图3所示的两种实施例所制作两个外廓尺寸、文字图案、反光膜均相同的标志牌，两个实施例中的光源板尺寸及灯贴数量相同但灯贴排列布局不相同。图2所示的实施例中，LED贴片灯珠按菱形阵列进行排布；图3所示的第二种实施例中，LED贴片灯珠按矩形阵列进行排布。在所有实验参数相同的情况下，用照度计分别测量测试盒中间、左边角、右边角相同位置的光照度，结果如下：
不同LED贴片灯珠排列背光源照度测试对比表
| ①左 | ②中 | ③右 | 平均值 | 最大差值 | |
| 矩形灯贴排列光源照度值(Lux) | 3925 | 4352 | 3966 | 4081 | 427 |
| 菱形灯贴排列光源照度值(Lux) | 3894 | 3980 | 3840 | 3905 | 140 |
从光照度数据来看，采用不同的阵列顺序布置LED贴片灯珠能得到发光效果不同的标志牌。矩形LED贴片灯珠排列的光照度平均值稍高一些，但是标志中间位置与边角位置光照度差值大，光照度不够均匀；相比之下，菱形LED贴片灯珠排列的光照度平均值稍低一些，但是标志中间位置与边角位置光照度差值很小，光照度比较均匀。
同时从标志牌的侧面观察，矩形LED贴片灯珠排列的标志牌能看到边框附近暗条阴影，而LED贴片灯珠排列的标志牌就看不到暗条阴影。
小型全透三角形、圆形标志牌根据标志牌和单个光源板尺寸选择菱形或矩形灯贴排列光源板均可。如图4所示的第三种实施例对于边长或等于小于2000mm以下的矩形标志牌，为达到最佳发光效果，可采用中间为菱形LED贴片灯珠排列光源板、四周为矩形LED贴片灯珠排列光源板条的组合式光源板拼接方法，实现板面和四周发光柔和、亮度均匀的效果。
还包括与发光组件相连的控制组件，所述的控制组件根据外界的光线的强度的大小和天气的情况控制LED贴片灯珠4的发光强度，所述的控制组件包括单片机芯片5，光敏传感器6，和NB-IoT窄带通讯模块9，所述的NB-IoT窄带通讯模块9通过无线信号接收实施天气预报信息，其输出端与单片机芯片5的输入端相连，将所接收到的实施天气信息传输到单片机芯片5上，所述的单片机芯片5的输入端还与光敏传感器6的输出端相连，所述的单片机芯片5的输出端与所述的光源板3的控制端相连，所述的单片机芯片5综合NB-IoT窄带通讯模块9传输的实时天气信息和光敏传感器6所输入的外界环境光亮的强度通过光源板3调节LED贴片灯珠4所发出的光线的亮度。
本发明的一种实施例中，所述的光敏传感器6采用的是低功率太阳能板，根据标志牌安放路段的需要不同型号的太阳能板。所选用的太阳能板的供电电压分为4.5V～5.0V、5.0V～7.0V、7.0V～8.0V等多种不同的型号，优选的是4.5V～5.0V。当太阳能板光电压低于设定参数时，光敏传感器6发出开启信号，控制模块自动打开电源供电，点亮LED贴片灯珠，当太阳能板光电压高于设定参数时，光敏传感器6发出关闭信号，控制模块自动关闭电源供电，熄灭LED贴片灯珠。因此，在白天光照条件好的情况下，LED贴片灯珠4处于关闭的状态，标志牌依靠反光膜2反光传递标志信息；在晚上时，控制组件根据外界环境中的光线强度自主的控制同时标志牌所显示的亮度是外界环境光亮强度的3-5倍，防止产生眩光现象。在本发明中，由于所述的光敏传感器6采用的是太阳能板，太阳能板在白天所存储的能量还可以为夜间标志牌的显示提供能量。
所述的NB-IoT窄带通讯模块9每隔5-8min与气象台进行信息交互，接收所在路段的实时天气信号。所述的单片机芯片5处理环境光亮度信息和天气信息的优先级顺序为，天气信息优先于光亮度信息。例如，在不同的能见度的大雾的天气状况下，即使是在白天，单片机芯片5会根据所输入的大雾天气的级别调整标志牌的发光亮度。同时所述的单片机芯片6在根据天气信息调节亮度的同时，亦会综合环境光亮度信息。例如，在同级别的大雾天气下，夜间标志牌所发出的光线强度要明显的亮与白天的环境下。
还包括场效应管10，所述的场效应管10的输入端与单片机芯片5相连，输出端与载有LED贴片灯珠4的光源板3相连。所述的单片机芯片5根据所接受到的信号和内置的程序向场效应管10发出调控信息，通过控制的场效应管10的电阻控制LED贴片灯珠4的发光亮度。
如图5-6所示的两种实施例，用于安装标志牌组件和发光组件的边框型材1，包括用于插入背板7和透明PC板8的第一凹槽101和第二凹槽102，第一凹槽101的槽宽与背板7和光源板3的厚度的总和相一致，所示的第二凹槽102与透明PC板8的厚度相一致。所述的第一凹槽101和第二凹槽102之间的间隔与LED贴片灯珠4到反光膜2的距离相适应，两者直接所设计的间隔的大小等于LED贴片灯珠4到反光膜2所需的距离除去透明PC板8的厚度。
安装时还需要采用防水密封胶对焊接好的标志牌进行防水处理，防止盐雾酸雨等对线路的腐蚀，延长标志牌的使用寿命。因此，所述的边框型材1的边缘呈向内弯曲的倒角结构，便于采用密封胶进行密封处理。
在本发明的实施例中，所述的光敏传感器6采用的低功率太阳能板。
用于将光信号转换成电压信号，并将电压信号，单片机芯片5根据接收到的电压信号控制。
所述的反光膜2为微棱镜型反光膜2，这种反光膜2不仅可以反光，而且可以透射光线。同时为了避免眩光的产生，LED贴片灯珠4阵列中的相邻的LED灯之间的距离不宜小于5mm，且不大于35mm。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：包括标志牌组件、发光组件、边框型材(1)和控制组件，所述的标志牌组件和发光组件通过边框型材(1)进行连接；
所述的标志牌组件包括自下而上设置的背板(7)、透明PC板(8)和反光膜(2)、所述的反光膜(2)上刻有用于显示标志的文字或图案的镂空轮廓；
所述的发光组件贴附在背板(7)上，位于背板(7)和透明PC板(8)之间，包括光源板(3)和排列在光源板(3)上的LED贴片灯珠(4)，所述的光源板(3)上按一定的阵列顺序布置了矩形、菱形或者圆形中的任意一种或者多种的LED贴片灯珠(4)，所述的LED贴片灯珠(4)与反光膜(2)之间的距离为25mm～50mm。
2.根据权利要求1所述的面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：还包括与发光组件相连的控制组件，所述的控制组件包括单片机芯片(5)，光敏传感器(6)，和NB-IoT窄带通讯模块(9)，所述的NB-IoT窄带通讯模块(9)通过无线信号接收实施天气预报信息，其输出端与单片机芯片(5)的输入端相连，将所接收到的实施天气信息传输到单片机芯片(5)上，所述的单片机芯片(5)的输入端还与光敏传感器(6)的输出端相连，所述的单片机芯片(5)的输出端与LED贴片灯珠(4)的控制端相连，所述的单片机芯片(5)综合NB-IoT窄带通讯模块(9)传输的实时天气信息和光敏传感器(6)所输入的外界环境光亮的强度通过光源板(3)调节LED贴片灯珠(4)所发出的光线的亮度。
3.根据权利要求2所述的面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：还包括场效应管(10)，所述的场效应管(10)的输入端与单片机芯片(5)相连，输出端与载有LED贴片灯珠(4)的光源板(3)相连。
4.根据权利要求2所述的面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：所述的光敏传感器(6)采用的是低功率太阳能板。
5.根据权利要求1所述的面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：所述的边框型材(1)包括用于插入背板(7)和透明PC板(8)的第一凹槽(101)和第二凹槽(102)，所述的第一凹槽(101)和第二凹槽(102)之间的间隔与LED贴片灯珠(4)到反光膜(2)的距离相适应。
6.根据权利要求5所述的面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：所述的第一凹槽(101)和第二凹槽(102)之间的间隔等于所述的LED贴片灯珠(4)与反光膜(2)之间的距离与所述的透明PC板(8)的厚度差。
7.根据权利要求1所述的面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：所述的反光膜(2)包括紧贴透明PC板(8)的白色反光膜(201)和至于最外侧的深色反光膜(202)，所述的镂空文字或图案雕刻在深色反光膜(202)上。
8.根据权利要求7所述的面板显示型LED主动发光与逆反射交互式交通标志牌，其特征在于：所述的反光膜(2)为微棱镜型反光膜(2)。
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