CN109191880A - 一种基于物联网的太阳能led交通信号灯 - Google Patents
一种基于物联网的太阳能led交通信号灯 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的太阳能LED交通信号灯,包括灯杆、灯头支架和灯头,灯杆处安装有太阳能电池板、控制器、无线通信单元和蓄电池,灯头包括安装板,安装板处安装有3个信号灯单元,信号灯单元包括灯罩、主电路板,主电路板上安装有多个LED灯珠,主电路板处固定有一个横管,横管固定连接有竖管,横管和竖管的相交处具有一个第一平面分光镜,横管包围所述主电路板上的1个LED灯珠,横管的开口端与主电路板通过粘结胶粘结固定,横管的封闭端的外侧安装有副电路板,副电路板上安装有1个LED灯珠;水平管的一端安装有光强检测器。本发明的信号灯能够实现远程物联网的控制,并且具有故障自动报警功能。
Description
技术领域
本发明涉及信号领域,具体涉及一种基于物联网的太阳能LED交通信号灯。
背景技术
信号灯遍布于各个路口处,使交通指挥不可或缺的设施,随着新型光源技术的发展,信号灯开始普遍使用LED光源。在实际使用过程中,常常会出现某个信号灯损坏。有时是单个红灯损坏,有时是例如几个灯同时始终点亮,这些故障如果不能及时发现给交通带来很大不便。并且现有的一些信号灯不具备远程控制功能,没有连于物联网,不符合智慧城市的建设思路。
发明内容
发明目的:本发明旨在克服现有技术的缺陷,提供一种基于物联网的太阳能LED交通信号灯。
技术方案:一种LED交通信号灯,包括灯杆、灯头支架和灯头,所述灯杆处安装有太阳能电池板、控制器、无线通信单元和蓄电池,所述灯头包括安装板,所述安装板通过固定支架连接有水平管,所述安装板处安装有3个信号灯单元,所述信号灯单元包括灯罩、主电路板,所述主电路板上安装有多个LED灯珠,所述主电路板处固定有一个横管,所述横管固定连接有竖管,所述横管和竖管的相交处具有一个第一平面分光镜,第一平面分光镜与竖直方向呈45度角,所述横管包围所述主电路板上的1个LED灯珠,所述横管的开口端与主电路板通过粘结胶粘结固定,横管的封闭端的外侧安装有副电路板,所述副电路板上安装有1个LED灯珠,所述横管的长度方向与主电路板垂直,主电路板、副电路板和所有的LED灯珠均位于所述灯罩内,所述竖管穿过所述灯罩;3个信号灯单元分别为第一信号灯单元、第二信号灯单元和第三信号灯单元,所述第一信号灯单元所有的LED灯珠用于发绿光,所述第二信号灯单元所有的LED灯珠用于发黄光,所述第三信号灯单元所有的LED灯珠用于发红光;每个信号灯单元的竖管均与所述水平管相交,每个信号灯单元的竖管与水平管相交的地方安装有第二平面分光镜,3个第二平面分光镜与水平管的长度方向呈45度角;所述水平管两端均封闭,所述水平管的一端安装有光强检测器;所述光强检测器和无线通信单元均与所述控制器连接。
进一步地,所述蓄电池为锂电池。
进一步地,3个主电路板上的LED灯珠均呈环形阵列分布。
进一步地,所述粘结胶是不透明的粘结胶。
进一步地,所述控制器所述信号灯进行周期性工作,每个周期依次包括一个第一时间段、一个第二时间段和一个第三时间段;所述第一时间段中,第一信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第二信号灯单元和第三信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;所述第二时间段中,第二信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第一信号灯单元和第三信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;所述第三时间段中,第三信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第一信号灯单元和第二信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;控制器进行控制,在每个周期的第一检测时间段、第二检测时间段和第三检测时间段开启光强检测器进行检测,当在某个检测时间段光强检测器的测量值与该检测时间段对应的设定值的偏差的绝对值大于设定阈值时,使无线通信单元发射报警信号;所述第一检测时间段为第一时间段的中点时刻±2秒,所述第二检测时间段为第二时间段的中点时刻±0.5秒,所述第三检测时间段为第三时间段的中点时刻±2秒。
进一步地,每个信号灯单元的竖管内侧壁具有一个不透明的弹性的气囊,每个信号灯单元的竖管的外侧具有一个气泵,所述气泵能够对所述气囊进行抽气和充气操作,当气囊充满气时会阻断其所在竖管的光路,当气囊没有气时收缩紧贴于其所在竖管的内侧壁。
进一步地,当在某个工作周期检测到故障时,控制器进行控制,在接下来的第一个工作周期利用光强检测器检测时,使第一信号灯单元的气囊充满气,第二、三信号灯单元的气囊没有气;在接下来的第二个工作周期利用光强检测器检测时,使第二信号灯单元的气囊充满气,第一、三信号灯单元的气囊没有气;在接下来的第三个工作周期利用光强检测器检测时,使第三信号灯单元的气囊充满气,第一、二信号灯单元的气囊没有气。
进一步地,所有的第一平面分光镜和所有的第二平面分光镜的透射反射比均为1:1。
进一步地,所述灯罩包括与安装板固定的圆环部和与圆环部固定的圆形部,所述竖管穿过所述圆环部;所述水平管、所有的竖管和所有的横管均为不透明管。
有益效果:本发明的信号灯,能够通过无线通信单元连于物联网,实现远程控制,并且增加了用于检测信号灯是否损坏的设施,并且不影响人们对信号灯的观察效果。虽然不能检测所有类型的故障,但是相对于目前不具有故障检测的信号灯已经进了一大步。
附图说明
图1 为灯头侧面示意图;
图2 为信号灯正面示意图;
图3 为图2的局部放大图;
图4 为第一信号灯单元的气囊充满气时示意图;
图5 为第二信号灯单元的气囊充满气时示意图。
具体实施方式
附图标记:1.1主电路板;1.2LED灯珠;1.3灯罩;1.4横管;1.5副电路板;1.6第一平面分光镜;1.7、2.7、3.7竖管;1.8、2.8、3.8第二平面分光镜;1.9、2.9、3.9气泵;1.10、2.10、3.10气囊;10灯杆;10.1无线通信单元;10.2太阳能电池板;10.3灯头支架;10.4安装板;10.5固定支架;1第一信号灯单元;2第二信号灯单元;3第三信号灯单元;4水平管;4.1光强检测器。
一种LED交通信号灯,包括灯杆、灯头支架和灯头,所述灯杆10处安装有太阳能电池板10.2、控制器、无线通信单元10.1和蓄电池,所述灯头包括安装板,所述安装板通过固定支架连接有水平管4,所述安装板处安装有3个信号灯单元,所述信号灯单元包括灯罩1.3、主电路板1.1,所述主电路板上安装有多个LED灯珠1.2,所述主电路板处固定有一个横管1.4,所述横管固定连接有竖管1.7,所述横管和竖管的相交处具有一个第一平面分光镜1.6,第一平面分光镜1.6与竖直方向呈45度角,所述横管包围所述主电路板上的1个LED灯珠,所述横管的开口端与主电路板通过粘结胶粘结固定,横管的封闭端的外侧安装有副电路板,所述副电路板上安装有1个LED灯珠,所述横管的长度方向与主电路板垂直,主电路板、副电路板和所有的LED灯珠均位于所述灯罩内,所述竖管穿过所述灯罩;3个信号灯单元分别为第一信号灯单元、第二信号灯单元和第三信号灯单元,所述第一信号灯单元所有的LED灯珠用于发绿光,所述第二信号灯单元所有的LED灯珠用于发黄光,所述第三信号灯单元所有的LED灯珠用于发红光;每个信号灯单元的竖管均与所述水平管相交,每个信号灯单元的竖管与水平管相交的地方安装有第二平面分光镜1.8,3个第二平面分光镜与水平管的长度方向呈45度角;所述水平管4两端均封闭,所述水平管4的一端安装有光强检测器4.1;所述光强检测器和无线通信单元均与所述控制器连接。
所述蓄电池为锂电池。3个主电路板上的LED灯珠均呈环形阵列分布。所述粘结胶是不透明的粘结胶。所有的第一平面分光镜1.6和所有的第二平面分光镜1.8、2.8、3.8的透射反射比均为1:1。所述灯罩包括与安装板固定的圆环部和与圆环部固定的圆形部,所述竖管穿过所述圆环部;所述水平管、所有的竖管和所有的横管均为不透明管。
所述控制器所述信号灯进行周期性工作,每个周期依次包括一个第一时间段、一个第二时间段和一个第三时间段;所述第一时间段中,第一信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第二信号灯单元和第三信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;所述第二时间段中,第二信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第一信号灯单元和第三信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;所述第三时间段中,第三信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第一信号灯单元和第二信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;控制器进行控制,在每个周期的第一检测时间段、第二检测时间段和第三检测时间段开启光强检测器进行检测,当在某个检测时间段光强检测器的测量值与该检测时间段对应的设定值的偏差的绝对值大于设定阈值时,使无线通信单元发射报警信号;所述第一检测时间段为第一时间段的中点时刻±2秒,所述第二检测时间段为第二时间段的中点时刻±0.5秒,所述第三检测时间段为第三时间段的中点时刻±2秒。
每个信号灯单元的竖管内侧壁具有一个不透明的弹性的气囊1.10、2.10、3.10,每个信号灯单元的竖管的外侧具有一个气泵1.9、2.9、3.9,所述气泵能够对所述气囊进行抽气和充气操作,当气囊充满气时会阻断其所在竖管的光路,当气囊没有气时收缩紧贴于其所在竖管的内侧壁。
如图所示,控制器控制周期性进行第一时间段、第二时间段和第三时间段的控制,从而绿灯、黄灯、红灯依次亮起,并如此循环。检测结构的横管虽然罩住了一个LED灯珠,但是在横管的封闭端的外侧又设置了一个灯珠,因此人们从远处观看信号灯,仍然是一个完整的圆形,不影响正常使用。正常情况下,一个信号灯单元的所有的LED灯珠是同时点亮和熄灭的。第一、二、三信号灯单元的第一平面分光镜和第二平面分光镜将光线引导至光强检测器处。由于都在不透明管内,因此检测不受环境光的影响。只需做一个实验就可以知道第一、二、三检测时间段中,光强检测器各自对应的设定值应该是多少,如果在某个周期的某个检测时间段发现偏离相应的设定值时,就说明出现了故障,及时报警。
但是此时仅仅知道出现了故障,不知道是哪个信号灯单元的故障,因此执行如下方案:当在某个工作周期检测到故障时,控制器进行控制,在接下来的第一个工作周期利用光强检测器检测时,使第一信号灯单元的气囊充满气,第二、三信号灯单元的气囊没有气;在接下来的第二个工作周期利用光强检测器检测时,使第二信号灯单元的气囊充满气,第一、三信号灯单元的气囊没有气;在接下来的第三个工作周期利用光强检测器检测时,使第三信号灯单元的气囊充满气,第一、二信号灯单元的气囊没有气。第一气囊(第二气囊或第三气囊)充满气的情况下,会阻断相应的竖管的光路。例如第一气囊充满气时,第一信号灯单元的竖管内光路被阻断,相当于第一信号灯单元没有参与光强检测。第一气囊(第二气囊或第三气囊)充满气的情况下,第一、二、三检测时间段光强检测器对应的正确的测量值,只需在信号灯正常的情况下做实验即可得到。具体判断的原则如下,如果在接下来的第一周期内,第一、二、三检测时间段的光强检测器的测量值都没有偏离,说明第一信号灯出现了故障;如果在接下来的第二周期内,第一、二、三检测时间段的光强检测器的测量值都没有偏离,说明第二信号灯出现了故障;如果在接下来的第三周期内,第一、二、三检测时间段的光强检测器的测量值都没有偏离,说明第三信号灯出现了故障。通过这种方法可以判断出单个信号灯出现故障时,具体是哪一个信号灯出现了故障。可以帮助远程控制中心作初步的判断。当然有些更复杂的故障,需要维护人员到现场人工判断。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述,但本领域的技术人员应当理解,只要不超出本发明的权利要求所限定的范围,可以对本发明进行各种变化和修改。
Claims (9)
1.一种基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,包括灯杆、灯头支架和灯头,所述灯杆处安装有太阳能电池板、控制器、无线通信单元和蓄电池,所述灯头包括安装板,所述安装板通过固定支架连接有水平管,所述安装板处安装有3个信号灯单元,所述信号灯单元包括灯罩、主电路板,所述主电路板上安装有多个LED灯珠,所述主电路板处固定有一个横管,所述横管固定连接有竖管,所述横管和竖管的相交处具有一个第一平面分光镜,第一平面分光镜与竖直方向呈45度角,所述横管包围所述主电路板上的1个LED灯珠,所述横管的开口端与主电路板通过粘结胶粘结固定,横管的封闭端的外侧安装有副电路板,所述副电路板上安装有1个LED灯珠,所述横管的长度方向与主电路板垂直,主电路板、副电路板和所有的LED灯珠均位于所述灯罩内,所述竖管穿过所述灯罩;3个信号灯单元分别为第一信号灯单元、第二信号灯单元和第三信号灯单元,所述第一信号灯单元所有的LED灯珠用于发绿光,所述第二信号灯单元所有的LED灯珠用于发黄光,所述第三信号灯单元所有的LED灯珠用于发红光;每个信号灯单元的竖管均与所述水平管相交,每个信号灯单元的竖管与水平管相交的地方安装有第二平面分光镜,3个第二平面分光镜与水平管的长度方向呈45度角;所述水平管两端均封闭,所述水平管的一端安装有光强检测器;所述光强检测器和无线通信单元均与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,所述蓄电池为锂电池。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,3个主电路板上的LED灯珠均呈环形阵列分布。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,所述粘结胶是不透明的粘结胶。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,所述控制器所述信号灯进行周期性工作,每个周期依次包括一个第一时间段、一个第二时间段和一个第三时间段;所述第一时间段中,第一信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第二信号灯单元和第三信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;所述第二时间段中,第二信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第一信号灯单元和第三信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;所述第三时间段中,第三信号灯单元的所有LED灯珠点亮,第一信号灯单元和第二信号灯单元的所有LED灯珠熄灭;控制器进行控制,在每个周期的第一检测时间段、第二检测时间段和第三检测时间段开启光强检测器进行检测,当在某个检测时间段光强检测器的测量值与该检测时间段对应的设定值的偏差的绝对值大于设定阈值时,使无线通信单元发射报警信号;所述第一检测时间段为第一时间段的中点时刻±2秒,所述第二检测时间段为第二时间段的中点时刻±0.5秒,所述第三检测时间段为第三时间段的中点时刻±2秒。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,每个信号灯单元的竖管内侧壁具有一个不透明的弹性的气囊,每个信号灯单元的竖管的外侧具有一个气泵,所述气泵能够对所述气囊进行抽气和充气操作,当气囊充满气时会阻断其所在竖管的光路,当气囊没有气时收缩紧贴于其所在竖管的内侧壁。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,当在某个工作周期检测到故障时,控制器进行控制,在接下来的第一个工作周期利用光强检测器检测时,使第一信号灯单元的气囊充满气,第二、三信号灯单元的气囊没有气;在接下来的第二个工作周期利用光强检测器检测时,使第二信号灯单元的气囊充满气,第一、三信号灯单元的气囊没有气;在接下来的第三个工作周期利用光强检测器检测时,使第三信号灯单元的气囊充满气,第一、二信号灯单元的气囊没有气。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,所有的第一平面分光镜和所有的第二平面分光镜的透射反射比均为1:1。
9.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能LED交通信号灯,其特征在于,所述灯罩包括与安装板固定的圆环部和与圆环部固定的圆形部,所述竖管穿过所述圆环部;所述水平管、所有的竖管和所有的横管均为不透明管。
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