CN109539113A - 一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，底板中央轴承转动连接主动轴，主动轴与输出轴之间通过同步带连接，主动轴上方套接伸缩杆；伸缩杆上部穿过顶板并与之转动连接，伸缩杆上端固定连接有灯具，顶板两侧下方固定连接活动杆，活动杆下部套接固定筒；主动轴中部固定连接第一锥齿轮，第二锥齿轮固定连接从动轴，从动轴上固定连接凸轮，凸轮上方贴合转轮。该航标灯系统利用ZigBee通讯模块接收运输交通工具发出的信号并分别传送至处理器和信号强度检测模块，通过信号强度检测模块根据强度检测距离，并发送至处理器中，处理器根据距离控制灯具的发光亮度以及驱动电机的运转速度，同时利用光敏电阻自动判断光线。

Description

一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种指引系统，具体是一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯及其使用方法。

背景技术

航标是助航标志的简称，指标示航道方向、界限与碍航物的标志，包括过河标、沿岸标、导标、过渡导标、首尾导标、侧面标、左右通航标、示位标、泛滥标和桥涵标等。是帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志。

航标对支持水运、渔业、海洋开发和国防建设等具有重要作用，目前现有的航标灯大多不带用自动判断和检测功能，不能自动判断天气以及光线和距离，采用固定检测的方式，在夜晚或者光线不足的情况下，提醒效果不佳，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，包括底板、驱动电机、主动轴、伸缩杆、顶板、凸轮和光伏板；底板下部固定有充气囊，底板一侧上方固定驱动电机，所述驱动电机下部转动连接输出轴，输出轴下端轴承转动连接底板；所述底板中央轴承转动连接主动轴，主动轴与输出轴之间通过同步带连接，主动轴上方套接伸缩杆；所述伸缩杆上部穿过顶板并与之转动连接，伸缩杆上端固定连接有灯具，顶板两侧下方固定连接活动杆，活动杆下部套接固定筒；所述主动轴中部固定连接第一锥齿轮，第一锥齿轮两侧分啮合第二锥齿轮，第二锥齿轮固定连接从动轴，从动轴上固定连接凸轮，凸轮上方贴合转轮，转轮转动连接顶板两侧下方。

作为本发明进一步的方案：所述顶板一侧上方固定连接天线，顶板另一侧上方固定连接电池，电池上方设有模组。

作为本发明再进一步的方案：所述底板靠近天线一侧上方固定有光伏板，光伏板导线连接电源，电源电性连接模组和驱动电机和灯具，模组同时信号连接天线。

作为本发明再进一步的方案：所述模组内设置有ZigBee通讯模块、处理器、信号强度检测模块和光敏电阻，ZigBee通讯模块接收端信号连接信号源，信号源设置于运输交通工具上，ZigBee通讯模块发射端分别数字信号连接信号强度检测模块接收端和处理器接收端。

作为本发明再进一步的方案：所述模组外表面上固定有光敏电阻，光敏电阻数字信号连接处理器接收端，且信号强度检测模块发射端信号连接处理器接收端，处理器发射端电性连接灯具和驱动电机。

作为本发明再进一步的方案：所述主动轴内壁上对称开设有两条凹槽，伸缩杆外壁上对称设有两条状凸台，凸台嵌合于凹槽内。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动电机通过电机架螺栓固定连接安装架，安装架固定底板上表面。

一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯的使用方法，包括如下步骤：

步骤一，信号接收，移动的交通运输载具通过其上设置的发射装置发送信号，发送的信号由ZigBee通讯模块接收；

步骤二，信号传送，ZigBee通讯模块将接收到信号的信息传送至处理器中，处理器控制航标灯点亮，同时使得驱动电机通电工作；

步骤三，频率和光色控制，ZigBee通讯模块将检测到的信号同时传输至信号强度检测模块中，信号强度检测模块将信号强度转化为数字信号发送至处理器中，处理器根据信号强度自动判断运输载具距航标灯的距离，根据远近程度分别控制航标灯的发光颜色，以及驱动电机的转动频率；

步骤四，天气判断，光敏电阻自动判断外界天气的光线，进而控制航标灯的光照强度；

步骤五，自动关闭，载具安全通过该航段后并逐渐远离后，驱动电机的工作频率不断降低，航标灯的光线不断减弱，直至ZigBee通讯模块检测不到信号后处理器控制航标灯关闭，驱动电机停止工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该航标灯系统利用ZigBee通讯模块接收运输交通工具发出的信号并分别传送至处理器和信号强度检测模块，通过信号强度检测模块根据强度检测距离，并发送至处理器中，处理器根据距离控制灯具的发光亮度以及驱动电机的运转速度，同时利用光敏电阻自动判断光线，驱动电机工作时带动航标灯一边旋转发光一边振动，大大提高了警示和提醒的功能。

附图说明

图1为基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯的结构示意图。

图2为基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯中主动轴和伸缩杆的结构示意图。

图3为基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯使用方法中的工作原理图。

图中：1-底板；2-充气囊；3-驱动电机；4-安装架；5-输出轴；6-主动轴；7-同步带；8-伸缩杆；9-灯具；10-顶板；11-第一锥齿轮；12-第二锥齿轮；13-从动轴；14-凸轮；15-转轮；16-活动杆；17-固定筒；18-光伏板；19-天线；20-电池；21-模组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，包括底板1、驱动电机3、主动轴6、伸缩杆8、顶板10、凸轮14和光伏板18；所述底板1下部固定有充气囊2，底板1一侧上方固定驱动电机3，其中，驱动电机3通过电机架螺栓固定连接安装架4，安装架4固定底板1上表面，且驱动电机3下部转动连接输出轴5，输出轴5下端轴承转动连接底板1，驱动电机3通电工作带动输出轴5转动；所述底板1中央轴承转动连接主动轴6，主动轴6与输出轴5之间通过同步带7连接，主动轴6上方套接伸缩杆8，需要说明的是，主动轴6内壁上对称开设有两条凹槽，伸缩杆8外壁上对称设有两条状凸台，凸台嵌合于凹槽内，通过凸台和凹槽配合实现主动轴6可带动伸缩杆8转动，并可上下滑动，转动的输出轴5通过同步带7带动主动轴6转动进而驱动伸缩杆8转动；所述伸缩杆8上部穿过顶板10并与之转动连接，伸缩杆8上端固定连接有灯具9，顶板10两侧下方固定连接活动杆16，活动杆16下部套接固定筒17，固定筒17固定连接底板1，其中，灯具9具有多种颜色，转动的伸缩杆8带动灯具9转动旋转发光。

所述主动轴6中部固定连接第一锥齿轮11，第一锥齿轮11两侧分啮合第二锥齿轮12，第二锥齿轮12固定连接从动轴13，从动轴13一端轴承转动连接固定筒17，且从动轴13上固定连接凸轮14，凸轮14上方贴合转轮15，转轮15转动连接顶板10两侧下方，转动的主动轴6带动第一锥齿轮11转动从而驱动第二锥齿轮12和从动轴13转动，两侧的从动轴13带动凸轮14转动从而带动两侧的转轮15和顶板10往复上下移动，进而带动灯具9往复跟随上下移动，达到灯具9的一边转动一边上下移动发光的效果，警示提醒效果更佳；所述顶板10一侧上方固定连接天线19，顶板10另一侧上方固定连接电池20，电池20上方设有模组21，底板1靠近天线19一侧上方固定有光伏板18，光伏板18导线连接电源20，电源20电性连接模组21和驱动电机3和灯具9，模组21同时信号连接天线19，利用光伏板18吸收光能变化为电能储存在电池20中供驱动电机3和灯具9使用。

实施例2

为了使本申请中的技术方案阐述的更加详实和完整，现在上述实施例1的基础上作部分补充和说明，以使得本申请中所采用的技术手段公开更加充分，具体来说，补充和说明部分的技术特征为，所述模组21内设置有ZigBee通讯模块、处理器、信号强度检测模块和光敏电阻，ZigBee通讯模块接收端信号连接信号源，信号源设置于运输交通工具上，ZigBee通讯模块发射端分别数字信号连接信号强度检测模块接收端和处理器接收端，同时模组21外表面上固定有光敏电阻，光敏电阻数字信号连接处理器接收端，且信号强度检测模块发射端信号连接处理器接收端，处理器发射端电性连接灯具9和驱动电机3，利用ZigBee通讯模块接收运输交通工具发出的信号并分别传送至处理器和信号强度检测模块，通过信号强度检测模块根据强度检测距离，并发送至处理器中，处理器根据距离控制灯具9的发光亮度以及驱动电机3的运转速度，同时利用光敏电阻自动判断光线，分辨白天和黑夜以及阴雨天气，矫正处理器接收的信号。

一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯的使用方法，包括如下步骤：

步骤一，信号接收，移动的交通运输载具通过其上设置的发射装置发送信号，发送的信号由ZigBee通讯模块接收；

步骤二，信号传送，ZigBee通讯模块将接收到信号的信息传送至处理器中，处理器控制航标灯点亮，同时使得驱动电机通电工作，其中，驱动电机带动航标灯一边转动一边上下移动，旋转振动发光，起到警示提醒作用；

步骤三，频率和光色控制，ZigBee通讯模块将检测到的信号同时传输至信号强度检测模块中，信号强度检测模块将信号强度转化为数字信号发送至处理器中，处理器根据信号强度自动判断运输载具距航标灯的距离，根据远近程度分别控制航标灯的发光颜色，以及驱动电机的转动频率，当运输载具距离较近时，此时航标灯发出较为显眼的颜色，同时驱动电机带动航标灯旋转的振动的频率高，起到高度警示的作用；

步骤四，天气判断，光敏电阻自动判断外界天气的光线，夜晚外界光线极弱，此时光敏电阻将信号传输至处理器中，处理器控制航标灯发出亮度强的光线，阴雨天气光线一般，处理器控制航标灯发出中等强度的光线，白天光线充足，航标灯发出普通的光线；

步骤五，自动关闭，载具安全通过该航段后并逐渐远离后，驱动电机的工作频率不断降低，航标灯的光线不断减弱，直至ZigBee通讯模块检测不到信号后处理器控制航标灯关闭，驱动电机停止工作。

本发明的工作原理是：驱动电机3通电工作带动输出轴5转动,通过凸台和凹槽配合实现主动轴6可带动伸缩杆8转动，并可上下滑动，转动的输出轴5通过同步带7带动主动轴6转动进而驱动伸缩杆8转动,转动的伸缩杆8带动灯具9转动旋转发光,转动的主动轴6带动第一锥齿轮11转动从而驱动第二锥齿轮12和从动轴13转动，两侧的从动轴13带动凸轮14转动从而带动两侧的转轮15和顶板10往复上下移动，进而带动灯具9往复跟随上下移动，达到灯具9的一边转动一边上下移动发光的效果，警示提醒效果更佳,利用光伏板18吸收光能变化为电能储存在电池20中供驱动电机3和灯具9使用,利用ZigBee通讯模块接收运输交通工具发出的信号并分别传送至处理器和信号强度检测模块，通过信号强度检测模块根据强度检测距离，并发送至处理器中，处理器根据距离控制灯具9的发光亮度以及驱动电机3的运转速度，同时利用光敏电阻自动判断光线，分辨白天和黑夜以及阴雨天气，矫正处理器接收的信号。

需要特别说明的是，本申请中模组为现有技术的应用，为本申请的创新点，其有效解决了什么问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，包括底板（1）、驱动电机（3）、主动轴（6）、伸缩杆（8）、顶板（10）、凸轮（14）和光伏板（18）；底板（1）下部固定有充气囊（2），底板（1）一侧上方固定驱动电机（3），其特征在于，所述驱动电机（3）下部转动连接输出轴（5），输出轴（5）下端轴承转动连接底板（1）；所述底板（1）中央轴承转动连接主动轴（6），主动轴（6）与输出轴（5）之间通过同步带（7）连接，主动轴（6）上方套接伸缩杆（8）；所述伸缩杆（8）上部穿过顶板（10）并与之转动连接，伸缩杆（8）上端固定连接有灯具（9），顶板（10）两侧下方固定连接活动杆（16），活动杆（16）下部套接固定筒（17）；所述主动轴（6）中部固定连接第一锥齿轮（11），第一锥齿轮（11）两侧分啮合第二锥齿轮（12），第二锥齿轮（12）固定连接从动轴（13），从动轴（13）上固定连接凸轮（14），凸轮（14）上方贴合转轮（15），转轮（15）转动连接顶板（10）两侧下方。

2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，其特征在于，所述顶板（10）一侧上方固定连接天线（19），顶板（10）另一侧上方固定连接电池（20），电池（20）上方设有模组（21）。

3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，其特征在于，所述底板（1）靠近天线（19）一侧上方固定有光伏板（18），光伏板（18）导线连接电源（20），电源（20）电性连接模组（21）和驱动电机（3）和灯具（9），模组（21）同时信号连接天线（19）。

4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，其特征在于，所述模组（21）内设置有ZigBee通讯模块、处理器、信号强度检测模块和光敏电阻，ZigBee通讯模块接收端信号连接信号源，信号源设置于运输交通工具上，ZigBee通讯模块发射端分别数字信号连接信号强度检测模块接收端和处理器接收端。

5.根据权利要求4所述的一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，其特征在于，所述模组（21）外表面上固定有光敏电阻，光敏电阻数字信号连接处理器接收端，且信号强度检测模块发射端信号连接处理器接收端，处理器发射端电性连接灯具（9）和驱动电机（3）。

6.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，其特征在于，所述主动轴（6）内壁上对称开设有两条凹槽，伸缩杆（8）外壁上对称设有两条状凸台，凸台嵌合于凹槽内。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯，其特征在于，所述驱动电机（3）通过电机架螺栓固定连接安装架（4），安装架（4）固定底板（1）上表面。

8.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee无线传输技术的变色航标灯的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，信号接收，移动的交通运输载具通过其上设置的发射装置发送信号，发送的信号由ZigBee通讯模块接收；

步骤二，信号传送，ZigBee通讯模块将接收到信号的信息传送至处理器中，处理器控制航标灯点亮，同时使得驱动电机通电工作；

步骤三，频率和光色控制，ZigBee通讯模块将检测到的信号同时传输至信号强度检测模块中，信号强度检测模块将信号强度转化为数字信号发送至处理器中，处理器根据信号强度自动判断运输载具距航标灯的距离，根据远近程度分别控制航标灯的发光颜色，以及驱动电机的转动频率；

步骤四，天气判断，光敏电阻自动判断外界天气的光线，进而控制航标灯的光照强度；

步骤五，自动关闭，载具安全通过该航段后并逐渐远离后，驱动电机的工作频率不断降低，航标灯的光线不断减弱，直至ZigBee通讯模块检测不到信号后处理器控制航标灯关闭，驱动电机停止工作。