CN113028334A - 一种模块可自由组合化的智能路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块可自由组合化的智能路灯,属于路灯技术领域,解决了现有技术中路灯数据交流不畅、缺乏预警性、模块单一化的问题,包括灯体、信息采集处理系统、调控机构以及功能模块,信息采集处理系统包括与以太网交换机相连接的计算机,以太网交换机端口分别连接有雷达探头、摄像头、信息集成采集器,信息集成采集器包括内设微控制单元。本发明利用微控制单元的以太网‑CAN网关,令采集的信息迅速传递至计算机后反馈,使信息数据的采集与处理更为直接,利用信息集成采集器,对变道车辆是否发生碰撞以及前后车辆安全行驶距离作出判断和预警,并组合使用功能模块,避免所有模块同时工作带来的成本以及资源的浪费。
Description
技术领域
本发明属于路灯技术领域,具体地说,尤其涉及一种模块可自由组合化的智能路灯。
背景技术
路灯是道路和城市照明常见的部件,通常采用在不同形状、不同高度的灯杆上加装灯头的结构形式。随着城市的发展,路灯衍生出许多城市建设的需要,如广告宣传,摄像监控,环境监测等,路灯上加设的这些功能都是统一定制和同时工作的,但不同地区的需求却是不同的,需要不同的功能搭配,而且这些路灯加设功能中缺乏对行驶车辆进行安全预警的功能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足,提供了一种数据交流直接、预警性高、模块组合化的模块可自由组合化的智能路灯。
为了实现上述技术目的,本发明模块可自由组合化的智能路灯采用的技术方案为:
一种模块可自由组合化的智能路灯,包括灯体、设于灯体上部的信息采集处理系统、与信息采集处理系统相连通的调控机构以及经调控机构控制的功能模块;
所述信息采集处理系统包括与以太网交换机相连接的计算机,所述以太网交换机端口分别连接有雷达探头、摄像头、信息集成采集器,所述信息集成采集器包括内设微控制单元,所述微控制单元内设有模数转换器ADC,所述模数转换器ADC上连接有单轴加速度传感器、红外探测器、粉尘传感器,所述微控制单元上直接连接有光敏传感器,所述微控制单元还通过SPI控制器经SPI接口连接置于灯体外围护板上的应变传感器,所述微控制单元经步进电机驱动器与步进电机连接;
所述调控机构包括导向盘体,所述导向盘体中心处设有套设于灯体上部的旋转轴筒,所述旋转轴筒上部设有微型伸缩气缸,内部设有步进电机,所述导向盘体表面沿直径方向交叉分布有四个活动槽,所述活动槽端部设有沿导向盘体表面环绕一周的弧形槽,所述弧形槽外周设有与活动槽延伸方向一致的矩形槽,所述矩形槽内设有挤压定位柱的挤压件,所述定位柱上部设有限位头,下部设有插头块,底部设有伸出杆,所述插头块可与置于导向盘体下方的电源座连接,所述电源座内径大于活动槽长度,小于活动槽和矩形槽的长度之和,所述电源座内壁设有多个电性相通的电源,所述电源处于矩形槽的正下方;
所述功能模块包括依次与单个伸出杆连接的广告牌、增光灯、声光引导报警器、净化器,所述净化器包括壳体,所述壳体上部设有进风口,侧部设有出风口,所述壳体内部上端设有内置引风机,下端填充有粉尘净化液。
优选的,所述雷达探头通过雷达控制器经以太网口与以太网交换机连接,所述摄像头通过摄像头采集控制器经以太网口与以太网交换机连接,所述信息集成采集器通过CAN/以太网转换网关经以太网口与以太网交换机连接,所述CAN/以太网转换网关将监测数据转化为以太网TCP/IP数据,并经以太网交换机端口输出。
优选的,所述雷达用于监测2~3车道中变道车辆的行驶信息,所述摄像头用于捕获进入监测区域的车辆图像,所述信息集成采集器用于采集车辆避让安全以及车辆行驶环境的行驶信息。
优选的,所述单轴加速度传感器用于检测变道车辆加速度的加速度,所述红外探测器用于检测变道车辆与相邻车道上车辆的距离,所述光敏传感器用于检测周围光线强弱,所述粉尘传感器用于检测空气中粉尘的浓度值,所述应变传感器用于检测灯体护板微小形变。
优选的,所述雷达监测区域的范围为:以雷达发射点为起点,纵向为未变道车辆车身长度的二倍,横向为相邻车道车辆的车身宽度之和。
优选的,所述挤压件包括与矩形槽端部内壁相连接的伸缩弹簧,伸缩弹簧端部设有弧形限位块,弧形限位块与定位柱柱表面相抵触。
优选的,所述矩形槽包括设于灯体灯罩下方的主矩形槽以及其余副矩形槽。
优选的,所述限位头包括由上至下内径变小的第一限位盘和第二限位盘。
优选的,所述电源座通过连接柱与导向盘体相连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明利用微控制单元的以太网-CAN网关,令信息集成采集器采集的信息经以太网迅速传递至计算机后迅速反馈,使信息数据的采集与处理更为直接,上下数据更为方便地进行交流;
2、本发明通过设置信息集成采集器,充分收集相邻车道上车辆行驶速度、距离等信息,对变道车辆是否发生碰撞以及前后车辆安全行驶距离作出判断和预警,极大地提升车辆行驶的安全性;
3、本发明利用摄像头、雷达和信息集成采集器之间的配合使用,根据车流量以及粉尘监测数据与阀值的比较,光敏传感器对周围环境的检测,判断是否需要增加光源光照强度,进而依据实际情况组合使用功能模块,避免所有模块同时工作带来的成本以及资源的浪费。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中信息采集处理系统的结构图;
图3是本发明中信息集成采集器的结构图;
图4是本发明中雷达监测区的结构示意图;
图5是本发明中调控机构的结构示意图。
图中:1.灯体;2.护板;3.导向盘体;4.旋转轴筒;5.微信伸缩气缸;6.步进电机;7.活动槽;8.弧形槽;9.矩形槽;10.定位柱;11.插头块;12.伸出杆;13.电源座;14.广告牌;15.增光灯;16.声光引导报警器;17.净化器;18.伸缩弹簧;19.弧形限位块;20.第一限位盘;21.第二限位盘;22.连接柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,对发明进一步说明:
如图1—图5所示,一种模块可自由组合化的智能路灯,包括灯体1、设于灯体1上部的信息采集处理系统、与信息采集处理系统相连通的调控机构以及经调控机构控制的功能模块;
所述信息采集处理系统包括与以太网交换机相连接的计算机,所述以太网交换机端口分别连接有雷达探头、摄像头、信息集成采集器,所述信息集成采集器包括内设微控制单元,所述微控制单元内设有模数转换器ADC,所述模数转换器ADC上连接有单轴加速度传感器、红外探测器、粉尘传感器,所述微控制单元上直接连接有光敏传感器,所述微控制单元还通过SPI控制器经SPI接口连接置于灯体1外围护板2上的应变传感器,所述微控制单元经步进电机驱动器与步进电机连接,所述雷达探头通过雷达控制器经以太网口与以太网交换机连接,所述摄像头通过摄像头采集控制器经以太网口与以太网交换机连接,所述信息集成采集器通过CAN/以太网转换网关经以太网口与以太网交换机连接,所述CAN/以太网转换网关将监测数据转化为以太网TCP/IP数据,并经以太网交换机端口输出;
所述调控机构包括导向盘体3,所述导向盘体3中心处设有套设于灯体1上部的旋转轴筒4,所述旋转轴筒4上部设有微型伸缩气缸5,内部设有步进电机6,所述导向盘体3表面沿直径方向交叉分布有四个活动槽7,所述活动槽7端部设有沿导向盘体3表面环绕一周的弧形槽8,所述弧形槽8外周设有与活动槽7延伸方向一致的矩形槽9,所述矩形槽9内设有挤压定位柱10的挤压件,所述挤压件包括与矩形槽9端部内壁相连接的伸缩弹簧18,伸缩弹簧18端部设有弧形限位块19,弧形限位块19与定位柱10柱表面相抵触,所述定位柱10上部设有限位头,下部设有插头块11,底部设有伸出杆12,所述限位头包括由上至下内径变小的第一限位盘20和第二限位盘21,所述插头块11可与置于导向盘体3下方的电源座13连接,所述电源座13通过连接柱22与导向盘体3相连接,所述电源座13内径大于活动槽7长度,小于活动槽7和矩形槽9的长度之和,所述电源座13内壁设有多个电性相通的电源,所述电源处于矩形槽9的正下方,所述矩形槽9包括设于灯体1灯罩下方的主矩形槽以及其余副矩形槽;
所述功能模块包括依次与单个伸出杆12连接的广告牌14、增光灯15、声光引导报警器16、净化器17,所述净化器包括壳体,所述壳体上部设有进风口,侧部设有出风口,所述壳体内部上端设有内置引风机,下端填充有粉尘净化液。其中光敏传感器接受到足够的光照时,以数字信号接口输出电平发生变化的方式被识别,单轴加速器、红外探测器以及粉尘传感器则以ADC模数转换的方式被识别,而灯柱发生碰撞时,灯体表面的护板受撞击发生形变,由于应变传感器内包括检测护板形变的电阻应变片,电阻应变片通过电桥输出端输出电流信号,并经ADC转化为数字信号,通过CAN/以太网转换网关将信息传递至计算机,实现远程报警,及时确定灯体损坏点,微控制单元根据计算机反馈信号对TB6600步进电机驱动器作出指示,步进电机驱动器驱使42BYGH34电机步进电机工作,净化器为常规粉尘处理手段,根据反馈信号开启风机,富含粉尘的空气由进风口进入,经粉尘净化液吸收后再经出风口排出,达到洁净空气的效果。
所述雷达用于监测2~3车道中变道车辆的行驶信息,所述摄像头用于捕获进入监测区域的车辆图像,所述信息集成采集器用于采集车辆避让安全以及车辆行驶环境的行驶信息,所述单轴加速度传感器用于检测变道车辆加速度的加速度,所述红外探测器用于检测变道车辆与相邻车道上车辆的距离,所述光敏传感器用于检测周围光线强弱,所述粉尘传感器用于检测空气中粉尘的浓度值,所述应变传感器用于检测灯体护板微小形变。其中,摄像头对监测区域内车辆进行图像捕获,将捕获信号传递至摄像头采集控制器,经摄像头采集控制器将图像捕获信号转换为TCP/IP数据,再经以太网传输至计算机。红外探测器发出红外信号,红外信号遇到阻挡物返回,经过处理,再将同一车道前后车辆距离差信号经以太网传递至计算机,并与计算机内置同车道前后车辆安全距离进行比对,从而确定雾天前后车辆的行驶安全。
所述雷达监测区域的范围为:以雷达发射点为起点,纵向为未变道车辆车身长度的二倍,横向为相邻车道车辆的车身宽度之和。雷达对监测区域进行扫描,依据相邻车道两车宽度和的变化,确定变道车辆,并将变道车辆初始速度、两车宽度和以及两车长度和扫描信号传递至FR-21X7系列的雷达控制器,经雷达控制器将扫描信号转换为TCP/IP数据,再经以太网传递至计算机,便于判定变道车辆变道时是否存在危险。
当车辆进入监测区域时,摄像头对监测区域内的车辆进行图像采集,并将信号传递至计算机,与计算机内车流量阀值对比,判断是否符合广告受众需求,进而判定是否需要点亮广告牌,同时以雷达发射点为起点,纵向为未变道车辆车身长度的二倍,横向为相邻车道车辆的车身宽度之和,将扫描信号传递计算机,单轴加速度器对变道车辆加速度测量后信号传递至计算机,计算机根据未变道车辆行驶纵向距离的时间,对比变道车辆变道路程是否处于危险路程范围内,从而判断变道车辆在变道过程中是否会发生碰撞,并将判断结果传递至微控制单元;
随着车辆在监测区域内的行驶,粉尘传感器对周围环境进行检测,并将检测信号传递至计算机,对比粉尘浓度标准后判断是否开启净化器,红外探测器对同一车道内前后车辆进行测距,并将两者距离差信号传递至计算机,对比前后车辆安全值判断是否进行安全距离预警,避免雾天前后车辆发生碰擦,光敏传感器检测周围光线强弱,并将信号传递至计算机,从而判断是否需要进行光线增强,提高行车亮度,增强行车安全;
计算机将信息采集处理系统采集的信息处理后反馈至微控制单元,微控制单元根据行车实际情况作出控制,发生单一情况时,如变道车辆变道存在危险时,微控制单元控制步进电机启动,带动导向盘体3旋转,使设置有声光引导报警器16的定位柱10旋转至主矩形槽槽口处,微型伸缩气缸5伸出伸缩杆,伸缩杆推动第一限位盘20和第二限位盘21之间的柱段,使定位柱10压缩伸缩弹簧18后进入主矩形槽内,插头块11与电源座13内电源连通,声光引导报警器16工作,对变道车辆作出安全预警,雾天前后车辆存在碰擦风险、周围光线不足以及空气粉尘检测超标时,调控机构类似动作,发生复合情况时,微型伸缩气缸5将相应定位柱10推入对应主矩形槽和副矩形槽内,形成依据情况选择对应功能模块效果,避免多个模块同时工作带来的资源浪费。
本发明对不同车道上车辆变道以及同车道前后车辆行车的安全作出碰擦预警,提高行车安全,根据车流量判断是否需要进行广告播放,保证广告受众度的同时避免产生资源浪费,对车道周围的环境进行监测,根据采集信息判断是否开启净化器,有效保证环境的清洁度,同时对多个模块进行组合利用,有效应对不同的行车情况,令资源组合利用最大化,减少多个模块同时开启带来的资源浪费。
综上,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的范围,凡依本发明权利要求范围的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:包括灯体、设于灯体上部的信息采集处理系统、与信息采集处理系统相连通的调控机构以及经调控机构控制的功能模块;
所述信息采集处理系统包括与以太网交换机相连接的计算机,所述以太网交换机端口分别连接有雷达探头、摄像头、信息集成采集器,所述信息集成采集器包括内设微控制单元,所述微控制单元内设有模数转换器ADC,所述模数转换器ADC上连接有单轴加速度传感器、红外探测器、粉尘传感器,所述微控制单元上直接连接有光敏传感器,所述微控制单元还通过SPI控制器经SPI接口连接置于灯体外围护板上的应变传感器,所述微控制单元经步进电机驱动器与步进电机连接;
所述调控机构包括导向盘体,所述导向盘体中心处设有套设于灯体上部的旋转轴筒,所述旋转轴筒上部设有微型伸缩气缸,内部设有步进电机,所述导向盘体表面沿直径方向交叉分布有四个活动槽,所述活动槽端部设有沿导向盘体表面环绕一周的弧形槽,所述弧形槽外周设有与活动槽延伸方向一致的矩形槽,所述矩形槽内设有挤压定位柱的挤压件,所述定位柱上部设有限位头,下部设有插头块,底部设有伸出杆,所述插头块可与置于导向盘体下方的电源座连接,所述电源座内径大于活动槽长度,小于活动槽和矩形槽的长度之和,所述电源座内壁设有多个电性相通的电源,所述电源处于矩形槽的正下方;
所述功能模块包括依次与单个伸出杆连接的广告牌、增光灯、声光引导报警器、净化器,所述净化器包括壳体,所述壳体上部设有进风口,侧部设有出风口,所述壳体内部上端设有内置引风机,下端填充有粉尘净化液。
2.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述雷达探头通过雷达控制器经以太网口与以太网交换机连接,所述摄像头通过摄像头采集控制器经以太网口与以太网交换机连接,所述信息集成采集器通过CAN/以太网转换网关经以太网口与以太网交换机连接,所述CAN/以太网转换网关将监测数据转化为以太网TCP/IP数据,并经以太网交换机端口输出。
3.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述雷达用于监测2~3车道中变道车辆的行驶信息,所述摄像头用于捕获进入监测区域的车辆图像,所述信息集成采集器用于采集车辆避让安全以及车辆行驶环境的行驶信息。
4.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述单轴加速度传感器用于检测变道车辆加速度的加速度,所述红外探测器用于检测变道车辆与相邻车道上车辆的距离,所述光敏传感器用于检测周围光线强弱,所述粉尘传感器用于检测空气中粉尘的浓度值,所述应变传感器用于检测灯体护板微小形变。
5.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述雷达监测区域的范围为:以雷达发射点为起点,纵向为未变道车辆车身长度的两倍,横向为相邻车道车辆的车身宽度之和。
6.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述挤压件包括与矩形槽端部内壁相连接的伸缩弹簧,伸缩弹簧端部设有弧形限位块,弧形限位块与定位柱柱表面相抵触。
7.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述矩形槽包括设于灯体灯罩下方的主矩形槽以及其余副矩形槽。
8.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述限位头包括由上至下内径变小的第一限位盘和第二限位盘。
9.根据权利要求1所述模块可自由组合化的智能路灯,其特征在于:所述电源座通过连接柱与导向盘体相连接。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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