CN208949762U - 一种基于自发电的多功能减速带系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于自发电的多功能减速带系统，属于减速带技术领域。本实用新型包括减速带模块、发电模块、储电模块、光感模块、脉冲控制模块、控制模块、LED灯带以及后台终端。当车辆碾压通过减速带时，减速带内液压液可起到车辆慢速通过时缓冲颠簸，液压液还可使发电模块进行发电，脉冲控制模块用于记录过往的车辆数目；光感模块感测周围环境是否昏暗并通过控制模块控制LED灯带的点亮，提醒驾驶员此处设有减速带；控制模块连接后台终端，相关人员可从后台获取到车流量的信息。本实用新型结构简单，功能多样，可在智慧城市建设中获得较广泛的应用。

Description

一种基于自发电的多功能减速带系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于自发电的多功能减速带系统，属于减速带技术领域。

背景技术

目前，在公路道口、学校、住宅小区出入口等需要车辆减速慢行的路段和容易引发交通事故的路段，都会设置一些减速带。减速带的使用虽然在一定程度上减少了交通事故的发生，但是车辆减速通过减速带时，白白浪费了一部分能量，而在车流量较大的地方，车辆浪费的能量是很巨大的。

同时，目前使用的减速带大多是硬质材料，有的甚至是用水泥堆起一个小坡作为减速带，当车辆通过这些减速带时，首先会造成车辆悬架的损伤，其次会影响车辆驾驶的操控性以及乘坐的舒适性，对于一些底盘较低的轿车或跑车，很有可能会剐蹭到底盘，对车辆造成严重的损伤。

在一些城乡道路上安装的减速带，由于夜晚没有路灯，驾驶员很容易看不清减速带的存在，当距离较近时发现需要急刹车时，一方面影响驾驶的舒适性，另一方面也很容易造成车辆追尾事故的发生。

对于旅游景区或一些特殊道路，相关人员需要统计过往车辆的数量信息，目前广泛采用的方法是通过摄像头拍照识别并记录数据，而一套完整的摄像头识别并记录车辆信息的系统是非常昂贵的，所有对于只是需要记录过往车流量而不需要识别车辆特征的道路，设计一套结构简单，成本较低的车流量计数系统是很有必要的。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种基于自发电的多功能减速带系统，该种减速带不仅能起到减少对慢速车辆通过减速带时的颠簸，同时它还能将过往车辆损失的动能加以收集并转换成电能加以利用，同时还能对通过车辆计数。

本实用新型的技术方案是：一种基于自发电的多功能减速带系统,包括减速带模块1、发电模块2、储电模块3、光感模块4、脉冲控制模块5、控制模块6、LED灯带7、后台终端8；所述减速带模块1内安装发电模块2，发电模块2与储电模块3连接，储电模块3为光感模块4、脉冲控制模块5、控制模块6以及LED灯带7提供电能，光感模块4将采集到的光线信息提供给控制模块6，用于判断减速带周围环境光线是否昏暗，若昏暗，则控制模块6控制LED灯带7点亮，脉冲控制模块5将发电机发电时产生的瞬时电流转换为脉冲信号，提供给控制模块6用于计数，控制模块6还与后台终端8连接，用于将LED灯带7的信息以及过往车辆的计数信息显示在后台终端8上，供相关人员进行查看了解。

所述减速带模块1包括橡胶壳体9、LED灯带7、路基10、发电机11、单向阀12、导管13、液压舱14、液压活塞15、复位弹簧16，其中橡胶壳体9嵌在路基10内，LED灯带7嵌入安装在橡胶壳体9顶部，橡胶壳体9下方设有双向流通的导管13，导管13内安装发电机11和单向阀12，多根导管13最终汇聚到液压舱14，液压活塞15和复位弹簧16安装在液压舱14内，复位弹簧16两端分别连接液压舱14和液压活塞15。

所述储电模块3包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及蓄电池；其中发电机G的正极连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、蓄电池的正极以及二极管D5的负极，电阻R1另外一端连接三极管Q1的基极，电阻R2的另外一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还连接二极管D4的正极，电阻R3的另外一端连接电阻R4，同时连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接三极管Q2的基极，电阻R5的另一端连接三极管Q2的集电极，同时三极管Q2的集电极还连接二极管D3的正极，电阻R6的另一端连接二极管D3的负极和三极管Q3的基极，二极管D5的正极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极还连接二极管D4的负极，发电机G的负极和三极管Q1的发射极、蓄电池的负极、电阻R4的另一端、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极连接，构成完整的储电模块3的电路。

所述光感模块4包括电源VCC、光敏电阻RL、电阻R7和ADC0832芯片；其中ADC0832芯片的1号管脚接单片机的P1.4接口，ADC0832芯片的2号管脚接光敏电阻RL和电阻R7，光敏电阻RL的另一端接电源VCC，电阻R7的另一端接地，ADC0832芯片的3号管脚空置不接，ADC0832芯片的4号管脚接地，ADC0832芯片的5号管脚接电源VCC，ADC0832芯片的6号接单片机的P1.5接口，ADC0832芯片的7号管脚和8号管脚接单片机的P1.6接口。

所述脉冲控制模块5包括555芯片、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R8和电阻R9；其中555芯片的1号管脚接地，555芯片的2号、6号、7号管脚同时接电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2，电容C1的另一端接信号输入端Vi，电容C2的另一端接地，电阻R8和电阻R9的另一端同时接555芯片的4号管脚、555芯片的8号管脚以及电源VCC，555芯片的5号管脚接电容C3，电容C3的另一端接地，555芯片的3号管脚为信号输出端Vo,接单片机P0.1接口。

所述控制模块6包括STA/AT89X5X型号的单片机、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R10、开关K1和晶振Y1；其中单片机的9号管脚接开关K1、电容C4和电阻R10，开关K1的另一端以及电容C4的另一端共同接电源VCC，电阻R10的另一端接地，单片机的18号、19号管脚分别接晶振Y1的两端，同时，单片机的18号管脚还接电容C5，单片机的19号管脚还接电容C6，电容C5和电容C6的另一端同时接地，单片机的20号管脚也接地，单片机的31号管脚接电源VCC，单片机的40号管脚接电源VCC，同时电源VCC还接电容C7，电容C7的另一端接地。

本实用新型的工作原理：该减速带不仅能起到减少对慢速车辆通过减速带时的颠簸，同时它还能将过往车辆损失的动能加以收集，并转换成电能，这部分电能首先可以供给自身系统使用，其次还可供给周边路灯、收费站指示灯等其他设备使用；自身系统中的光感模块用于感测减速带周边环境的光线，若光线较弱，可能对驾驶车辆造成影响时，单片机控制LED灯带点亮，为驾驶员指明此处设有减速带，须提前减速通过；脉冲控制模块可跟任意一个发电机相连，用于将发电机每次开始进行发电工作的状态转换成脉冲信号，将其上传给单片机，单片机开始对过往车辆数目进行计数。

本实用新型的有益效果：本发明结构简单，安装便捷，成本较低，既能起到减少对慢速车辆通过减速带时的颠簸，又能利用液压液进行发电并将电能加以利用；同时本发明还可以根据周围环境来判断是否再额外给过往车辆提供调照明，提高了车辆的安全性，并能对车辆的数量进行统计，将多种功能集合在一体。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型减速带模块的结构图；

图3是本实用新型减速带的立体图；

图4是本实用新型的储电模块电路图；

图5是本实用新型的光感模块电路图；

图6是本实用新型的脉冲控制模块电路图；

图7是本实用新型的控制模块电路图；

图1-7中各标号：1-减速带模块，2-发电模块，3-储电模块，4-光感模块，5-脉冲控制模块，6-控制模块，7-LED灯带，8-后台终端，9-橡胶壳体，10-路基，11-发电机，12-单向阀，13-导管，14-液压舱，15-液压活塞，16-复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如图1所示，一种基于自发电的多功能减速带系统，包括减速带模块1、发电模块2、储电模块3、光感模块4、脉冲控制模块5、控制模块6、LED灯带7和后台终端8；所述减速带模块1内安装有发电模块2，发电模块2与储电模块3连接，储电模块3为光感模块4、脉冲控制模块5、控制模块6以及LED灯带7提供电能，控制模块6分别与光感模块4、脉冲控制模块5和LED灯带7连接；

其中光感模块4用于采集周围环境的光线信息以提供给控制模块6来判断减速带周围环境光线是否昏暗并控制LED灯带7的开关，脉冲控制模块5用于将减速带模块1中发电机发电时产生的瞬时电流转换为脉冲信号并传输给控制模块6来对车辆计数，控制模块6还与后台终端8连接，用于将LED灯带7的信息以及过往车辆的计数信息进行显示。

如图2-3所示，减速带模块1包括橡胶壳体9、发电机11、单向阀12、导管13、液压舱14、液压活塞15和复位弹簧16，其中橡胶壳体9嵌在路基10内，LED灯带7嵌入安装在减速带橡胶壳体9顶部，橡胶壳体9下方设有双向流通的导管13，导管13内安装发电机11和单向阀12，多根导管13连至液压舱14，液压活塞15和复位弹簧16安装在液压舱14内，复位弹簧16两端分别连接液压舱14的舱壁和液压活塞15。

本装置既能起到减少对慢速车辆通过减速带时的颠簸，又能利用液压液进行发电；所发电能可供自身系统使用，也可供周边路灯、收费站指示灯等其他设备使用；光感模块4可探测到周围环境是否需要点亮减速带的LED灯带7以提示驾驶员；脉冲控制模块5可将每次有车辆通过时记为一个脉冲，通过脉冲计数对过往的车流量进行统计；所有这些数据都可通过控制模块6传递给后台终端8，相关人员可在后台查看当前车流量以及减速带的相关信息。

实施例2：如图4所示，所述储电模块3包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及蓄电池；其中发电机G的正极连接二极管D1的负极，二极管D1的正极分别连接电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、蓄电池的正极以及二极管D5的负极，电阻R1另外一端连接三极管Q1的基极，电阻R2的另外一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还连接二极管D4的正极，电阻R3的另外一端连接电阻R4，同时连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接三极管Q2的基极，电阻R5的另一端连接三极管Q2的集电极，同时三极管Q2的集电极还连接二极管D3的正极，电阻R6的另一端连接二极管D3的负极和三极管Q3的基极，二极管D5的正极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极还连接二极管D4的负极，发电机G的负极分别与三极管Q1的发射极、蓄电池的负极、电阻R4的另一端、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极连接。

如图5所示，所述光感模块4包括电源VCC、光敏电阻RL、电阻R7和ADC0832芯片；其中ADC0832芯片的1号管脚接单片机的P1.4接口，ADC0832芯片的2号管脚接光敏电阻RL和电阻R7，光敏电阻RL的另一端接电源VCC，电阻R7的另一端接地，ADC0832芯片的3号管脚空置不接，ADC0832芯片的4号管脚接地，ADC0832芯片的5号管脚接电源VCC，ADC0832芯片的6号管脚接单片机的P1.5接口，ADC0832芯片的7号管脚和8号管脚接单片机的P1.6接口。

如图6所示，所述脉冲控制模块5包括555芯片、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R8和电阻R9；其中555芯片的1号管脚接地，555芯片的2号、6号、7号管脚均分别与电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2相连，电容C1的另一端接信号输入端Vi，电容C2的另一端接地，电阻R8和电阻R9的另一端同时接555芯片的4号管脚、555芯片的8号管脚以及电源VCC，555芯片的5号管脚接电容C3，电容C3的另一端接地，555芯片的3号管脚为信号输出端Vo，接单片机的P0.1接口。

如图7所示，所述控制模块6包括STA/AT89X5X单片机、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R10、开关K1和晶振Y1；其中单片机的9号管脚接开关K1、电容C4和电阻R10，开关K1的另一端以及电容C4的另一端共同接电源VCC，电阻R10的另一端接地，单片机的18号、19号管脚分别接晶振Y1的两端，同时，单片机的18号管脚还接电容C5，单片机的19号管脚还接电容C6，电容C5和电容C6的另一端同时接地，单片机的20号管脚也接地，单片机的31号管脚接电源VCC，单片机的40号管脚接电源VCC，同时电源VCC还接电容C7，电容C7的另一端接地。

本实用新型在减速带的橡胶壳体9中加入液压液，液压液可以是石油基液压油或者是难燃液压油，当车辆碾压减速带时，液压液会顺着导管13流向液压舱14，如果车辆行驶速度较慢，则因为液压油流向液压舱14，橡胶壳体9会向下压缩，减速带突出于底面的高度减小，对车辆的颠簸效果较弱，提高驾驶舒适性，如果车辆行驶速度较快，则液压油流向液压舱14的量较小甚至无法短时间回流到液压舱14，减速带对车辆有较大的颠簸作用，也是提醒车辆减速；当液压油顺着导管13流向液压舱14时，置于导管13内部的发电机11进行发电，导管13采用成对安装，每根导管13内安装一个单向阀12和一个发电机11，则液压油下流或上流的时候都能驱动发电机11发电；将所发的电能储存在蓄电池中，蓄电池为光感模块4、脉冲控制模块5、控制模块6以及周边其它设施提供电能；光感模块4与控制模块6连接，用于感测周围环境的光亮，若控制模块6识别到亮度较低，可能对驾驶员驾车有影响时，则点亮LED灯带7，用于提示驾驶员此处设有减速带，需减速行驶；脉冲控制模块5分别连接发电机11和控制模块6，其作用是将发电机11每次开始发电的状态转换成脉冲信号，传送给控制模块6，以进行脉冲计数；脉冲控制模块5只需要连接其中一个发电机11就行，因为车辆通过减速带时，前轮、后轮各碾压一次，所以车辆数目是脉冲数目的一半；控制模块6连接后台终端，后台终端可以是LED显示屏或是PC电脑，将减速带的信息展示给相关人员。

实施例3：本实施例对车辆通过时减速带模块1的具体情况进行分析，将橡胶壳体9的宽度与汽车速度的商作为液压液流动的理论时间，其中橡胶壳体9的宽度是指如图3中所示的圆弧形端面的长度，若液压液从橡胶壳体9流向液压舱14所需的实际时间小于或等于上述时间，则此时橡胶壳体9基本与路面齐平，车辆能平缓通过；若实际时间大于上述时间，则橡胶壳体9保持部分凸起形状，车辆通过时将会颠簸，车辆通过的速度越小，橡胶壳体9的高度变化越大，即凸起部分越小，因而颠簸越小。

例如：假设橡胶壳体9的宽度为30cm，汽车速度为50km/h，液压液流动的理论时间为0.3除以50000乘3600等于0.0216s，如果车轮宽度为20cm，橡胶壳体9的横截面积为2平方分米，其中横截面积是指如图3中所示的圆弧形端面的面积，需排走2乘0.2乘2等于0.8L水，若管道流量大于（0.8除以0.0216约等于）3.7L/s，则汽车平缓通过；若小于，则颠簸；此时3.7除以3.14，然后再开方，得到管道的直径约为1分米。

而对于本装置中的LED灯带7的控制可以设置为光感模块4检测到光线强度小于15勒克斯时，将LED灯带7点亮，同时也提醒了车辆驾驶员此处设有减速带以便提前减速通过；其中光感模块4为常规灯光亮度检测设备，本例子中还可以将LED灯带7设置成亮度可调节的，控制模块6根据周围环境亮度的变化来实时调节LED灯带7的亮度至合适的范围。

上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种基于自发电的多功能减速带系统，其特征在于：包括减速带模块（1）、发电模块（2）、储电模块（3）、光感模块（4）、脉冲控制模块（5）、控制模块（6）、LED灯带（7）和后台终端（8）；所述减速带模块（1）内安装有发电模块（2），发电模块（2）与储电模块（3）连接，储电模块（3）为光感模块（4）、脉冲控制模块（5）、控制模块（6）以及LED灯带（7）提供电能，控制模块（6）分别与光感模块（4）、脉冲控制模块（5）和LED灯带（7）连接；

其中光感模块（4）用于采集周围环境的光线信息以提供给控制模块（6）来判断减速带周围环境光线是否昏暗并控制LED灯带（7）的开关，脉冲控制模块（5）用于将减速带模块（1）中发电机发电时产生的瞬时电流转换为脉冲信号并传输给控制模块（6）来对车辆计数，控制模块（6）还与后台终端（8）连接，用于将LED灯带（7）的信息以及过往车辆的计数信息进行显示。

2.根据权利要求1所述的基于自发电的多功能减速带系统，其特征在于：所述减速带模块（1）包括橡胶壳体（9）、发电机（11）、单向阀（12）、导管（13）、液压舱（14）、液压活塞（15）和复位弹簧（16），其中橡胶壳体（9）嵌在路基（10）内，LED灯带（7）嵌入安装在减速带橡胶壳体（9）顶部，橡胶壳体（9）下方设有双向流通的导管（13），导管（13）内安装发电机（11）和单向阀（12），多根导管（13）连至液压舱（14），液压活塞（15）和复位弹簧（16）安装在液压舱（14）内，复位弹簧（16）两端分别连接液压舱（14）的舱壁和液压活塞（15）。

3.根据权利要求1所述的基于自发电的多功能减速带系统，其特征在于：所述储电模块（3）包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及蓄电池；其中发电机G的正极连接二极管D1的负极，二极管D1的正极分别连接电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、蓄电池的正极以及二极管D5的负极，电阻R1另外一端连接三极管Q1的基极，电阻R2的另外一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还连接二极管D4的正极，电阻R3的另外一端连接电阻R4，同时连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接三极管Q2的基极，电阻R5的另一端连接三极管Q2的集电极，同时三极管Q2的集电极还连接二极管D3的正极，电阻R6的另一端连接二极管D3的负极和三极管Q3的基极，二极管D5的正极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极还连接二极管D4的负极，发电机G的负极分别与三极管Q1的发射极、蓄电池的负极、电阻R4的另一端、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极连接。

4.根据权利要求1所述的基于自发电的多功能减速带系统，其特征在于：所述光感模块（4）包括电源VCC、光敏电阻RL、电阻R7和ADC0832芯片；其中ADC0832芯片的1号管脚接单片机的P1.4接口，ADC0832芯片的2号管脚接光敏电阻RL和电阻R7，光敏电阻RL的另一端接电源VCC，电阻R7的另一端接地，ADC0832芯片的3号管脚空置不接，ADC0832芯片的4号管脚接地，ADC0832芯片的5号管脚接电源VCC，ADC0832芯片的6号管脚接单片机的P1.5接口，ADC0832芯片的7号管脚和8号管脚接单片机的P1.6接口。

5.根据权利要求1所述的基于自发电的多功能减速带系统，其特征在于：所述脉冲控制模块（5）包括555芯片、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R8和电阻R9；其中555芯片的1号管脚接地，555芯片的2号、6号、7号管脚均分别与电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2相连，电容C1的另一端接信号输入端Vi，电容C2的另一端接地，电阻R8和电阻R9的另一端同时接555芯片的4号管脚、555芯片的8号管脚以及电源VCC，555芯片的5号管脚接电容C3，电容C3的另一端接地，555芯片的3号管脚为信号输出端Vo，接单片机的P0.1接口。

6.根据权利要求1所述的基于自发电的多功能减速带系统，其特征在于：所述控制模块（6）包括STA/AT89X5X单片机、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R10、开关K1和晶振Y1；其中单片机的9号管脚接开关K1、电容C4和电阻R10，开关K1的另一端以及电容C4的另一端共同接电源VCC，电阻R10的另一端接地，单片机的18号、19号管脚分别接晶振Y1的两端，同时，单片机的18号管脚还接电容C5，单片机的19号管脚还接电容C6，电容C5和电容C6的另一端同时接地，单片机的20号管脚也接地，单片机的31号管脚接电源VCC，单片机的40号管脚接电源VCC，同时电源VCC还接电容C7，电容C7的另一端接地。