CN210377850U - 一种施工区段交通诱导自组网的警示柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了施工区段交通诱导自组网的警示柱，包括警示柱壳体；警示柱壳体底部设有圆形的底座，底座上设有高性能单晶硅太阳能板，警示柱壳体侧壁上装有智能自组网低功耗主板，软件自管理电源模块固定于警示柱壳体底部，并与智能自组网低功耗主板连接，高性能单晶硅太阳能板与软件自管理电源模块互连，圆筒形高亮度红色灯板和圆筒形高亮度黄色灯板通过杜邦线与智能自组网低功耗主板连接，并用可拆卸螺纹固定于警示柱壳体上；高穿透性车辆检测雷达安装于警示柱壳体侧面，并通过杜邦线连接在智能自组网低功耗主板快拔插座上。该警示柱可用于恶劣行车条件下对行车安全进行诱导；车辆检测雷达利用开普勒原理，利用微波反射实时检测车辆运动信息。

Description

一种施工区段交通诱导自组网的警示柱

技术领域

本实用新型涉及智能交通安全行车领域，特别是涉及一种施工区段交通诱导自组网的警示柱。

背景技术

在公路交通中，施工路段对于公路运输的正常运行往往会有很大影响，如果警示不及时或者力度不够，施工路段会对行车安全造成很大的影响。

而目前对于施工路段行车警示还仅仅停留在反光立柱等被动式警示方式，虽然能起到一定的诱导作用，但是功能单一，作用有限。

实用新型内容

为了克服现有技术的短板，本实用新型提供了一种施工区段交通诱导自组网的警示柱，起到了主动式警示作用，保证了行车安全。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种施工区段交通诱导自组网的警示柱，包括警示柱壳体、智能自组网低功耗主板、软件自管理电源模块、高性能单晶硅太阳能板、圆筒形高亮度红色灯板、高穿透性车辆检测雷达和圆筒形高亮度黄色灯板；所述的警示柱壳体底部设置有圆形的底座，底座上设置有高性能单晶硅太阳能板，警示柱壳体侧壁上安装有智能自组网低功耗主板，软件自管理电源模块固定于警示柱壳体底部，并通过电源线与智能自组网低功耗主板连接，高性能单晶硅太阳能板与软件自管理电源模块互连，圆筒形高亮度红色灯板和圆筒形高亮度黄色灯板通过杜邦线与智能自组网低功耗主板连接，并用可拆卸螺纹固定于警示柱壳体上；高穿透性车辆检测雷达安装于警示柱壳体侧面，并通过杜邦线连接在智能自组网低功耗主板快拔插座上。

所述的警示柱壳体的底座为圆形法兰，高性能单晶硅太阳能板安装在圆形法兰上，警示柱壳体的内部打孔和凹槽，用于安装各智能模块。

所述的智能自组网低功耗主板通过螺栓固定在警示柱壳体侧壁上，采用ARM架构STM32L4低功耗芯片，协调各模块工作。

所述的智能自组网低功耗主板包括自组网zigbee通信模块以及高精度授时GPS模块；自组网zigbee通信模块通过快拔插头与智能自组网低功耗主板相连；高精度授时GPS模块直接焊接在智能自组网低功耗主板上。

所述的智能自组网低功耗主板实现圆筒形高亮度红色灯板和圆筒形高亮度黄色灯板工作状态的调节，实现与自组网zigbee通信模块的通信，对高穿透性车辆检测雷达的数据进行处理，对高精度授时GPS模块数据的提取与处理，实现软件自管理电源模块和高性能单晶硅太阳能板的管理；

所述的自组网zigbee通信模块基于2.4G无线通信技术，实现多节点自组mesh网互联，满足诱导节点的数据交互和灯光动作变化的要求；所述高精度授时GPS模块利用北斗和GPS双模卫星系统，精确定位，实现警示柱节点位置信息管理，可在GIS地图中实时观测警示柱工作状态，同时利用GPS高精度UTC授时单元，使自组网警示柱节点具有严格时间同步性。

所述的得软件自管理电源模块采用可充电锂电池。

所述的圆筒形高亮度红色灯板和圆筒形高亮度黄色灯板采用高亮度LED灯板。

所述的软件自管理电源模块，用于实时查询电流，电压，电量信息，实现电池信息实时存储，动态管理。

所述的高穿透性车辆检测雷达，用于利用微波开普勒效应来检测行车运动状态、行车速度、行车方向以及车辆检测阈值的可动态。

所述的圆筒形高亮度红色灯板和圆筒形高亮度黄色灯板用于低能见度天气对行车进行警示，灯光亮度闪烁形式可根据自组网内高优先级节点发送的信息进行自适应调整，根据黄灯信息可获得道路轮廓，根据红灯信息获取前车行驶距离。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型提供的施工区段交通诱导自组网的警示柱，主要包括警示柱壳体，智能自组网低功耗主板，软件自管理电源模块，高性能单晶硅太阳能板，圆筒形高亮度红色灯板，高穿透性车辆检测雷达和圆筒形高亮度黄色灯板；自组网低功耗主板实现警示柱的智能互联，协调各智能模块工作，形成智能物联网；电源模块采用可充电锂电池，采用智能电源管理模块，可实时查询电流，电压，电量信息，实现电池信息实时传输；太阳能电池板与电池互联，满足警示柱的能源供应；高亮度灯板用于恶劣行车条件下对行车安全进行诱导；车辆检测雷达利用开普勒原理，利用微波反射实时检测车辆运动信息。

本实用新型提供的施工区段交通诱导自组网的警示柱，是一种远程控制的自组网警示柱，对于道路交通安全智能化管理提供一个范例。其也是一种电池与太阳能供电的便携式警示柱，这样可灵活对施工路段进行布置。更是一种无线通信的警示柱，可极大减少现场布线的工作，组成无线物联网。同时也是一种LED主动警示的警示柱，增加施工区段行车警示的距离。

附图说明

图1为本实用新型所述警示柱的结构示意图；

图2为本实用新型所述警示柱模块组成与功能示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更加深入的描述。附图中给出了本实用新型较佳的实施方式，当然本实用新型实施方式并不仅仅局限于以下说明。

参见图1至图2，一种施工区段交通诱导自组网的警示柱，包括警示柱壳体100，智能自组网低功耗主板200，软件自管理电源模块300，高性能单晶硅太阳能板400，圆筒形高亮度红色灯板500，高穿透性车辆检测雷达600，圆筒形高亮度黄色灯板700。

所述警示柱壳体100利用底座圆形法兰增加表面积从而增加高性能单晶硅太阳能板400受光面积，同时内部打孔和凹槽，用于安装各智能模块。此外，因为本自组网警示柱用于户外高速路两侧，对密封性要求很高，因此对于多边形壳体外侧缝隙需要使用密封胶封装。

所述智能自组网低功耗主板200通过螺栓固定在警示柱壳体100侧壁，采用ARM架构STM32L4低功耗芯片，协调各模块工作。所述智能自组网低功耗主板200包括自组网zigbee通信模块210以及高精度授时GPS模块220。所述智能自组网低功耗主板200实现圆筒形高亮度红色灯板500以及圆筒形高亮度黄色灯板700工作状态的调节，实现与自组网zigbee通信模块210的通信，对高穿透性车辆检测雷达600的数据进行处理，对高精度授时GPS模块220数据的提取与处理，实现软件自管理电源模块300和高性能单晶硅太阳能板400的管理。

所述自组网zigbee通信模块210通过快拔插头与智能自组网低功耗主板200相连，该模块使用一种统一技术标准的短距离无线通信zigbee技术，其PHY层和MAC层协议为IEEE802.15.4协议标准，网络层由ZigBee技术联盟制定，应用层的开发应用根据用户自己的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。模块在上电后，自动建立星形mesh网络，实现警示柱的智能互联，构成道路安全警示柱集群，将智能节点进行统一管理，形成智能物联网。同时，可以利用模块的不同频段区分不同警示柱群，利用子节点地址给不同警示柱节点进行编码，实现警示柱的点对点通信。该模块利用usart通信方式，通过灵活制定通信协议，满足应用层各种要求。例如，利用自组网zigbee技术，可以控制整个区段灯光亮度，控制警示柱节点群的工作模式，查询警示柱节点群的工作健康状况等工作；所述高精度授时GPS模块220直接焊接在智能自组网低功耗主板200上，利用北斗和GPS双模卫星系统，精确定位，实现警示柱节点位置信息管理，可在GIS地图中实时观测警示柱工作状态，同时利用GPS高精度UTC授时单元，使自组网警示柱节点具有严格时间同步性。所述高精度授时GPS模块220上电有搜索卫星过程，搜索到卫星后，从串口接收数据，同时会产生高精度PPS秒脉冲。因此，将PPS脉冲捕捉引脚设置成低功耗主板200外部中断。在外部中断中将串口缓存的数据进行解析。且为保证GPS秒脉冲不受干扰影响，取5个PPS计数后，完成同步配置。

所述软件自管理电源模块300采用可充电锂电池，固定于警示柱壳体100底部，并通过电源线与智能自组网低功耗主板200连接，体积小重量轻，可满足警示柱节点72h满功率使用要求，采用智能电源管理模块，通过IIC串行协议，实现智能自组网低功耗主板200与电源模块的通信，可实时查询电流，电压，电量信息，实现电池信息实时存储，动态管理；所述太阳能电池板400与所述软件自管理电源模块300互联，安装在警示柱壳体100底部法兰处，利用警示柱壳体100底座增加太阳能电池板面积，满足警示柱的能源供应，满足诱导节点的能源供应。

所述圆筒形高亮度红色灯板500和圆筒形高亮度黄色灯板700采用高亮度LED灯板，通过杜邦线与智能自组网低功耗主板200连接，并用可拆卸螺纹固定在警示柱壳体100上，主要用于低能见度天气对行车进行警示，灯光亮度闪烁频率可根据自组网内高优先级节点发送的信息进行自适应调整。根据黄灯信息可获得道路轮廓，根据红灯信息获取前车行驶距离。灯光亮度的调整采用PWM脉宽调制控制策略，利用智能自组网低功耗主板200具有的PWM端口，在不改变PWM方波周期的前提下，通过软件的方法调整低智能自组网低功耗主板200的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比，从而控制电流。具体在主控板中，通过设置定时器寄存器的值可以改变方波的占空比，从而实现电流的调节，从而改变灯光的亮度。对于灯板闪烁的控制，使用智能自组网低功耗主板200定时器中断技术，通过设置不同的中断周期，对灯光的亮灭进行控制，实现灯光不同频率的闪烁。

所述高穿透性车辆检测雷达600安装于警示柱壳体100侧面，并通过杜邦线连接在智能自组网低功耗主板200快拔插座上，利用微波开普勒效应检测行车运动状态，不受天气影响，且对行车速度、行车方向、车辆检测阈值可动态检测。所述一种施工区段交通诱导自组网的警示柱利用所述智能自组网低功耗主板200智能组网，构成安全诱导节点群，利用所述各模块实现施工区段行车安全诱导。

整个自组网警示柱工作流程为，上电对各模块进行初始化，主要包括模块电源控制开关初始化，自组网zigbee通信模块210的通信初始化，高穿透性车辆检测雷达600通信初始化等。之后警示柱进入事件等待模式，主要事件包括数据交互事件，休眠事件，灯光亮度闪烁频率改变事件，防追尾雷达触发事件等。其中数据交互事件主要有警示柱工作状态数据，电源管理数据。事件触发后，警示柱根据不同的事件类型，作出相应的动作，满足行车安全的诱导功能。

所述智能自组网低功耗主板200实现所述圆筒形高亮度红色灯板500和圆筒形高亮度黄色灯板700工作状态的调节，实现与自组网zigbee通信模块210的通信，对高穿透性车辆检测雷达600的数据进行处理，对高精度授时GPS模块220数据的提取与处理，实现软件自管理电源模块300和高性能单晶硅太阳能板400的管理。

所述自组网zigbee通信模块210该模块基于2.4G无线通信技术，实现多节点自组mesh网互联，满足诱导节点的数据交互和灯光动作变化的要求；所述高精度授时GPS模块220利用北斗和GPS双模卫星系统，精确定位，实现警示柱节点位置信息管理，可在GIS地图中实时观测警示柱工作状态，同时利用GPS高精度UTC授时单元，使自组网警示柱节点具有严格时间同步性。

所述软件自管理电源模块300体积小重量轻，采用智能电源管理模块，可实时查询电流，电压，电量信息，实现电池信息实时存储，动态管理。

所述高穿透性车辆检测雷达600利用微波开普勒效应检测行车运动状态，不受天气影响，且对行车速度、行车方向、车辆检测阈值可动态检测。

所述圆筒形高亮度红色灯板500和圆筒形高亮度黄色灯板700用于低能见度天气对行车进行警示，灯光亮度闪烁形式可根据自组网内高优先级节点发送的信息进行自适应调整。根据黄灯信息可获得道路轮廓，根据红灯信息获取前车行驶距离。

本实用新型提供的施工区段交通诱导自组网的警示柱，主要包括警示柱壳体，智能自组网低功耗主板，软件自管理电源模块，高性能单晶硅太阳能板，圆筒形高亮度红色灯板，高穿透性车辆检测雷达和圆筒形高亮度黄色灯板；自组网低功耗主板实现警示柱的智能互联，协调各智能模块工作，形成智能物联网；电源模块采用可充电锂电池，采用智能电源管理模块，可实时查询电流，电压，电量信息，实现电池信息实时传输；太阳能电池板与电池互联，满足警示柱的能源供应；高亮度灯板用于恶劣行车条件下对行车安全进行诱导；车辆检测雷达利用开普勒原理，利用微波反射实时检测车辆运动信息。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，包括警示柱壳体(100)、智能自组网低功耗主板(200)、软件自管理电源模块(300)、高性能单晶硅太阳能板(400)、圆筒形高亮度红色灯板(500)、高穿透性车辆检测雷达(600)和圆筒形高亮度黄色灯板(700)；所述的警示柱壳体(100)底部设置有圆形的底座，底座上设置有高性能单晶硅太阳能板(400)，警示柱壳体(100)侧壁上安装有智能自组网低功耗主板(200)，软件自管理电源模块(300)固定于警示柱壳体(100)底部，并通过电源线与智能自组网低功耗主板(200)连接，高性能单晶硅太阳能板(400)与软件自管理电源模块(300)互连，圆筒形高亮度红色灯板(500)和圆筒形高亮度黄色灯板(700)通过杜邦线与智能自组网低功耗主板(200)连接，并用可拆卸螺纹固定于警示柱壳体(100)上；高穿透性车辆检测雷达(600)安装于警示柱壳体(100)侧面，并通过杜邦线连接在智能自组网低功耗主板(200)快拔插座上。

2.根据权利要求1所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的警示柱壳体(100)的底座为圆形法兰，高性能单晶硅太阳能板(400)安装在圆形法兰上，警示柱壳体(100)的内部打孔和凹槽，用于安装各智能模块。

3.根据权利要求1所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的智能自组网低功耗主板(200)通过螺栓固定在警示柱壳体(100)侧壁上，采用ARM架构STM32L4低功耗芯片，协调各模块工作。

4.根据权利要求3所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的智能自组网低功耗主板(200)包括自组网zigbee通信模块(210)以及高精度授时GPS模块(220)；自组网zigbee通信模块(210)通过快拔插头与智能自组网低功耗主板(200)相连；高精度授时GPS模块(220)直接焊接在智能自组网低功耗主板(200)上。

5.根据权利要求4所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的智能自组网低功耗主板(200)实现圆筒形高亮度红色灯板(500)和圆筒形高亮度黄色灯板(700)工作状态的调节，实现与自组网zigbee通信模块(210)的通信，对高穿透性车辆检测雷达(600)的数据进行处理，对高精度授时GPS模块(220)数据的提取与处理，实现软件自管理电源模块(300)和高性能单晶硅太阳能板(400)的管理；

所述自组网zigbee通信模块(210)基于2.4G无线通信技术，实现多节点自组mesh网互联，满足诱导节点的数据交互和灯光动作变化的要求；所述高精度授时GPS模块(220)利用北斗和GPS双模卫星系统，精确定位，实现警示柱节点位置信息管理，可在GIS地图中实时观测警示柱工作状态，同时利用GPS高精度UTC授时单元，使自组网警示柱节点具有严格时间同步性。

6.根据权利要求1所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的软件自管理电源模块(300)采用可充电锂电池。

7.根据权利要求1所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的圆筒形高亮度红色灯板(500)和圆筒形高亮度黄色灯板(700)采用高亮度LED灯板。

8.根据权利要求1所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的软件自管理电源模块(300)，用于实时查询电流，电压，电量信息，实现电池信息实时存储，动态管理。

9.根据权利要求1所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的高穿透性车辆检测雷达(600)，用于利用微波开普勒效应来检测行车运动状态、行车速度、行车方向以及车辆检测阈值的可动态。

10.根据权利要求1所述的施工区段交通诱导自组网的警示柱，其特征在于，所述的圆筒形高亮度红色灯板(500)和圆筒形高亮度黄色灯板(700)用于低能见度天气对行车进行警示，灯光亮度闪烁形式可根据自组网内高优先级节点发送的信息进行自适应调整，根据黄灯信息可获得道路轮廓，根据红灯信息获取前车行驶距离。

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