CN210771805U - 低功耗智能交通指示地砖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗智能交通指示地砖，所述地砖包括加热层、位于加热层下方的发光层、及位于发光层下方的控制板，所述控制板上集成有中央控制器及NB‑IoT模组，所述中央控制器与外部光照环境感知模块相连，当光照环境感知模块获取的光照强度大于或等于预设阈值时，NB‑IoT模组进入低功耗模式，发光层发光，加热层不工作，当光照环境感知模块获取的光照强度小于预设阈值时，NB‑IoT模组退出低功耗模式，发光层发光，加热层工作。本实用新型的低功耗智能交通指示地砖能够根据光照亮度大小进行低功耗模式和正常模式的切换，从而对车道或人行道进行导向或警示，并且加热层能够对路面积雪进行消融。

Description

低功耗智能交通指示地砖

技术领域

本实用新型涉及智慧交通技术领域，特别是涉及一种低功耗智能交通指示地砖。

背景技术

人行道指的是道路中用路缘石或护栏及其他类似设施加以分隔的专供行人通行的部分。传统的人行道在特殊天气(夜晚、雨天、雾天、雪天等)无法清晰辨识，且积雪会覆盖人行道。

由英国Umbrellium和Direct Line公司共同研发的一款智能人行道名为StarlingCrossing，它由一块巨型LED屏幕经过屏幕后处理铺设在实验场地，来指导行人以及非机动车辆的通行，通过屏幕的压力感知设备和一台摄像头来感知以及发现车辆视野盲区或危险区域，并及时通过红色来警示机动车驾驶员做出等待或避让。Starling Crossing的功能十分丰富，但这一款产品最大的缺点是造价太高，以及维修、维护成本高，能耗高、不适用于城市大范围的铺设。

自适应路口红绿灯能通过摄像头以及云数据来智能的调整红绿灯分配时间，以此舒缓车流量，规避拥堵。自适应调整的红绿灯只适用于城市的十字路口或多岔路口，到了雪天积雪覆盖车道线以及人行线，行人及车辆辨识难度增大。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种低功耗智能交通指示地砖。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种低功耗智能交通指示地砖。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种低功耗智能交通指示地砖，所述地砖包括加热层、位于加热层下方的发光层、及位于发光层下方的控制板，所述控制板上集成有中央控制器及NB-IoT模组，所述中央控制器与外部光照环境感知模块相连，当光照环境感知模块获取的光照强度大于或等于预设阈值时，NB-IoT模组进入低功耗模式，发光层发光，加热层不工作，当光照环境感知模块获取的光照强度小于预设阈值时，NB-IoT模组退出低功耗模式，发光层发光，加热层工作。

作为本实用新型的进一步改进，所述加热层包括透明腔体、设于透明腔体旁侧的加热板、及填充于透明腔体内的液体，所述加热板与中央控制器及电源相连，中央控制器用于控制加热板的导通或断开。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源为预铺设的线缆。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源为集成于控制板上的蓄电池。

作为本实用新型的进一步改进，所述地砖包括位于加热层和底面之间的弹性支撑单元、及位于发光层下方的电磁感应发电单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述电磁感应发电单元包括位于发光层下方的永磁体及磁力棒，所述磁力棒两端与加热板电性连接，所述磁力棒及永磁体分别安装于发光层下侧及发光层下方的底面上，地砖受力后加热层和发光层在弹性支撑单元作用下上下运动，磁力棒切割永磁体产生的磁场从而产生电流。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹性支撑单元包括固定安装于加热层下侧并贯穿发光层的连接柱、及安装于连接柱下方与底面之间的弹簧。

作为本实用新型的进一步改进，所述光照环境感知模块为光敏传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制板上还设有放大电路，所述放电电路电性连接于加热板和中央控制器之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述发光层包括电路板及安装于电路板上的若干灯珠，所述控制板固定安装于电路板下方，且与电路板电性连接，所述灯珠为单色LED灯珠或三色RGB灯珠。

本实用新型的有益效果是：

低功耗智能交通指示地砖能够根据光照亮度大小进行低功耗模式和正常模式的切换，从而对车道或人行道进行导向或警示，并且加热层能够对路面积雪进行消融；

电源选择性多样，可通过太阳能电池板发电、电磁感应发电单元自发电、或线缆接电等；

地砖成本低，无需铺设整片区域，大大降低了地砖的维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例中低功耗智能交通指示地砖的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例中低功耗智能交通指示地砖的控制原理图；

图3为本实用新型第二实施例中低功耗智能交通指示地砖的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种低功耗智能交通指示地砖，包括加热层、位于加热层下方的发光层、及位于发光层下方的控制板，控制板上集成有中央控制器及NB-IoT模组，中央控制器与外部光照环境感知模块相连，当光照环境感知模块获取的光照强度大于或等于预设阈值时，NB-IoT模组进入低功耗模式，发光层发光，加热层不工作，当光照环境感知模块获取的光照强度小于预设阈值时，NB-IoT模组退出低功耗模式，发光层发光，加热层工作。

参图1、图2所示，本实用新型第一实施例中的低功耗智能交通指示地砖，该地砖为低功耗车道地砖，其包括加热层、位于加热层下方的发光层、及位于发光层下方的控制板，还包括位于加热层和底面之间的弹性支撑单元、及位于发光层下方的电磁感应发电单元。

具体地，加热层包括透明腔体、设于透明腔体旁侧的加热板11、及填充于透明腔体内的液体12，加热板11与中央控制器及电源相连，中央控制器用于控制加热板的导通或断开。优选地，本实施例中腔体由透明钢化玻璃13围设而成，透明腔体内的液体12可采用水，加热板11贴附于透明腔体的外侧面上。

发光层包括电路板21及安装于电路板上的若干灯珠22，控制板30固定安装于电路板21下方，且与电路板21电性连接，灯珠22为单色LED灯珠。

本实施例中，光源与液体分为两层，中间使用钢化玻璃隔离，光源分为普通单色LED灯珠，单色LED灯珠选择除了红绿黄之外的颜色，主要起到导向功能，不做警示作用。

控制板30上集成有中央控制器31及NB-IoT模组32，中央控制器31与外部光照环境感知模块40相连，外部光照环境感知模块40用于获取外部的光照强度，可以选用光敏传感器等。采用无源光敏元件搭配电路能够将光照强度转化为电压值，通过中央控制器周期性的读取来确定外部的光照强度，以此来确定是否自主退出低功耗模式。

优选地，本实施例中的中央控制器31选用89C52STC控制器，NB-IoT模组32选用移远公司的BC95NB-IoT模组，在其他实施例中，中央控制器和NB-IoT模组的型号可以根据需要进行选取。

地砖的通讯依靠NB-IoT模组来实现，NB-IoT模组的通讯基础是通讯基站，现在三大运营商的基站基本覆盖了中国的人口密集区域，故NB-IoT模组可以在任何地方与云端通讯。NB-IoT模组属于5G范畴，通过基站的时分复用机制，可以大幅度降低NB-IoT功耗，地砖与云端控制中心采用单向传输(云端→地砖)。

本实施例中能够根据光照环境感知模块获取的光照强度来控制NB-IoT模组的工作模式：

当光照环境感知模块获取的光照强度大于或等于预设阈值(该预设阈值可以根据实际情况进行设定)时，NB-IoT模组进入低功耗模式，发光层发光，加热层不工作；

当光照环境感知模块获取的光照强度小于预设阈值(该预设阈值可以根据实际情况进行设定)时，NB-IoT模组退出低功耗模式，发光层发光，加热层工作。

当雪天遇到光线较弱的情况下，由于光照环境感知模块获取的光照强度较小(小于预设阈值)，此时中央控制器控制加热层工作，加热层的热量会传导至透明腔体内的液体中，通过液体的热量融化地砖上的积雪，维持地砖的可见性。

本实施例中的地砖还包括位于加热层和底面之间的弹性支撑单元、及位于发光层下方的电磁感应发电单元。

具体地，弹性支撑单元包括固定安装于加热层下侧并贯穿发光层的连接柱61、及安装于连接柱下方与底面之间的弹簧62，当车辆经过地砖时，受力后加热层和发光层在弹性支撑单元作用下上下运动。

电磁感应发电单元包括位于发光层下方的永磁体51及磁力棒52，磁力棒52两端与加热板11电性连接，磁力棒52及永磁体51分别安装于发光层下侧及发光层下方的底面上，地砖受力后加热层和发光层在弹性支撑单元作用下上下运动，磁力棒52切割永磁体51产生的磁场从而产生电流。

优选地，本实施例中的控制板30上还集成有蓄电池(未图示)和放大电路33，蓄电池用于存储电能，放电电路电性连接于加热板11和中央控制器31之间。放大电路可以为NPN型三极管，也可以为普通的运放电路，此处不再进行赘述。

应当理解的是，本实施例中采用电磁感应发电单元为蓄电池提供电能，在其他实施例中也可以通过外置的太阳能电池板为蓄电池提供电能，此时就无需电磁感应发电单元，对应的弹性支撑单元也可以省略。

结合图2所示，本实施例中的中央控制器与NB-IoT模组通过AT指令集进行数据交互，光照环境感知模块通过数模转换将光照强度转化为电压值并传输至中央控制器，中央控制器通过GPIO接口控制单色LED灯珠，另外，中央控制器通过GPIO接口与放大电路相连，并对加热板进行控制。

参图3所示，本实用新型第二实施例中的低功耗智能交通指示地砖，该地砖为低功耗人行道地砖，其包括加热层、位于加热层下方的发光层、及位于发光层下方的控制板。

发光层包括电路板21及安装于电路板上的若干灯珠22，控制板30固定安装于电路板21下方，且与电路板21电性连接，灯珠22为三色RGB灯珠。

本实施例中，光源与液体分为两层，中间使用钢化玻璃隔离，光源分为普通三色RGB灯珠，三色RGB灯珠用于对行人起警示作用。

控制板30上集成有中央控制器31及NB-IoT模组32，中央控制器31与外部光照环境感知模块40相连，外部光照环境感知模块40用于获取外部的光照强度，可以选用光敏传感器等。采用无源光敏元件搭配电路能够将光照强度转化为电压值，通过中央控制器周期性的读取来确定外部的光照强度，以此来确定是否自主退出低功耗模式。

优选地，本实施例中的中央控制器31选用STM32系列控制器，NB-IoT模组32选用移远公司的BC95NB-IoT模组，在其他实施例中，中央控制器和NB-IoT模组的型号可以根据需要进行选取。

与第一实施例相比，本实施例中未设置弹性支撑单元及电磁感应发电单元，加热板与地下预铺设的线缆(未图示)相连，直接通过线缆进行供电，对应地，本实施例中在控制板上也无需设置蓄电池，外部也无需连接太阳能电池板。

本实施例中地砖的工作原理与第一实施例中类似，此处不再进行赘述。

由以上技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：

低功耗智能交通指示地砖能够根据光照亮度大小进行低功耗模式和正常模式的切换，从而对车道或人行道进行导向或警示，并且加热层能够对路面积雪进行消融；

电源选择性多样，可通过太阳能电池板发电、电磁感应发电单元自发电、或线缆接电等；

地砖成本低，无需铺设整片区域，大大降低了地砖的维护成本。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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 (10)

1.一种低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述地砖包括加热层、位于加热层下方的发光层、及位于发光层下方的控制板，所述控制板上集成有中央控制器及NB-IoT模组，所述中央控制器与外部光照环境感知模块相连，当光照环境感知模块获取的光照强度大于或等于预设阈值时，NB-IoT模组进入低功耗模式，发光层发光，加热层不工作，当光照环境感知模块获取的光照强度小于预设阈值时，NB-IoT模组退出低功耗模式，发光层发光，加热层工作。

2.根据权利要求1所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述加热层包括透明腔体、设于透明腔体旁侧的加热板、及填充于透明腔体内的液体，所述加热板与中央控制器及电源相连，中央控制器用于控制加热板的导通或断开。

3.根据权利要求2所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述电源为预铺设的线缆。

4.根据权利要求2所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述电源为集成于控制板上的蓄电池。

5.根据权利要求1所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述地砖包括位于加热层和底面之间的弹性支撑单元、及位于发光层下方的电磁感应发电单元。

6.根据权利要求5所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述电磁感应发电单元包括位于发光层下方的永磁体及磁力棒，所述磁力棒两端与加热板电性连接，所述磁力棒及永磁体分别安装于发光层下侧及发光层下方的底面上，地砖受力后加热层和发光层在弹性支撑单元作用下上下运动，磁力棒切割永磁体产生的磁场从而产生电流。

7.根据权利要求5所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述弹性支撑单元包括固定安装于加热层下侧并贯穿发光层的连接柱、及安装于连接柱下方与底面之间的弹簧。

8.根据权利要求1所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述光照环境感知模块为光敏传感器。

9.根据权利要求1所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述控制板上还设有放大电路，所述放大电路电性连接于加热板和中央控制器之间。

10.根据权利要求1所述的低功耗智能交通指示地砖，其特征在于，所述发光层包括电路板及安装于电路板上的若干灯珠，所述控制板固定安装于电路板下方，且与电路板电性连接，所述灯珠为单色LED灯珠或三色RGB灯珠。

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