CN215814411U - 一种低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，涉及标识牌技术领域，本实用新型包括落地牌主体，所述落地牌主体上设有传感器组、扬声器、二维码、太阳能电池板以及风力发电机；落地牌主体内设置电路板和电源，电路板上集成有MCU单片机模块、升压电路、语音芯片、功率放大器、卫星定位模块以及移动通信模块；传感器组包括震动传感器、加速度位移传感器、红外传感器和/或雷达传感器；本实用新型通过设置震动传感器、加速度位移传感器，在标识牌不正常移动时，MCU单片机模块通过卫星定位模块确定位置，并通过移动通信模块将信息传输至移动接收终端，以起到智能防盗的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体的是涉及一种低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌。
背景技术
目前市场上针对线路安全保护区的检测，实际应用主要是通过传统的金属标识牌来进行视觉的引导、宣传和警示。不但功能单一，不能很好地起到预防联控的预警，同时安装施工及其繁琐，大大增加了施工和维护人员的工作量。而且每年都需要大量资金的投入更换维护，浪费资源、能源、人力和财力。
对于日益增加的安全隐患，需要通过集成新技术来加强线路保护区的安全管理。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：包括落地牌主体，所述落地牌主体上设有传感器组、扬声器、二维码、太阳能电池板以及风力发电机；所述落地牌主体内设置电路板和电源，电路板上集成有MCU单片机模块、升压电路、语音芯片、功率放大器、卫星定位模块以及移动通信模块；所述MCU单片机模块的信号输出端依次与语音芯片、功率放大器以及扬声器电连接，所述MCU单片机模块的控制端与所述升压电路电连接；所述MCU单片机模块的电源端口电连接在所述电源上，所述电源还通过升压电路分别与语音芯片和功率放大器电连接；
所述电源为可充电的蓄电池，太阳能电池板和风力发电机均与所述电源通过导线电连接；
所述传感器组包括震动传感器、加速度位移传感器、红外传感器和/或雷达传感器，震动传感器、加速度位移传感器、红外传感器和/或雷达传感器均电连接在所述MCU单片机模块的信号输入端上；
所述MCU单片机模块的串行接口与移动通信模块的发射以及接收端口电连接，所述卫星定位模块的输出端口与所述MCU单片机模块的串行接口电连接。
本实用新型的有益效果：①通过设置太阳能电池板以及风力发电机为供能系统，让能源环保耐用，且可满足户外多种复杂环境的供能；②同时其集成了红外传感器和/或者雷达传感器感应和智能语音警示系统，当有人员或野生动物靠近时可自动感应并从扬声器发出预警声音，以提示人员离开或驱赶动物离开；③其震动传感器、加速度位移传感器，在标识牌不正常移动时，震动传感器和加速度位移传感器会向MCU单片机模块发送模拟或者数字信号，MCU单片机模块通过卫星定位模块确定位置，并通过移动通信模块将信息传输至移动接收终端，以起到智能防盗的作用。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进
进一步地，所述卫星定位模块包括卫星接收天线以及与卫星接收天线电连接的北斗定位模块，所述北斗定位模块的输出端口与MCU单片机模块的串行接口电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过测量出已知位置的卫星到北斗定位模块之间的距离，再综合多颗卫星的数据就可以知道接收机的详细位置，并借助电子地图信息的支持，确定落地牌的位置信息；同时还能根据北斗定位模块提供的位置信息，当落地牌从一个地方移动到另一个地方，北斗定位模块会自动记录这段时间内落地牌移动路线速度等信息，提供给管理者分析落地牌是否被盗。
进一步地，所述北斗定位模块型号为北斗UM220-III模块。
采用上述进一步方案的有益效果是：北斗定位模块(UM220-III)具有导航和监控等功能，具备北斗和GPS双模定位模块。其功耗低、尺寸小、产品集成度高、易于应用，非常适合应用于有小尺寸要求的导航定位场合，北斗UM220-III模块的应用能够进一步降低整个电路的功耗，以起到节能的作用。
进一步地，电源上还电连接有充放电管理器，充放电管理器与太阳能电池板和风力发电机分别通过导线电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：太阳能电池板能够在日照较强的时候通过充放电管理器为电源充电，风力发电机能够在外界风力能够驱动风力发电机的轮毂转动的时候，也能够通过充放电管理器为电源充电，提高了外界能源额利用率，起到了节约电能的功能。
进一步地，所述落地牌主体包括左立柱和右立柱，左立柱与右立柱之间设置有背板，背板的左右两端分别与左立柱和右立柱可拆卸连接；
所述背板正面或者反面粘贴有微棱镜反光膜，或者，所述背板的正面和反面均粘贴有微棱镜反光膜，所述微棱镜反光膜上印刷有二维码，所述微棱镜反光膜上还印有标识图案。
采用上述进一步方案的有益效果是：其将标识图案打印在微棱镜反光膜上能够使标识图案反光性能优异，即使在幽暗环境下也能很好的起到引导和警示作用；二维码的设置也能够让行人通过手机等移动通信设备扫描该二维码获得当前落地牌所警示的内容。
进一步地，所述风力发电机固定设置在左立柱顶端，所述太阳能电池板固定设置在右立柱顶端。
采用上述进一步方案的有益效果是：风力发电机和太阳能电池板分别设置在两立柱的顶端，防止风力发电机和太阳能电池板互相干扰，已提高风力发电机和太阳能电池板各自的使用性能。
进一步地，所述左立柱、右立柱以及背板的材质均为可降解高分子复合材料。
进一步地，所述可降解高分子复合材料的成分包括：PP(聚丙烯)或者BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)、PLA(聚乳酸)或者PHA(聚羟基脂肪酸酯)或者PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)或者PCL(聚己内酯)或者PBS(聚丁二酸丁二醇酯)以及石棉或者玻璃纤维。
采用上述进一步方案的有益效果是：利用上述高分子可降解材料能够起到低碳环保作用。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是卫星定位模块的电路图；
图4是MCU单片机与移动终端的通信原理框图。
附图标记：1、左立柱；2、风力发电机；3、微棱镜反光膜；4、背板；5、太阳能电池板；6、右立柱；7、传感器组；8、二维码。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，包括落地牌主体，所述落地牌主体上设有传感器组7、扬声器、太阳能电池板5以及风力发电机2；
所述落地牌主体内设置电路板和电源，电路板上集成有MCU单片机模块、升压电路、语音芯片、功率放大器、卫星定位模块以及移动通信模块，MCU单片机模块采用型号为STC12C5A32S2的单片机。
所述传感器组7包括震动传感器、加速度位移传感器、红外传感器和/或者雷达传感器，震动传感器、加速度位移传感器、红外传感器和/或者雷达传感器均电连接在所述MCU单片机模块的信号输入端上；
所述MCU单片机模块的串行接口与移动通信模块的发射以及接收端口电连接，所述卫星定位模块的输出端口与所述MCU单片机模块的串行接口电连接。
通过传感器组7来检测周围环境参数，当有人进入感应区域内时，传感器将信号传递给MCU单片机模块，MCU单片机模块开始检测电源电压，并根据检测的电源电压和预设的电压阈值来选择是否进入休眠状态；升压电路通电后可为语音芯片、功率放大器和扬声器提供电能，MCU单片机模块在正常工作时将信号传递给语音芯片，功率放大器将语音芯片上的信号进行放大以驱动扬声器发出声音，整个使用过程方便，且无需人为进行调节。
人体在探测区域走动时，会造成红外辐射能量的变化，红外传感器可将其转换为相应的电信号，并传递给MCU单片机模块进行处理；在探测区域内，如遇到活动目标，回波频率与发射波频率出现频率差，根据频率差的大小，雷达传感器可探测出目标与雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲与接收的时间差，可探测数目标距离，并将信息传递给MCU单片机模块集中处理；同时，还可综合红外传感器和雷达传感器的优点，从而提高对外界环境的检测精度。
落地牌被人为破坏，震动传感器被触发，MCU单片机模块启动加速度位移传感器，判断是否产生位移，如果没有位移，MCU单片机模块继续进入休眠。如果检测到有位移，MCU单片机模块启动卫星定位模块，并将定位信息存储至MCU单片机模块自带的存储器中，当定位信息数据量比较大的时候可外接储存器，同时通过移动通信模块发送定位信息至无线通信终端，最终由无线通信终端将定位信息传送至互联网平台，可起智能防盗作用。
具体地，所述卫星定位模块包括卫星接收天线以及与卫星接收天线电连接的北斗定位模块，所述北斗定位模块的输出端口与MCU单片机模块的串行接口电连接；其中北斗定位模块型号为北斗UM220-III模块。
如图3所示，该电路由UM220-Ⅲ定位芯片组成。该芯片具有体积小、定位精度高的特点，能够精确定位落地牌的位置。定位芯片UM220-Ⅲ的供电电压VCC1为3.3V，采用北斗/GPS双模天线，该北斗导航定位模块的最小系统包括两个串口：5脚与6脚组成的串口1，串口1可通过电平转换电路连接到PC机的USB接口，用户可通过PC机观测此时北斗模块定位的信息数据；RX与TX引脚构成的串口2，串口2用于与单片机进行通信，用来发送或接收信号，北斗导航定位模块电路通过TX端口向单片机实时发送落地牌当前的定位信息。T表示北斗导航定位芯片的卫星接收天线。
具体地，MCU单片机模块的信号输出端依次与语音芯片、功率放大器以及扬声器电连接，所述MCU单片机模块的控制端与所述升压电路电连接；所述MCU单片机模块的电源端口电连接在所述电源上，所述电源还通过升压电路分别与语音芯片和功率放大器电连接，所述语音芯片还电连接有储存器。
如图4所示，移动通信模块采用GSM通信模块，其型号选用TC35；
GSM(GlobalSystemforMobilecommunication)系统是目前基于时分多址技术的移动通信体制中，比较成熟完善，且应用最广泛的一种系统。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式。基于GSM的短信信息服务，是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上存储和转寄的过程。由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，因此不需再组建专用通信网络，具有实时传输数据功能的短信，利用短信息业务实现数据的自动双向传递。
MCU单片机控制数据从存储器转存入MCU单片机模块自带的E2PROM(电可擦可编程只读存储器)中；MCU单片机负责将数据从E2PROM中读出，并经GSM通信模块借助GSM网络将数据发送至手机中，最终由手机通过手机APP传输至互联网平台。MCU单片机不仅控制数据的发送，也控制数据的接收。E2PROM是数据临时存储和上传的中转站。手机负责将接收到的数据存放到互联网云平台的数据库中，以供查询。当手机端需要向GSM通信模块发送控制命令时，GSM通信模块接收过程正好与上述过程相反，从而实现数据的自动双向传递。
储存器的设置，能够让落地牌根据应用场景，向储存器中提前录入对应的播放内容，之后由语音芯片根据需要进行调取，避免了播放内容单一以及人工去调节播放内容和时间。
需要说明的是，上述MCU单片机模块与升压电路之间的交互过程是现有技术，例如申请号为200710026823.1的专利中，说明书中发明内容已公开了MCU单片机模块与及电压元件之间的交互过程，再例如申请号为201922449560.6的专利中也公开了控制单元与升压单元之间的交互过程。
所述电源为可充电的蓄电池，太阳能电池板5和风力发电机2均与电源通过导线电连接。其中，蓄电池为磷酸铁锂电池、三元锂电池、钴酸锂电池中的任意一种。
可根据用户的需要，采用对应规格的电池，进而满足市场需求。电池选型的材料参数对比如下表：
分别列举三个案例，性能参数如下表：
电源上还电连接有充放电管理器，充放电管理器与太阳能电池板5和风力发电机2分别通过导线电连接。
太阳能电池板5能够在日照较强的时候通过充放电管理器为电源充电，风力发电机2能够在外界风力能够驱动风力发电机2的轮毂转动的时候，也能够通过充放电管理器为电源充电，提高了外界能源额利用率，起到了节约电能的功能。
在具体实施时，太阳能自供电，有光照充电3天，无光照可工作20天；每天平均播报次数不低于50次；满足南北方使用环境；语音播报内容可修改；检测距离可调整；使用寿命8年。其，风力发电机2可选用如下型号：
风力发电机2的型号以及其参数介绍：
实施例二
如图2所示，落地牌主体包括左立柱1和右立柱6，左立柱1与右立柱6之间设置有背板4，背板4的左右两端分别与左立柱1和右立柱6可拆卸连接；左立柱1从上至下依次上套设有上固定块和下固定块，上固定块下端设置有能够嵌入背板4的槽，下固定块上端设置有能够嵌入背板4的槽，同时右立柱6从上至下依次上套设有上固定块和下固定块，左立柱1上的上固定块与右立柱6上的上固定块相对设置，左立柱1上的下固定块与右立柱6上的下固定块相对设置，安装的时候，背板4上方的左右两角分别嵌入两个上固定块上的槽中，背板4下方的左右两角分别嵌入两个下固定块的槽中，最后将上固定块和下固定块位置固定，完成背板4的安装。
落地牌在安装的时候，先在预定安装地点打上两个能够分别将左立柱1和右立柱6插入的安装坑道，插入左立柱1和右立柱6后，将土壤填入安装坑道中并夯实，整个安装过程方便、快捷。
所述背板4正面或者反面粘贴有微棱镜反光膜3，或者，所述背板4的正面和反面均粘贴有微棱镜反光膜3，所述微棱镜反光膜3上印刷有二维码8，所述微棱镜反光膜3上还印有标识图案。
其将标识图案打印在微棱镜反光膜3上能够使标识图案反光性能优异，即使在幽暗环境下也能很好的起到引导和警示作用；二维码8的设置也能够让行人通过手机等移动通信设备扫描该二维码8获得当前落地牌所警示的内容。
所述风力发电机2固定设置在左立柱1顶端，所述太阳能电池板5固定设置在右立柱6顶端。
风力发电机2和太阳能电池板5分别设置在两立柱的顶端，防止风力发电机2和太阳能电池板5互相干扰，已提高风力发电机2和太阳能电池板5各自的使用性能。
所述左立柱1、右立柱6以及背板4的材质均为可降解高分子复合材料。
所述可降解高分子复合材料的成分包括：PP(聚丙烯)或者BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)、PLA(聚乳酸)或者PHA(聚羟基脂肪酸酯)或者PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)或者PCL(聚己内酯)或者PBS(聚丁二酸丁二醇酯)以及石棉或者玻璃纤维。
需要说明的是，上述PP(聚丙烯)、BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)、PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基脂肪酸酯)、PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)、PCL(聚己内酯)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、石棉以及玻璃纤维材料均为现有技术中公开的物质。申请号为CN200480004629.8的专利中，说明书中发明内容已公开了聚丙烯共聚物、含有该聚丙烯共聚物的组合物以及生产该聚丙烯共聚物的方法；申请号为CN200710142943.8的专利中，说明书中发明内容已公开了BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)的组分及其制备方法；申请号为CN201310042190.9的专利中，说明书中发明内容已公开了PLA(聚乳酸)的组分及其制备方法；申请号为CN202010358326.7的专利中，说明书中发明内容已公开了PHA(聚羟基脂肪酸酯)的制备方法；申请号为CN201280041694.2的专利中，说明书中发明内容已公开了PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)的组分及其制备方法；申请号为CN201210566523.3的专利中，说明书中发明内容已公开了PCL(聚己内酯)的组分及其制备方法；申请号为CN201210237694.1的专利中，说明书中发明内容已公开了PBS(聚丁二酸丁二醇酯)的其制备方法；申请号为CN201010562404.1的专利中，说明书中发明内容已公开了PBS(聚丁二酸丁二醇酯)的组分及其制备方法；其中石棉亦称“石棉纤维”，为可分裂成富有弹性纤维丝的某些硅酸盐矿物的总称。化学式：3MgO·2SiO2·2H2O，呈纤维状，绿黄色或白色，分裂成絮时呈白色，丝绢光泽，纤维富有弹性，石棉具耐酸、耐碱和耐热性能，又是热和电的不良导体，市面上均能够买到的，并且百度百科也对石棉有详细的介绍；申请号为CN201880038357.5的专利中，说明书中发明内容已公开了玻璃纤维的组分及其制备方法；因此，本实用新型并不涉及对材质以及其制备方法的改进。
Claims (8)
1.一种低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：包括落地牌主体，所述落地牌主体上设有传感器组(7)、扬声器、太阳能电池板(5)以及风力发电机(2)；所述落地牌主体内设置电路板和电源，电路板上集成有MCU单片机模块、升压电路、语音芯片、功率放大器、卫星定位模块以及移动通信模块；所述MCU单片机模块的信号输出端依次通过语音芯片以及功率放大器与扬声器电连接，所述MCU单片机模块的控制端与所述升压电路电连接；所述MCU单片机模块的电源端口电连接在所述电源上，所述电源还通过升压电路分别与语音芯片和功率放大器电连接；
所述电源为可充电的蓄电池，太阳能电池板(5)和风力发电机(2)均与所述电源通过导线电连接；
所述传感器组(7)包括震动传感器、加速度位移传感器、红外传感器和/或雷达传感器，震动传感器、加速度位移传感器、红外传感器和/或雷达传感器均电连接在所述MCU单片机模块的信号输入端上；
所述MCU单片机模块的串行接口与移动通信模块的发射以及接收端口电连接，所述卫星定位模块的输出端口与所述MCU单片机模块的串行接口电连接。
2.根据权利要求1所述的低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：所述卫星定位模块包括卫星接收天线和北斗定位模块，所述北斗定位模块的输入端与卫星接收天线电连接，所述北斗定位模块的输出端口与MCU单片机模块的串行接口电连接。
3.根据权利要求2所述的低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：所述北斗定位模块型号为北斗UM220-III模块。
4.根据权利要求1所述的低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：所述电源上还电连接有充放电管理器，充放电管理器与太阳能电池板(5)以及风力发电机(2)分别通过导线电连接。
5.根据权利要求1所述的低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：所述落地牌主体包括左立柱(1)和右立柱(6)，左立柱(1)与右立柱(6)之间设置有背板(4)，背板(4)的左右两端分别与左立柱(1)和右立柱(6)可拆卸连接；
所述背板(4)正面和/或反面粘贴有微棱镜反光膜(3)，所述微棱镜反光膜(3)上印刷有二维码(8)，所述微棱镜反光膜(3)上还印有标识图案。
6.根据权利要求5所述的低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：所述风力发电机(2)固定设置在左立柱(1)顶端，所述太阳能电池板(5)固定设置在右立柱(6)顶端。
7.根据权利要求5所述的低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：所述左立柱(1)、右立柱(6)以及背板(4)的材质均为可降解高分子复合材料。
8.根据权利要求7所述的低碳环保智能安全防控预警高分子落地牌，其特征在于：所述可降解高分子复合材料的成分包括：PP(聚丙烯)或者BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)、PLA(聚乳酸)或者PHA(聚羟基脂肪酸酯)或者PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)或者PCL(聚己内酯)或者PBS(聚丁二酸丁二醇酯)以及石棉或者玻璃纤维。
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