CN219621636U - 一种智能限速牌 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能限速牌，包括限速牌本体和主控组件，限速牌本体内设有蓄电池模块，限速牌本体上设有太阳能充电模块和通讯天线，太阳能充电模块与蓄电池模块连接，太阳能充电模块和蓄电池模块分别与主控组件连接；主控组件包块设置在限速牌本体内的主控器、电池监控模块、GPS模块和GSM短信报警模块；GPS模块和GSM短信报警模块分别与通讯天线连接；主控器分别与电池监控模块、GPS模块和GSM短信报警模块连接，电池监控模块与蓄电池模块连接。本实用新型能够实现蓄电池电量过低的自动报警功能，提高维修及时性，保障电子限速牌的正常使用，提高电子限速牌的实用性。

Description

一种智能限速牌

技术领域

本实用新型涉及交通指示牌技术领域，尤其涉及一种智能限速牌。

背景技术

电子限速牌主要放在路边测量来车速度并显示车速，以对经过的车辆进行限速和超速提示。目前的电子限速牌的蓄电池是通过太阳能充电模块进行充电的。但在漫长的冬季或长期的恶劣天气或阴天的情况下其太阳能匮乏，导致不能为蓄电池进行充电处理，导致蓄电池不能持续为电子限速牌供电，使电子限速牌停止工作。此时就需要维修替换蓄电池以保证电子限速牌在上述情况下继续保持工作。

然而目前针对上述情况，大多数是通过工作人员定期去检查相应地方的电子限速牌是否停电工作，若停电工作则需维修替换该电子限速牌的蓄电池；或路人发现到相应地方的电子限速牌停电工作而通知相应工作人员进行维修替换蓄电池。但上述方式的维修及时性较低，导致电子限速牌可能存在较长时间停止工作，从而可能会提高交通事故率，大大降低了电子限速牌的实用性。

另外，目前的电子限速牌的整机功率较高，不利于蓄电池的长时间使用，实用性较低，而且功能较为单一。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种智能限速牌，能够实现蓄电池电量过低的自动报警功能，提高维修及时性，保障电子限速牌的正常使用，提高电子限速牌的实用性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能限速牌，包括限速牌本体和主控组件，限速牌本体内设有蓄电池模块，限速牌本体上设有太阳能充电模块和通讯天线，太阳能充电模块与蓄电池模块连接，太阳能充电模块和蓄电池模块分别与主控组件连接；主控组件包块设置在限速牌本体内的主控器、电池监控模块、GPS模块和GSM短信报警模块；GPS模块和GSM短信报警模块分别与通讯天线连接；主控器分别与电池监控模块、GPS模块和GSM短信报警模块连接，电池监控模块与蓄电池模块连接。

作为上述方案的改进，限速牌本体内还设有电压过低保护模块，电压过低保护模块的输入端与蓄电池模块连接，电压过低保护模块的输出端与主控组件连接；电压过低保护模块用于根据蓄电池模块的输入电压来控制其输出端的工作状态。

作为上述方案的改进，电压过低保护模块包括迟滞比较器，迟滞比较器的两个输入端分别与预设电压和输入电压连接，迟滞比较器的输出端与主控组件连接。

作为上述方案的改进，主控组件还包括设置在限速牌本体上的电子测速模块和显示装置，电子测速模块和显示装置分别与主控器连接；电子测速模块用于检测车辆的测速信号并发送给主控器，主控器用于根据测速信号控制显示装置的工作状态。

作为上述方案的改进，主控组件还包括设置在限速牌本体上的光强传感器和设置在限速牌本体内的恒流驱动模块；光强传感器用于采集环境的光强信号并发送给主控器，主控器用于根据光强信号控制恒流驱动模块工作，恒流驱动模块用于调整显示装置的亮度状态。

作为上述方案的改进，太阳能充电模块包括设置在限速牌本体上的太阳能电池板和设置在限速牌本体内的MPPT太阳能控制器，MPPT太阳能控制器的输入端与太阳能电池板连接，MPPT太阳能控制器的输出端分别与蓄电池模块和主控组件连接。

作为上述方案的改进，主控组件还包括设置在限速牌本体内的4G通讯模块、蓝牙模块和数据存储模块，4G通讯模块、蓝牙模块和数据存储模块分别与主控器连接，4G通讯模块和蓝牙模块分别与通讯天线连接。

作为上述方案的改进，主控组件还包括设置在限速牌本体内的LORA模块，LORA模块分别与主控器和通讯天线连接。

作为上述方案的改进，主控组件还包括设置在限速牌本体内的开关模块,开关模块分别与主控器和显示装置连接，开关模块用于控制显示装置的供电回路的通断。

作为上述方案的改进，显示装置包括车速显示模块和指示灯模块。

实施本实用新型，具有如下有益效果；

本实用新型的智能限速牌，能够在蓄电池电量过低的情况下，通过GSM短信报警模块发出报警信号及相应的定位信息给对应的工作人员的手机处，以实现自动报警功能并便于工作人员快速确定报警位置，从而提高维修及时性，保障电子限速牌的正常使用，有效降低交通事故率，进而大大提高电子限速牌的实用性。

另外，本实用新型还能降低整机功耗，提高蓄电池电量的使用周期，从而提高智能限速牌的工作周期，而且功能多样，以进一步提高电子限速牌的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的智能限速牌的第一实施例的原理框图；

图2是本实用新型的智能限速牌的第一实施例的结构示意图；

图3是图1的主控组件的结构框图；

图4是图1的显示装置的原理框图；

图5是图1的主控组件及开关模块的原理框图；

图6是图1的太阳能充电模块的原理框图；

图7是本实用新型的智能限速牌的第二实施例的原理框图；

图8是本实用新型的智能限速牌的第三实施例的原理框图；

图9是本实用新型的智能限速牌的第三实施例的结构示意图；

图10是本实用新型的智能限速牌的第四实施例的原理框图；

图11是本实用新型的智能限速牌的第五实施例的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1-2所示，图1和图2是本实用新型的一种智能限速牌的第一实施例，包括限速牌本体1和主控组件2，限速牌本体1内设有蓄电池模块3，限速牌本体1上设有太阳能充电模块4和通讯天线5，太阳能充电模块4与蓄电池模块3连接。太阳能充电模块4和蓄电池模块3分别与主控组件2连接，以为主控组件2中各个电子装置供电。主控组件2包块设置在限速牌本体1内的主控器6、电池监控模块7、GPS模块8和GSM短信报警模块9。GPS模块8和GSM短信报警模块9分别与通讯天线5连接；主控器6分别与电池监控模块7、GPS模块8和GSM短信报警模块9连接，电池监控模块7与蓄电池模块3连接。

需要说明的是，通过设置的电池监控模块7可监测蓄电池模块3的电池电压、电流和电池电量等信息并发送给主控器6；通过设置的GPS模块8可对限速牌本体1进行定位并发送定位信息给主控器6；主控器6将接收到电池电量与预设报警电量进行比较，若电池电量低于预设报警电量时，主控器6通过GSM短信报警模块9以短信的形式将报警信号及相应的定位信息发送给对应的工作人员的手机处，以实现自动报警功能并便于工作人员快速确定报警位置，从而提高维修及时性，保障电子限速牌的正常使用，有效降低交通事故率，进而大大提高电子限速牌的实用性。其次，主控器6通过电池监控模块7检测到蓄电池模块3充电或放电异常时，也可通过GSM短信报警模块9实现自动报警功能。

优选地，电池监控模块7的芯片型号优选为AN49503A，但不限于此。

具体地，如图3所示，主控组件2还包括设置在限速牌本体1上的电子测速模块10和显示装置11，电子测速模块10和显示装置11分别与主控器6连接；电子测速模块10用于检测车辆的测速信号并发送给主控器6，主控器6用于根据测速信号控制显示装置11的工作状态。

需要说明的是，显示装置11用于显示经过的车辆的车速情况，以便于用户观察并起到车速警示或提示作用。设置的主控器6可根据电子测速模块10的测速信号控制显示装置11的工作状态。如主控器6接收到测速信号时，即表明有车辆经过，主控器6将控制显示装置11工作；反之，主控器6没有接收到测速信号时，即表明没有车辆经过，主控器6控制显示装置11不工作，以降低显示装置11的功耗及整机功耗，提高蓄电池电量的使用周期，从而提高智能限速牌的工作周期，进而提高电子限速牌的实用性，利于智能限速牌的推广及使用。

如图4所示，本实施例的显示装置11包括车速显示模块12和指示灯模块13。车速显示模块12设置在限速牌本体1的正面下部，指示灯模块13设置在限速牌本体1的正面的上部两侧，车速显示模块12和指示灯模块13之间设有限速信息区域14，如设置限速数值。车速显示模块12用于以数字形式显示车速速度并可根据车速情况显示不同颜色的数字。如绿色数字表示车速正常，黄色数字表示快要超速，红色数字表示已经超速。指示灯模块13用于起到提示来车慢行作用，其显示模式和颜色可根据实际需求进行设置，在此不作限制。其中，车速显示模块12包括两位LED数码管，指示灯模块13包括LED指示灯。

优选地，如图5所示，主控组件2还包括设置在限速牌本体1内的开关模块15,开关模块15分别与主控器6和显示装置11连接，开关模块15用于控制显示装置11的供电回路的通断。当无车辆经过时，主控器6控制开关模块15断开，以切断显示装置11的供电回路，使显示装置11断电而处于不工作状态，以降低显示装置11的功耗及整机功耗，从而提高蓄电池模块3的使用周期，进而提高智能限速牌的实用性。

需要说明的是，本实施例的开关模块15为开关管。其中，开关管包括三极管或MOS管或IGBT，但不限于此，还可选择其他具有开关功能的器件。

优选地，如图2所示，本实施例的电子测速模块10设置在车速显示模块12上并位于LED数码管的显示空闲位置处，不会影响车速显示模块12显示车速数字。电子测速模块10的设置位置不限于此，还可设置在限速牌本体1的其他位置上，只需满足实现上述的车辆测速功能即可。电子测速模块10包括测速雷达，但不限于此，还可选用其他具有车辆测速功能的装置。

如图6所示，太阳能充电模块4包括设置在限速牌本体1上的太阳能电池板16和设置在限速牌本体1内的MPPT太阳能控制器17，MPPT太阳能控制器17的输入端与太阳能电池板16连接，MPPT太阳能控制器17的输出端分别与蓄电池模块3和主控组件2连接。有太阳光时，MPPT太阳能控制器17一方面给蓄电池模块3充电，另一方面给主控组件2中的各个电子装置供电；无阳光时，由蓄电池模块3为主控组件2中的各个电子装置供电。其次，设置的MPPT太阳能控制器17在输入电压低于蓄电池模块3的电池电压时将自动进入休眠模式，期间功耗低；当输入电压高于蓄电池模块3的电池电压时，MPPT太阳能控制器17将自动唤醒并对蓄电池模块3进行充电操作并充满自停。

需要说明的是，MPPT太阳能控制器17为现有技术，在此对其工作原理不再赘述。MPPT太阳能控制器17中的芯片型号优选为bq24650。

如图7所示，图7是本实用新型的一种智能限速牌的第二实施例，与图1-6所示的第一实施例不同的是，本实施例的限速牌本体1内还设有电压过低保护模块18，电压过低保护模块18的输入端与蓄电池模块3连接，电压过低保护模块18的输出端与主控组件2连接；电压过低保护模块18用于根据蓄电池模块3的输入电压来控制其输出端的工作状态。当蓄电池模块3的输入电压过低时，电压过低保护模块18将控制其输出端停止供电给主控组件2中的各个电子装置，使主控组件2整机休眠或停止工作；反之，电压过低保护模块18将控制其输出端供电给主控组件2中的各个电子装置，使主控组件2整机正常工作。通过上述方式可避免蓄电池模块3因过放而影响其使用寿命，从而有效保护蓄电池模块3的使用寿命。

其中，电压过低保护模块18包括迟滞比较器19，迟滞比较器19的两个输入端分别与预设电压和输入电压连接，迟滞比较器19的输出端分别与主控组件2连接。当蓄电池模块3的输入电压低于预设电压时，迟滞比较器19的输出端将停止输出供电电压给主控组件2，即不再为主控组件2中的各个电子装置供电，主控组件2整机休眠或停止工作；反之，迟滞比较器19控制其输出端输出供电电压给主控组件2中的各个电子装置，使主控组件2整机正常工作。通过上述方式可避免蓄电池模块3因过放而影响其使用寿命，从而有效保护蓄电池模块3的使用寿命。其次，迟滞比较器及其配套的外围电路为现有技术，在此不再详细赘述其工作原理。

需要说明的是，电压过低保护模块18对主控组件2进行断电操作之前，主控器6根据电池监控模块7将检测到蓄电池电量低于预设报警电量，主控器6会通过GSM短信报警模块9发出报警信号及相应的定位信息给对应的工作人员的手机处，以保证实现自动报警功能，保证蓄电池的维修及时性；然后电压过低保护模块18才会检测到经进一步消耗的蓄电池的输入电压低于预设电压，并控制停止对主控组件2进行供电，即停电操作，以避免蓄电池模块3因过放而影响其使用寿命，从而有效保护蓄电池模块3的使用寿命。上述方式既实现了自动报警功能，又能有效保护蓄电池模块3的使用寿命，功能多样，可进一步提高电子限速牌的实用性和功能多样性。

如图8-9所示，图8和图9是本实用新型的一种智能限速牌的第三实施例，与图7所示的第二实施例不同的是，本实施例的主控组件2还包括设置在限速牌本体1上的光强传感器20和设置在限速牌本体1内的恒流驱动模块21。

光强传感器20用于采集环境的光强信号并发送给主控器6，主控器6用于根据光强信号控制恒流驱动模块21工作，恒流驱动模块21用于调整显示装置11的亮度状态，以使显示装置11的亮度随环境光而调整，可提高用户的观感舒适度，而且可降低显示装置11的功耗和整机功耗，使蓄电池模块3的电量使用周期长，以提高智能限速牌的工作周期，从而进一步提高智能限速牌的实用性和功能多样性，更利于智能限速牌的推广及使用。

优选地，光强传感器20设置在车速显示模块12上并位于LED数码管的显示空闲位置处，不会影响车速显示模块12显示车速数字。光强传感器20的设置位置不限于此，还可设置在限速牌本体1的正面的其他位置上。

需要说明的是，恒流驱动模块21的芯片型号优选为5034gp-b，但不限于此。

如图10所示，图10是本实用新型的一种智能限速牌的第四实施例，与图8-9所示的第三实施例不同的是，本实施例的主控组件2还包括设置在限速牌本体1内的4G通讯模块22、蓝牙模块23和数据存储模块24。4G通讯模块22、蓝牙模块23和数据存储模块24分别与主控器6连接，4G通讯模块22和蓝牙模块23分别与通讯天线5连接。

需要说明的是，设置的数据存储模块24用于存储测速信息，各项系统参数、显示装置11的显示模式信息、蓄电池的电池信息和存储整机运行信息等。设置的蓝牙模块23用于智能限速牌整机现场维修的无线通讯连接设备，如现场维修时，工作人员的终端设备可通过蓝牙模块23与主控器6连接，以获得相应的信息，便于工作人员的维修处理。主控器6可通过定时器的定时作用控制4G通讯模块22定时开启工作，以定时将数据存储器中的测速信息和其他信息发送给服务器中，以便于工作人员进行处理。由于4G通讯模块22定时开启，其余时间关闭，可降低4G通讯模块22的功耗和整机功耗，使蓄电池模块3的电量使用周期长，以提高智能限速牌的工作周期，从而大大提高智能限速牌的实用性和功能多样性，进而利于智能限速牌的推广及使用。

如图11所示，图11是本实用新型的一种智能限速牌的第五实施例，与图10所示的第四实施例不同的是，本实施例的主控组件2还包括设置在限速牌本体1内的LORA模块25，LORA模块25分别与主控器6和通讯天线5连接。

智能限速牌可通过LORA模块25在一定区域中与其他智能限速牌进行通讯连接。如主路的智能限速牌与从路的智能限速牌通过LORA模块25进行来车情况互通，以提示前面的路段为从路汇入主路的路段，各方车辆需要减速慢行避让来车等。具体地，当两个智能限速牌中的电子测速模块10检测到有来车时，两个智能限速牌中的主控器6都通过LORA模块25相互发出来车信号给对方，主控器6根据自身的来车情况及接收到的来车信号控制指示灯模块13显示黄色闪烁，以起到上述提示作用，降低交通事故率，大大提高电子限速牌的实用性和功能多样性。

需要说明的是，上述实施例中的主控器6包括主控芯片，所述主控芯片的芯片型号优选为具有硬件逻辑判断功能和定时器功能的GD32F107RCT6，但不限于此，主控器6还可以选择其他具有硬件逻辑判断(如比较器)功能和定时器功能的主控芯片，或主控器6还可选择常规主控芯片及与其配套的定时器和硬件逻辑判断功能的外围电路。另外，通讯天线5为多合一天线。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种智能限速牌，其特征在于，包括限速牌本体和主控组件，所述限速牌本体内设有蓄电池模块，所述限速牌本体上设有太阳能充电模块和通讯天线，所述太阳能充电模块与所述蓄电池模块连接，所述太阳能充电模块和所述蓄电池模块分别与所述主控组件连接；

所述主控组件包块设置在所述限速牌本体内的主控器、电池监控模块、GPS模块和GSM短信报警模块；

所述GPS模块和所述GSM短信报警模块分别与所述通讯天线连接；

所述主控器分别与所述电池监控模块、GPS模块和GSM短信报警模块连接，所述电池监控模块与所述蓄电池模块连接。

2.根据权利要求1所述的智能限速牌，其特征在于，所述限速牌本体内还设有电压过低保护模块，所述电压过低保护模块的输入端与所述蓄电池模块连接，所述电压过低保护模块的输出端与所述主控组件连接；

所述电压过低保护模块用于根据所述蓄电池模块的输入电压来控制其输出端的工作状态。

3.根据权利要求2所述的智能限速牌，其特征在于，所述电压过低保护模块包括迟滞比较器，所述迟滞比较器的两个输入端分别与预设电压和所述输入电压连接，所述迟滞比较器的输出端与所述主控组件连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的智能限速牌，其特征在于，所述主控组件还包括设置在所述限速牌本体上的电子测速模块和显示装置，所述电子测速模块和显示装置分别与所述主控器连接；

所述电子测速模块用于检测车辆的测速信号并发送给所述主控器，所述主控器用于根据所述测速信号控制所述显示装置的工作状态。

5.根据权利要求4所述的智能限速牌，其特征在于，所述主控组件还包括设置在所述限速牌本体上的光强传感器和设置在所述限速牌本体内的恒流驱动模块；

所述光强传感器用于采集环境的光强信号并发送给所述主控器，所述主控器用于根据所述光强信号控制所述恒流驱动模块工作，所述恒流驱动模块用于调整所述显示装置的亮度状态。

6.根据权利要求1-3任一项所述的智能限速牌，其特征在于，所述太阳能充电模块包括设置在所述限速牌本体上的太阳能电池板和设置在所述限速牌本体内的MPPT太阳能控制器，所述MPPT太阳能控制器的输入端与所述太阳能电池板连接，所述MPPT太阳能控制器的输出端分别与所述蓄电池模块和所述主控组件连接。

7.根据权利要求1-3任一项所述的智能限速牌，其特征在于，所述主控组件还包括设置在所述限速牌本体内的4G通讯模块、蓝牙模块和数据存储模块，所述4G通讯模块、所述蓝牙模块和数据存储模块分别与所述主控器连接，所述4G通讯模块和所述蓝牙模块分别与所述通讯天线连接。

8.根据权利要求1-3任一项所述的智能限速牌，其特征在于，所述主控组件还包括设置在所述限速牌本体内的LORA模块，所述LORA模块分别与所述主控器和所述通讯天线连接。

9.根据权利要求4所述的智能限速牌，其特征在于，所述主控组件还包括设置在所述限速牌本体内的开关模块,所述开关模块分别与所述主控器和所述显示装置连接，所述开关模块用于控制所述显示装置的供电回路的通断。

10.根据权利要求9所述的智能限速牌，其特征在于，所述显示装置包括车速显示模块和指示灯模块。