CN203192349U - 安全节能户外广告牌 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种安全节能户外广告牌。包括广告牌和固定支架，还包括太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)、能量储存模块(3)、倾角检测模块(4)、红外探测模块(5)、LED照明装置(6)、微控制器(7)、声光报警模块(8)和射频模块(9)；所述的太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)以并联方式连接在能量储存模块(3)输入端；所述的能量储存模块(3)与其他电路模块连接，为其他电路模块提供电能；所述的倾角检测模块(4)，与微控制器(7)的ADC接口连接；所述的微控制器(7)分别与红外探测模块(5)、射频模块(9)、声光报警模块(8)相连。相对于传统广告牌，具有无需挖沟布线，安装方便；无需高压输电线路，安全性高；可再生能源，环保无污染，运行成本低；安全可靠等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种户外广告牌，具体来说是，一种可防倾倒预警、防盗报警、自供电的户外广告牌。
背景技术
高速公路、河流航道以及城市主干道两侧树立的大型广告牌越来越多，为提高广告效果，此类广告牌目前多采用有线供电方式，因为挖沟布线等因素导致成本过高，后期维护成本过高。
同时为提高广告效果，大型户外广告牌通常安装在较高的位置，受风雨侵蚀，广告牌倒坍事故时有发生，甚至会危及附近人员、建筑物的安全。
户外广告牌安装在野外，管理难度较大，经常有不法分子偷盗广告牌照明装置、金属支架等物，给公共安全带来了严重的危害。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对上述现有技术存在的不足，提供一种可防倾倒预警、防盗报警、自供电的户外广告牌。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种安全节能户外广告牌，包括广告牌和固定支架，还包括太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)、能量储存模块(3)、倾角检测模块(4)、红外探测模块(5)、LED照明装置(6)、微控制器(7)、声光报警模块(8)和射频模块(9)；所述的太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)以并联方式连接在能量储存模块(3)输入端；所述的能量储存模块(3)与其他电路模块连接，为其他电路模块提供电能；所述的倾角检测模块(4)，与微控制器(7)的ADC接口连接；所述的微控制器(7)分别与红外探测模块(5)、射频模块(9)、声光报警模块(8)相连。
作为本方案的进一步优化，所述的LED照明装置，包括LED照明灯和照明控制电路，LED照明灯安装于广告牌四周，其安装角度以LED照明灯发出的光线使得广告牌上的广告内容尽可能清晰为宜。所述的微控制器与LED照明装置的照明控制电路相连。
作为本方案的进一步优化，所述的太阳能发电装置，包括一个二自由度的支架，太阳能电池板固定在支架上方，该支架的一个自由度用于调整太阳能电池板与垂直方向的夹角，另一个自由度用于控制支架水平旋转，两自由度均由电机控制，通过微控制器程序驱动共同调节太阳能电池板的朝向，使得太阳能电池板始终保持在最易于接收太阳光照射的角度。
作为本方案的进一步优化，所述的能量存储模块包括蓄电池、充电保护单元和电源管理单元。所述的充电保护单元可防止过充而损坏蓄电池，还可以防止蓄电池反冲电，而损坏发电装置。
本实用新型与现有技术相比，具有如下特征：
1、安装方便，无需挖沟布线，节省施工费用；无高压输电线路，安全性高。
2、使用绿色可再生能源，环保无污染，节省电费开支，运行成本低。
3、可对广告牌倒坍事故进行预警，保护附近人员、建筑物的安全。
4、可防盗报警，防止不法分子偷盗广告牌照明装置、金属支架等物。
附图说明
图1为安全节能的户外广告牌结构示意图。
图2为发电装置和储能模块连接关系示意图。
图3为二自由度的支架正面视图。
图4为二自由度的支架侧面视图。
图5为充电保护电路结构示意图。
图6为红外探测模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，一种安全节能户外广告牌，包括广告牌和固定支架，其特征在于，还包括太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)、能量储存模块(3)、倾角检测模块(4)、红外探测模块(5)、LED照明装置(6)、微控制器(7)、声光报警模块(8)和射频模块(9)；所述的太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)以并联方式连接在能量储存模块(3)输入端；所述的能量储存模块(3)与其他电路模块连接，为其他电路模块提供电能；所述的倾角检测模块(4)，与微控制器(7)的ADC接口连接，用于采集并预处理倾角传感器数据，并将处理后的传感器数据送往微控制器；所述的微控制器(7)分别与红外探测模块(5)、射频模块(9)、声光报警模块(8)相连。
风力发电装置、太阳能发电装置分别将风能和太阳能转化为电能，供LED照明装置和其他电路单元使用。
如图2所示，太阳能发电装置、风能发电装置以并联方式连接在能量储存模块输入端。所述的能量储存模块与LED照明装置和其他电路模块连接，为它们提供电能。
所述的风能发电装置，由风轮机构、风能发电机、整流稳压电路构成。所述的风能发电装置可以为一个到多个，有利于在保证同等供电功率的情况下，减少风轮机构的尺寸大小，从而减少部署的困难。风轮机构安装在广告牌的顶端，可减少广告牌等其他物体对风的阻挡。所述的风轮机构与风能发电机相连，风轮机构受风旋转，带动风能发电机发电，风能发电机将机械能转化为电能输出，经整流稳压电路调整后输出到能量存储模块。
所述的太阳能发电装置，包括一个二自由度的支架，图3、图4分别是该支架结构的正面和侧面视图。太阳能电池板固定在支架上方，该支架的一个自由度用于调整太阳能电池板与垂直方向的夹角，另一个自由度用于控制中间的支撑杆水平旋转，两自由度均由电机控制，通过微控制器程序驱动共同调节太阳能电池板的朝向，使得太阳能电池板始终保持在最易于接收太阳光照射的角度。
所述的能量存储模块包括蓄电池、充电保护单元和电源管理单元。所述的充电保护单元可防止过充而损坏蓄电池，还可以防止蓄电池反冲电，而损坏发电装置。
所述的能量储存模块中包含有防过充和防反充保护电路，结构如图5所示。VD为防反充肖特基二极管，VT是防过充晶体管，当能量接收模块没有接收到无线充电能量时，电路输入端电压为0，肖特基二极管VD能有效防止电池组对前向电路反充电，当电池组充满电时，VT导通，下方的LED灯发光，提示已经充满，此时输入端接收的电能会被VT消耗掉，从而起到防止过充的作用。
所述的电源管理模块，及时监控储能模块输出的电压大小，一旦电压和电流大小低于预设的值，微控制器控制系统进入节电模式，此时不论环境亮度如何，LED照明装置都将被关闭，以保障维持防倾倒预警系统正常工作所需的电能。能量储存模块的电压随着风能或者太阳能发电装置工作而升高，高于预设的电压和电流值时，系统进入正常工作模式，LED照明装置将根据环境的亮度或预设的工作时间适时开启和关闭。
所述的LED照明装置，包括LED照明灯和照明控制电路，LED照明灯安装于广告牌四周，其安装角度以LED照明灯发出的光线使得广告牌上的广告内容尽可能清晰为宜。所述的微控制器与LED照明装置相连，用于控制LED照明装置开启和关闭时间。
所述的微控制器(7)与LED照明装置(6)的照明控制电路相连，用于控制LED照明装置开启和关闭时间。
所述的微控制器分别与倾角检测模块、射频模块红、外探测模块相连。
所述的倾角检测模块，与微控制器的ADC接口连接，用于采集并预处理倾角传感器数据，并将处理后的倾角传感器数据送往微控制器。
所述的倾角传感器，优选为基于MEMS技术的微机电系统双轴倾角传感器，由于测量垂直方向上的倾角数据。倾角传感器安装在广告牌的背面或者广告牌固定支架上，用于检测广告牌在竖直方向上的角度偏离值。
所述的倾角传感器输出的垂直倾角检测数据，经过滤波放大后输出到微控制器模块的接口电路；微控制器将接收到的检测值与预先设置的最大阈值进行比较。
为提高广告效果，大型户外广告牌通常安装在较高的位置，受风雨侵蚀，广告牌倒坍事故时有发生，甚至会危及附近人员、建筑物的安全。
受强风或其他因素影响，广告牌发生倾斜，倾角传感器检测到倾角的变化，并输入到微控制器中。当倾角变化值大于预设的阈值值，可判断广告牌存在倾倒的危险。此时微控制器将控制声光报警模块发出声光报警信号，提醒广告牌附近的群众及时应对，尽可能地减少生命财产损失。
微控制同时将倾角数据、本装置预设编号或者位置坐标数据、预警信息，经由射频模块，发送到远程的接收端，提醒远程管理端用户及时处理。
微控制器采用低功耗微控制器，作为优选实施例，本装置微控制器和射频模块均集成在同一块芯片中，优选芯片为CC2240。
进一步，本广告牌还包括定位模块。装置初始化后，微控制器将控制定位模块采集本地坐标数据，并将该数据存储在微控制器芯片的存储单元中，将关闭射频模块和定位模块。并控制自身进入低功耗状态。只有当输入的倾角信号大于预先设定的阈值时，微控制器才进入工作状态，首先提取存储在本地的坐标数据，然后开启射频模块，将数据发射出去。
进一步，本地定位模块可以去掉，以节省成本。此时可以安装广告牌时，使用定位设备获取位置数据，输入到装置的非易失性存储单元中，供微控制器随时读取。
进一步，本装置和远程的管理接收端，设置一个定时汇报机制。本装置定时的向远端汇报本地状况。一旦远端在规定时间内未能接收到汇报信息，可判断为本装置失效，远程管理端将自动发出警示信息，提示管理人员及时进行检查维护。
如图6所示，所述的红外探测模块，由红外探测电路、放大电路和比较器输出电路组成。所述的红外探测电路主要由被动式热释电红外探测器组成，探测器表面覆盖的光学滤光片。光学滤光片使波长在9-10微米范围内的红外线通过，是依据人的体温通常在37摄氏度附近，辐射的红外线波长在这个范围内，使探测器只对人体发出的红外线进行探测，从而对环境的干扰起到控制作用。红外探测电路输出的信号非常微弱，需要进行放大。人体移动的频率一般在0.1-10Hz范围内。放大器电路旨在使人体辐射的微弱低频移动信号得以通过、放大，同时又抑制其他物体辐射来的红外辐射信号和干扰信号。由于放大后的信号中还混有一些噪声和干扰信号，为提高抗干扰能力，后面有一个比较电路，选出有用的信号分量，以提高探测的可靠性。
当人体靠近广告牌非法入侵时，红外检测模块采集到人体信号，通过一系列的信号处理后将报警信号发送给节点的微控制器。微控制器将控制声光报警模块向非法入侵者发出警告信息，并经由射频模块，向远程管理端发送报警提示信息。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种安全节能户外广告牌，包括广告牌和固定支架，其特征在于，还包括太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)、能量储存模块(3)、倾角检测模块(4)、红外探测模块(5)、LED照明装置(6)、微控制器(7)、声光报警模块(8)和射频模块(9)；所述的太阳能发电装置(1)、风能发电装置(2)以并联方式连接在能量储存模块(3)输入端；所述的能量储存模块(3)与其他电路模块连接，为其他电路模块提供电能；所述的倾角检测模块(4)，与微控制器(7)的ADC接口连接；所述的微控制器(7)分别与红外探测模块(5)、射频模块(9)、声光报警模块(8)相连。
2.如权利要求1所述的安全节能户外广告牌，其特征在于，所述的LED照明装置，包括LED照明灯和照明控制电路，LED照明灯安装于广告牌四周，其安装角度以LED照明灯发出的光线使得广告牌上的广告内容尽可能清晰为宜；所述的微控制器(7)与LED照明装置的照明控制电路相连。
3.如权利要求1所述的安全节能户外广告牌，其特征在于，所述的太阳能发电装置，包括一个二自由度的支架，太阳能电池板固定在支架上方，该支架的一个自由度用于调整太阳能电池板与垂直方向的夹角，另一个自由度用于控制支架水平旋转，两自由度均由电机控制，通过微控制器程序驱动共同调节太阳能电池板的朝向，使得太阳能电池板始终保持在最易于接收太阳光照射的角度。
4.如权利要求1所述的安全节能户外广告牌，其特征在于，所述的能量存储模块包括蓄电池、充电保护单元和电源管理单元，所述的充电保护单元可防止过充而损坏蓄电池，还可以防止蓄电池反冲电，而损坏发电装置。
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