无信号灯背景下小学生群体安全过街辅助装置

1.本实用新型涉及安全保障领域，具体地说涉及一种无信号灯背景下小学生群体安全过街辅助装置。


背景技术：

2.小学生群体作为交通参与者中常见的弱势群体，在所有涉及小学生群体的交通事故中伤亡几乎不可避免。而发生事故的原因大都是以下几类情型：过街时注意力涣散，没有注意到来往车辆或者信号灯的情况；过街时有大人陪伴，而大人没有起到保护作用，甚至带着孩子在红灯情况下通过人行横道，形成错误模范；交通安全教育不到位，小学生群体安全意识低下等。
3.随着太阳能光电转化技术越来越发达，对于捕获太阳能将其转化为电能的太阳能板及储能系统已经十分完备。太阳能板可以在设备处于白天的时候转化太阳能，供设备工作时使用，且多余的电能可以储存在储能装置中，供阴天或夜晚供电不足时使用。
4.随着发光二极管技术的不断发展，led灯兼具节能、适应高速开关、环保、响应速度快、产热少相对不吸引昆虫等优点，这都是本装置需要的特点。led显示屏可以在小学生有需求并刷卡时及时亮起，达到提示的目的；在使用时耗能少，有利于装置长时间通过太阳能板自给自足；不含重金属材料，不会造成污染，有利于广泛安装。
5.非接触式ic卡读卡器技术于90年代中期出现，至今已经发展较为完善。有适应恶劣环境的能力，优良的电气和机械性能，极高的安全性，它的芯片全部封于卡基内，无暴露部分。不但如此，在卡体内还嵌有一个微型天线，是为了嵌入的芯片与读卡器之间的相互通信，它通过无线电波或电磁场的感应来交换信息。它成功地将射频识别技术和ic技术结合起来，解决了无源(卡中无电源)和免接触这两大难题。因此，有利于小学生群体更加方便的刷卡，且非接触式也在一定程度上防止了细菌传播。
6.目前，小学生群体的校园卡基本为非接触式ic卡，或基本开通了nfc(近场通信，near field communication)功能，小学生的智能手表也基本配置有nfc 功能，除此之外的其它形式的非接触式卡片也越来越普及(例如现今的银行卡基本都开通了nfc功能或可被nfc读写器识别)，使得通过非接触式校园卡读写器来识别小学生群体的身份并不存在技术问题。
7.非接触式测速仪使用的测速雷达主要系利用多普勒效应(doppler effect)原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。测速雷射种类于固态雷射中的半导体雷射。雷射测速设备采用红外线半导体雷射二极管。雷射二极管有几个特点使它极适合用来量测速度：1.雷射二极管自微小范围中发射出极窄的光束，此一狭窄光束才能精确地瞄准目标。2.雷射二极管以小于十亿分之一秒的瞬间切换开关，大大提高精确度。3.雷射二极管发射率很窄，其侦测器极易接收到精确的波长；因此在日间有强烈阳光时，仍能正常操作。4.雷射二极管只发射电磁光谱中的红外线
部分；而红外线系眼睛看不见的，不会影响驾驶人的注意力。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的就在于能提供一种无信号灯背景下小学生群体安全过街辅助装置。在尽量不影响机动车正常通行的情况下，本实用新型具有保障小学生群体过街安全、针对特定群体、环保、便于推广的特点。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了一种无信号灯背景下小学生群体安全过街辅助装置，其包括：中空的立柱本体、设于立柱上方的太阳能板、非接触式校园卡读写器、测速仪、红色led显示屏、绿色led显示屏、红色led灯、语言提示装置、绿色led灯、储能电池和单片机；
10.所述立柱本体内部中空，其设置在人行道行人等候区的靠来车方向侧，其具有面向来车方向的第一立柱面和背对来车方向的第二立柱面；所述第一立柱面的边沿黏贴有反光条，所述测速仪、红色led显示屏均设置在所述第一立柱面上，其中测速仪朝向来车方向设置；
11.所述非接触式校园卡读写器、绿色led显示屏、红色led灯、绿色led灯设置在第二立柱面上；其中，绿色led显示屏与测速仪通过信号线相连；
12.储能电池和单片机设置在立柱本体内部，太阳能板与储能电池通过导线连接；储能电池与非接触式校园卡读写器、非接触式测速仪、红色led显示屏、绿色led显示屏、红色led灯、绿色led灯、单片机分别相连提供电能；单片机分与非接触式校园卡读写器、红色led灯、绿色led灯和测速仪通过信号线相连。
13.优选的，所述红色led显示屏设置在第一立柱面的上部，用于向来车方向显示警示信息，所述红色led显示屏周沿设置有灯罩。
14.优选的，所述绿色led显示屏设置在第二立柱面的上部，用于显示测速仪的测速结果。
15.优选的，所述绿色led灯和红色led灯分别与单片机的输出端口相连，绿色 led灯和红色led灯不能同时亮起，但可同时处于熄灭状态。
16.优选的，未接受到校园卡刷卡信息时，非接触式校园卡读写器和单片机处于待机状态，非接触式测速仪、红色led显示屏、绿色led显示屏、红色led灯、绿色led灯均关闭；接触到校园卡刷卡信息后，非接触式校园卡读写器、单片机、非接触式测速仪、红色led显示屏、绿色led显示屏进入工作状态。
17.优选的，所述的安全过街辅助装置还包括语音提示装置，所述的语音提示装置内置至少两种提示语音，当红色led灯亮时，安全过街辅助装置同步播放第一种提示语音，当绿色led灯亮时，安全过街辅助装置同步播放第二种提示语音。
18.与现有技术相比，本实用新型的部件集成为一体，其对外仅占据立柱本体的空间，特别适合布置在不装设信号灯的斑马线两端的行人等候区。
19.本实用新型针对小学生为目标群体，由于小学生群体的通行时间并非是全天候的，在非假期期间，主要集中在上学、或放学期间，因此没有必要使辅助装置一直处于工作状态，这样可以节省大量的电能，使通过太阳能板供电基本可满足使用需求。本实用新型的非接触式校园卡读写器作为唤起整个装置的部件，其平时与单片机均处于低功耗待机状
态；当接收到刷卡信息且识别是小学生群体时，辅助装置才被唤醒进行工作。
20.本实用新型针对来车方向设备反光贴和红色led显示屏进行显示，针对要过马路的群体则通过绿色led显示屏显示车速，通过红色led灯和绿色led灯提示小学生群体过马路的信息。
21.本实用新型进一步配置有语音提示装置，可进一步提示小学生群体和司机。
附图说明
22.图1为本实用新型过街辅助装置的第一立柱面示意图；
23.图2为本实用新型过街辅助装置的第二立柱面示意图；
24.图3为本实用新型过街辅助装置在马路上的布置示意图；
25.图4为本实用新型各部件的连接示意图，其中实线为供电线，虚线为信号线。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
27.如图1
‑
4所示，本实用新型提供了一种无信号灯背景下小学生群体安全过街辅助装置。所述辅助装置包括中空的立柱本体1、设于立柱上方的太阳能板2、非接触式校园卡读写器3、测速仪4、红色led显示屏6、绿色led显示屏7、红色led灯8、语言提示装置81、绿色led灯9、储能电池21和单片机11。
28.在本实施例中，储能电池21和单片机11设置在立柱本体1内部，太阳能板 2与储能电池21通过导线连接。太阳能板使用常见的多晶硅太阳能板，根据不同地区电能供需情况购置不同型号太阳能板。储能电池一般可采用免维护蓄电池或移动红绿灯专用电池，选用型号根据不同地区电能供需情况购置。单片机可选择51系列单片机，其主要用于判断当前路面上行驶的汽车车速是否为0或者是否低于设定阈值(一般可设置阈值为5km/h)。
29.非接触式测速仪4可使用其当地公安交警部门的常用测速仪型号，方便管理与维修。
30.立柱本体的高度可选择为160～180cm，方便驾驶员观测。所述立柱本体1 内部中空，其设置在人行道行人等候区的靠来车方向侧，如图3所示，其具有面向来车方向的第一立柱面和背对来车方向的第二立柱面；所述第一立柱面的边沿黏贴有反光条10，所述测速仪4、红色led显示屏6均设置在所述第一立柱面上，其中测速仪4朝向来车方向设置。红色led显示屏6设置在第一立柱面的上部，用于向来车方向显示警示信息，所述红色led显示屏6周沿设置有灯罩5。
31.在本实施例中，所述非接触式校园卡读写器3、绿色led显示屏7、红色led 灯8、绿色led灯9设置在第二立柱面上；其中，绿色led显示屏7与测速仪4 通过信号线相连。非接触式校园卡读写器离地面高度约为60～70cm，便于小学生群体使用。
32.如图4所示，储能电池21与非接触式校园卡读写器3、非接触式测速仪4、红色led显示屏6、绿色led显示屏7、红色led灯8、绿色led灯9、单片机 11分别相连提供电能；单片机11分与非接触式校园卡读写器3、红色led灯8、绿色led灯9和测速仪4通过信号线相连。所述绿色led灯9和红色led灯8 分别与单片机11的输出端口相连，绿色led灯9和红色led灯8不能
同时亮起，但可同时处于熄灭状态。
33.在一个优选实施例中，所述绿色led显示屏7设置在第二立柱面的上部，用于显示测速仪4的测速结果。
34.在一个优选实施例中，所述的安全过街辅助装置还包括语音提示装置81，语音提示装置为扬声器，其内置至少两种提示语音，当红色led灯8亮时，安全过街辅助装置同步播放第一种提示语音，该语音用于提示司机当前有小学生准备过马路，其语音内容可以为“学生过马路，请过往车辆减速礼让”；当绿色led灯 9亮时，此时表明学生可以过马路，安全过街辅助装置同步播放第二种提示语音，其语音信息内容主要提醒学生，其内容可以为“请留意马路情况，并尽快通行”。
35.平时，在未接受到校园卡刷卡信息时，非接触式校园卡读写器3和单片机11 处于待机状态，非接触式测速仪4、红色led显示屏6、绿色led显示屏7、红色led灯8、绿色led灯9均关闭，辅助装置以最低功耗运行。
36.小学生需要过马路时，以刷校园卡为例，将校园卡靠近非接触式校园卡读写器3，非接触式校园卡读写器3识别卡片信息(若非目标对象，则不唤醒)，并唤醒整个装置。此时首先红色led显示屏6和红色led灯8同时亮起，其中红色 led显示屏可显示“停”或“让”等字样，用于提示来车司机；同时安全过街辅助装置同步播放“学生过马路，请过往车辆减速礼让”语音；非接触式测速仪(4) 实时检测车辆车速，并在绿色led显示屏6上进行显示，供学生了解来车方向的车速信息。红色led灯持续亮起，单片机获取非接触式测速仪4的车速信息并进行阈值比较，仅当车速小于设定阈值时(设定阈值可为5km/h，也可设定阈值会为0，即要求车辆停止才符合条件)，绿色led灯9亮起，此时红色led灯灭，但红色led显示屏6持续显示。此时学生可选择进行通行，安全过街辅助装置同步播放“请留意马路情况，并尽快通行”的语音。绿色led灯9持续设定的时间(例如20s)，之后安全过街辅助装置重新处于待机状态，等待下一次的刷卡信息。
37.本实用新型的太阳能板可以在设备处于白天的时候转化太阳能，供设备工作时使用，且多余的电能可以储存在储能装置中，供阴天或夜晚供电不足时使用。在有市电电网布置的区域，也可以直接将本实用新型的装置接市电获取电能。
38.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。