专利名称：信令信标的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电频率控制的信令信标，它具有一个亮点光，同样地一个光生伏打电池馈给内部的电路。
已知的信令信标备有发光的点光源，用于标记被用于公共工作的区域，主要地用于道路工作，诸如临时的改道。
通常，所述信标装备来自发电机的电源并且利用电缆彼此连接。这个系统具有需要外接电源馈送所述信标装置的显著的缺点。提及的发电机通常具有相当的尺寸并且这引起在移动它们时的问题。另一方面，任何电缆之一中的自发的或者无意识的任何断开意味着在该装置中一个或者所有的信标断电。
已知的另一个系统是在每一个信令信标中装有电池。这避免了电缆断开的问题，但是带来显著的费用，事实上需要以一定的规则代替所述电池。另外，各个信标必须独立地开和关并且手动执行，这意味着显著的浪费时间并且在接通和关闭时缺乏控制。
在William Lane的国际专利WO-9313984-A中，描述用于飞机场跑道的照明系统，以便帮助飞机着陆。所述照明系统是由发光的点光源，电池组电池，太阳能电池和天线组成，它检测信号的接收和接通发光的灯。另外，该设备设有光传感开关，以便保证点光源在白天不亮。
在Italsolar S.pA.的国际专利WO-9205612-A中，也描述用于飞机场的一个照明系统。所述系统是由一个或者多个光生伏打模块，电池，充电调节器，电流源和控制模块，一个或者多个发光的点光源和一个控制与遥控单元组成。电流源与控制模块装配有一个微处理器，它控制内部的电功能和发射机。
在Jose Jorba Gonzalez的西班牙的专利9400035中，描述一个信令圆锥体，它是由装配到空外壳内的发光的点光源组成，其中除了开关装置之外装配了电池。该圆锥体也由太阳能电池和接收电磁辐射的设备组成。当接收机制接收由在远处的发射机发射的电磁辐射时，该开关装置接通。
所有提到的专利具有在下面描述的一系列显著的缺点。
主要地，重要的是强调上面提到的系统不可能堆积的，这是因为它们的结构或者因为其它功能的原因。这个缺点意味着它们的传输更困难，同样地它们的安装也困难。
在第二位的，提到的系统不允许它们自己关闭，这意味着全部都具有标称的消耗，这导致电池的放电，虽然非常小，即使当它们不使用和因此减小它们的自主性。
另一方面，由于太阳能电池的配置，上面提到的系统的能量平衡是非常差的，这是考虑到提到的系统要求的能量特性。
最后，所述系统不是非常通用的，这意味着它们是用于特定的应用并且不允许不同的使用，诸如在道路上的电子篱笆或者分隔墙(divider)。
利用本发明的信令信标，实现了对所述缺点的解决方案，提供将描述的其它优点。
信令信标的特征在于该发光的指示器的控制电路是由定时器，针对定时器和发光的指示器的偏振的逻辑电路组成，除了在所述信标重叠情况下关闭能量累积设备的连接机构。
用这种方式实现了可堆积的信令信标并且允许自动关闭而不具有任何标称的消耗，并且是非常通用的。
最好，光生伏打电池是由16个相等的电池单元串联组成，形成总表面积至少为100cm2，最好120cm2。
利用所述配置，以正能量平衡实现一个供给系统，给出用于它的正确的工作的更加充分自主性的信标。
根据本发明的特性，这个发射机-无线电频率编码器电路是由一个天线，一个发射机，一个编码器，很多的微开关和一个‘上拉’电阻器组成。
发射机-编码器电路产生9比特光栅，它是通过无线电频率发送的并且包含必需的数据，为了该电路控制该信标的管理。
最好该接收器-解码器电路由天线，接收机，解码器，很多的开关和‘上拉’电阻器组成。
利用这个配置，通过无线电频率发送的9比特光栅由发射机-编码器电路实现并且被解码，以使它可能由该控制电路翻译。
有利地，发光的指示器是由至少一个高发光的发光二极管组成。
根据对该信标要求的本申请，提供的发光二极管的数量必须改变，同样地它们的定位也必须改变。
另外，该信令信标是由在内侧装配能量累积设备的一个支架组成。
这个支架的配置可能非常不同并且是它给出了上述的通用性。因此，可能在不同的情形诸如在地上，在电子篱笆或者在道路的中心的带使用该信标以反向检测分开通道。
根据本发明的组成，该信令信标包括在该支架里侧的一个雷达设备。
如果该信标是在道路上使用时，该雷达允许控制车辆的速度。
而且有利地，该能量累积设备是一个铅蓄电池。
指出由发射机-编码器电路发送的信号的频率范围是从25到1,000MHz并且具有小于10mW的电势也是重要的。
用这种方式可能以对减少使用的类型的一些限制使用低的电势设备，这意味着在这些频率可能使用该信标而不必申请许可。
信令信标具有一个连杆；在连杆的一端与连接机构接触，而另一端保持空闲。
当该信标重叠时，该连杆启动在下面该信标的盖并且间接地启动开关，该开关执行对该信标电路的电源的切断。
至此已经提出包含在其中的一些附图以便给出更好的理解，这些附图是示意图并且仅仅利用不是限制的例子，提供它的执行的实际的情况。
在所述附图中，
图1是本发明的目的的信令信标的分解图。
图2是图1中的信令信标的方框电路图。
图3表示用于控制图1中的信令信标的发光的指示器的电子电路图，信令信标的接收机-解码器电路的控制图；和图4表示本发明中的信标的发射机-编码器的电子电路图。
正如在图1中可以看到的，作为本发明的目的的信令信标1是由用于保护信标的内部的盖2，光生伏打电池3，可找到与该信标1相关的所有的电路(参见图3)的印刷电路板4，膜片5，机壳6，用于信标1电子电源的电池7和用于信标1的支架8组成的。
在所述图中，信标1的支架8是一个圆锥体，它的上部已经被切掉。利用这个实施例，可能使用信标1例如用于在道路上可能出现任意事件的信令。存在另一个可能的支架，允许例如在分开电子篱笆使用信标1，典型地在城镇中使用；在保护电子篱笆，在道路上使用；或者在以相对检测的分开通道的道路中心带中。
因此，由于本发明的信标1的大的通用性，可能在任何类型事故的信令要求的任何位置中使用所述信标1。
在图2中，可以看到信标1的方框电路图。可以理解，该电路是由光生伏打电池3，保护二极管10，存储由光生伏打电池3产生的能量的电池7，电子控制与接收机-解码器电路4和很多的发光的指示器13组成。
光生伏打电池3具有120cm2的近似区域，被分成串联连接的16个相等的部分，以便在标准的照明条件下实现9.2V的开路电压和200mA的短路电流。利用这个实验中的这个配置，在好的辐射条件下，已经可能获得接近于800W/m2的辐射值，出现多达9伏特的电池的输出值和多达大致200mA的电流。所有的这些数据导致正能量平衡并且足够它使用。
保护二极管10是一个肖特基(Schottky)二极管，具有0.32V的Vf。
电池7是一个6V和5Ah的铅蓄电池。使用6V和4Ah的电池也是可能的，但是在这种情况下，信标1的自主性降低了。
发光的指示器13是由一组6个高强度发光二极管(LED)组成的。发光二极管颜色可以变化，但是突出红(635nm)，橙(618nm)，琥珀色(588nm)，黄绿色(570nm)和绿色(560nm)。当工作在20mA的电流电平时，这些发光二极管给出10至25cd之间的亮度。
正如在图3中可以看到的，具有发光的指示器13的一个电子控制电路14是由以稳定的方式配置的和工作在1Hz频率，具有91.5％的工作周期的一个定时器CMOS 55515组成的，使得该发光二极管13每秒周期地发光，这意味着当定时器输出15是在低电平时，和闪光的持续时间大约80ms。控制电路14也是由执行偏振定时器15的逻辑功能的方框16和发光二极管13组成的。方框16是基于74HC00，其中仅仅使用四个与非门端口17的两个端口。所述方框16的输入变量是点燃信号18，微光方式信号19和指示没有环境光的信号20。
信号18和19是从发射机-编码器电路22通过无线电频率获得的，而信号20直接地是光生伏打电池3的输出电压(当电池3是在照明下，这个信号20是高电平1，而当电池3如果没有照亮时，它是低电平0)。在下面的表中可以看到发光二极管的状态(发光/不发光)，它构成发光的指示器13的一部分，依照方框16的逻辑的输入变量值
电子控制电路14也是由超小型开关23组成，像由一个操纵杆触发的SPTD微开关。这个开关23利用连杆(未表示)在启动自身上具有关闭到重叠信标1的电源的功能。一方面，所述连杆是与开关23接触，同时另一方面它是空闲的并且是由被重叠的信标1的盖2启动。
电压输入24对应于电池7的正端子，而其余的分量形成定时器15的配置的一部分，并且是其正确的工作必需的，其结果它不需要执行分析。
在图3中，可以看到接收机-解码器控制电路21，它预定接收和解码由电子发射机-编码器电路22发送的信号。所述电路是由天线25，接收机电路26，解码器27，很多的微开关28和上拉电阻器29组成的。
天线25是基于一个□/4单极和进行其大小的选择，必须考虑无线电控制激活的范围和设计简单。
接收机26是一个RFM的RX1005，即一个ASH接收机，它允许宽间隔的脉冲调制方案。它具有非常低的消耗，它可以而不必任何类型的许可而使用，并且在信息的编码/解码中有大的通用性。
解码器27是摩托罗拉公司的MC45027，并且它是CMOS低消耗集成电路，能够翻译由电子发射机-编码器电路22提供的信息。所述信息是由9比特光栅组成的，前面的五比特是地址比特，它允许三重编码的243不同的地址和二进制编码的32不同的地址；并且它的四个剩余比特是数据比特，使用两个比特一个比特用于信号18和另一个比特用于信号19。
微开关28用于分配五个规定的比特的地址(一个微开关一个比特)，同时上拉电阻器29允许对每个解码器地址输入27选择高电平或者低电平。
在图4中，表示了电子发射机-编码器电路22。所述电路执行信号编码和通过无线电频率传输到该信标1。该电路是由天线30，小型的发射机31和编码器32组成的。
天线30是基于一个□/4单极和进行诸如其大小的选择特性，必须考虑无线电控制激活的范围和设计简单。
调整所使用的小型化的发射机31到433.92MHz传输频率并且在欧洲不要求特许证，事实上应用于提供它使用的频带的规则。发射机从上述的编码器32收到的光栅中产生通-断键控(OOK)调制。
编码器32产生发射机31用于调制的9比特光栅。前5比特是地址比特并且与分配给编码器32的前5个输入引脚的值一致，而剩余4比特是数据比特。这些四比特的仅仅两个比特是信号18和19需要的。已经设计了图中所示的其余的成分，以便获得14ms比特周期，它允许72比特/秒的传输速度。
由该光栅的前5比特形成的地址利用构成微开关33和上拉电阻器34的部件分配，对于每个编码器32地址输入允许选择高电平或者低电平。因此，利用这个二进制的编码，可以识别总共32个不同的地址。
本发明的信标1的工作如下。
一旦在期望的位置放置了信标1，假定它是必要的，则其照明继续着。为了做到这一点，光生伏打电池3必须产生能量，它是存储在电池7中的。在电子编码器-发射机电路22中，编码器32产生9比特光栅(首先五比特是地址比特，它是由微开关33和上拉电阻43确定的，四个剩余比特是数据比特)，它们利用发射机31通过无线电频率以433.92MHz的传输频率通过天线30发送。这个光栅由电子接收机-解码器电路21通过天线25接收。这个光栅传递到接收机26，随后传递给解码器27，在电子发射机-编码器电路22中执行该光栅中编码的信息的翻译。为了做到这一点，微开关28和上拉电阻器29提供等于由所述发射机-编码器电路22产生的光栅的五个地址比特的五个地址比特是必要的。
随后，该解码器产生信号18和19，它传递给信标1的电子控制电路14。除了直接地从光生伏打电池3的输出电压获得的表示灯光存在或者不存在的信号20之外，所述信号18和19是由方框16接收的，其偏振定时器15和发光二极管13，根据接收的信号执行信标1的接通或者关闭。如果产生二极管13的照明，配置信标1以使它每秒以80ms的闪光持续时间发光。
根据本发明的优选实施例，在其支架8的里侧，为着要控制车辆的速度，信标1还有一台雷达设备，用于获得在道路上驾驶的车辆的速度。如果这个速度大于允许的速度雷达自动地拍照该车辆，以便能够演示违法者的事实。
不管已经参照本发明的特定的实施例的事实，本学科的技术人员是清楚的，该信令信标能够进行很多的变化和修改，并且全部说明的细节可以以其它的技术上等同物代替，而不脱离在所附的权利要求书中定义的保护范围。
权利要求
1．信令信标(1)，包括允许它重叠在机壳(6)上装配的一个发光的指示器(13)，一个能量累积设备(7)，至少一个光生伏打电池(3)和用于该信标(1)的一个电子设备(4)，它的电子设备(4)具有用于由发射机电路(22)发送的无线电通信信号的无线电频率的一个接收机电路(21)，和发光的指示器(13)的一个控制电路(14)，其特征在于发光的指示器(13)的控制电路(14)包括一个定时器(15)，预定用于定时器(15)和发光的指示器(13)的偏振的一个逻辑电路(16)，以及如果重叠所述信标(1)时用于关闭到能量累积设备(7)的电源的连接设备。
2．根据权利要求1的信令信标(1)，其特征在于该光生伏打电池(3)是由串联连接在一起的16个电池单元组成的，形成总表面积至少为100cm2。
3．根据权利要求2的信令信标(1)，其特征在于该光生伏打电池的总表面积最好是120cm2。
4．根据权利要求1的信令信标(1)，其特征在于利用无线电频率的该发射机-编码器电路(22)是由一个天线(30)，一个发射机(31)，一个编码器(32)，很多的微开关(33)和一个上拉电阻器(34)组成的。
5．根据权利要求1的信令信标(1)，其特征在于该接收机-解码器电路(21)是由一个天线(25)，一个接收机(26)，一个解码器(27)，很多的微开关(28)和一个上拉电阻器(29)组成的。
6．根据权利要求1的信令信标(1)，其特征在于该发光的指示器是由至少一个高强度发光二极管(13)组成。
7．根据权利要求1的信令信标(1)，其特征在于它是由一个支架(8)组成的，在它的里侧装配有一个能量累积设备(7)。
8．根据权利要求7的信令信标(1)，其特征在于在该支架(8)的里侧有一台雷达设备。
9．根据权利要求1或者7的信令信标(1)，其特征在于该能量累积设备是一个铅蓄电池(7)。
10．根据权利要求1或者4中任何一个权利要求的信令信标(1)，其特征在于由该发射机-编码器电路(22)发送的信号的频率范围是从25到1,000MHz。
11．根据权利要求1或者7的信令信标(1)，其特征在于该发射机-编码器电路(22)具有小于10mW的电势。
12．根据上述的任何一个权利要求书的信令信标(1)，其特征在于它包括一个连杆，它的一端与一个连接设备(23)接触，而另一端保持空闲。
全文摘要
信令信标包括安装在机壳(6)中允许重叠的发光的指示器,能量累积设备(7),至少一个光生伏打电池(3)和该信标(1)的一个电子设备(4),所述电子设备(4)具有一个无线电频率接收机电路,用于接收由发射机电路发射的无线电通信信号,和一个发光指示器控制电路。该信标的特征在于该发光指示器控制电路包括一个定时器,预定用于定时器和发光的指示器的偏振的一个逻辑电路,以及当所述信标(1)堆叠时用于关闭能量累积设备(7)的一个连接设备。信令信标是高自主的获得的,也是可遥控的,并且具有很高的应用的通用性。
文档编号E01F9/011GK1325522SQ99812938
公开日2001年12月5日 申请日期1999年9月2日 优先权日1999年9月2日
发明者约瑟·约巴·高扎勒兹 申请人:因诺瓦乔维里亚公司