一种道钉控制方法、系统和道钉与流程

本发明涉及道钉控制领域，具体涉及一种道钉控制方法、系统和道钉。

背景技术：

道钉，一种常用的交通路障方式，用于指引人们按照正确方向去行驶、防止超速和交通肇事。主要运用在公路和铁路中。通常，道钉主要是指公路用的道钉，又叫做凸起路标，是一种交通安全设施。其主要安装在道路上，如标线中间或双黄线中间，通过其发光能提醒司机按车道行驶。

现有的道钉基本都是无线控制的，因为道钉埋在地上并装在金属壳里，无线信号不容易覆盖到地面，并且穿透金属比较困难，导致信号接收能力差，从而容易出现乱闪的现象。即便能收到信号，在长时间闪烁后各个道钉的闪烁会出现偏差，同样会引起乱闪。

技术实现要素：

本发明提供的一种道钉控制方法、系统和道钉，旨在解决道钉乱闪的问题。

根据第一方面，一种实施例中提供一种道钉控制系统，包括：

控制器，用于生成控制信号，并将所述控制信号进行功率放大后发送给道钉；生成时钟基准信号，并将所述时钟基准信号进行功率放大后发送给道钉；

多个道钉；所述道钉用于在接收到所述控制信号后进行闪烁控制；在接收到所述时钟基准信号时对闪烁进行矫正，以确保与其他道钉同步闪烁。

所述的道钉控制系统中，所述控制器生成时钟基准信号包括：

按预设周期生成时钟基准信号。

所述的道钉控制系统中，所述道钉还用于：

在接收到所述控制信号时对所述控制信号进行低噪放大；在接收到所述时钟基准信号时对所述时钟基准信号进行低噪放大。

所述的道钉控制系统中，所述道钉在接收到所述时钟基准信号时对闪烁进行矫正包括：

在接收到所述时钟基准信号时，将所述时钟基准信号作为闪烁的起点并按预设频率进行闪烁。

所述的道钉控制系统中，还包括：

至少一个传感器，所述传感器用于检测行人，并将检测结果输出给与其连接的控制器；

所述控制信号包括第一信号和第二信号；所述控制器生成控制信号包括：在所述传感器检测到行人时生成第一信号，在所述传感器没有检测到行人时生成第二信号；所述第一信号用于控制道钉发出第一颜色的闪烁光，所述第二信号用于控制道钉发出第二颜色的闪烁光；所述第一颜色和第二颜色不同。

所述的道钉控制系统中，还包括：

黄闪灯，用于在接收到所述控制信号后进行闪烁控制；在接收到所述时钟基准信号时对闪烁进行矫正，以确保与道钉同步闪烁。

根据第二方面，一种实施例中提供一种道钉控制方法，包括如下步骤：

控制器生成控制信号，并将所述控制信号进行功率放大后发送给道钉；生成时钟基准信号，并将所述时钟基准信号进行功率放大后发送给道钉；

各个道钉在接收到所述控制信号后进行闪烁控制；在接收到所述时钟基准信号时对闪烁进行矫正，以确保与其他道钉同步闪烁。

所述的道钉控制方法中，还包括：

黄闪灯在接收到所述控制信号后进行闪烁控制；在接收到所述时钟基准信号时对闪烁进行矫正，以确保与道钉同步闪烁。

根据第三方面，一种实施例中提供一种道钉，包括：

lora接收模块，用于接收控制器发出的控制信号和时钟基准信号；

光源，用于发光；

驱动电路，用于驱动所述光源；

处理器，用于在接收到所述控制信号时，通过所述驱动电路驱动光源闪烁；在接收到所述时钟基准信号时对所述光源的闪烁进行矫正，以确保与其他道钉同步闪烁。

所述的道钉中，所述lora接收模块包括：

天线；

低噪放大器；

lora接收电路；所述天线通过低噪放大器连接lora接收电路。

依据上述实施例的道钉控制方法、系统和道钉，控制器生成控制信号，并将控制信号进行功率放大后发送给道钉；生成时钟基准信号，并将时钟基准信号进行功率放大后发送给道钉。各个道钉在接收到控制信号后进行闪烁控制；在接收到时钟基准信号时对闪烁进行矫正，以确保与其他道钉同步闪烁。通过功率放大，确保道钉能够接收到控制信号从而进行闪烁控制，通过时钟基准信号对各个道钉的闪烁进行矫正，解决了道钉乱闪的问题。

附图说明

图1为本发明提供的道钉控制系统一实施例的结构框图；

图2为本发明提供的道钉控制系统一实施例的示意图；

图3为本发明提供的道钉控制系统中，控制器的结构框图；

图4为本发明提供的道钉控制系统中，道钉或黄闪灯的结构框图；

图5为本发明提供的道钉控制系统中，驱动电路和光源的电路图；

图6为本发明提供的道钉控制系统中，lora接收模块、第二处理器和第二晶体振荡器的电路图；

图7为本发明提供的道钉控制方法一实施例的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1和图2所示，本发明提供的道钉控制系统包括：控制器20，多个道钉30和电源模块50。

控制器20用于生成控制信号，并将控制信号进行功率放大后发送给各个道钉30；生成时钟基准信号，并将时钟基准信号进行功率放大后发送给各个道钉30。本实施例中，控制信号和时钟基准信号均为lora信号。即，控制器20与道钉采用lora进行无线通信。lora即远距离无线电(longrangeradio)，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。因此，本发明能更好的覆盖道钉，使道钉能更好的接收到信号。本发明还进一步对控制信号和时钟基准信号进行放大，确保道钉30能够接收到控制信号和时钟基准信号。

道钉30用于在接收到控制信号后进行闪烁控制，例如切换道钉光源闪烁的颜色等。道钉30还用于在接收到时钟基准信号时对闪烁进行矫正，例如对闪烁的起始时刻进行校正，以确保与其他道钉同步闪烁。

可见，通过信号加强和闪烁的校准，避免了道钉的乱闪，提高了司机的行车安全。

一些实施例中，道钉控制系统还包括黄闪灯40。黄闪灯40同样与控制器20采用lora进行无线通信。黄闪灯40用于在接收到控制信号后进行闪烁控制，例如切换黄闪灯闪烁的颜色等；在接收到时钟基准信号时对闪烁进行矫正，以确保与道钉同步闪烁。道钉30安装在地面，黄闪灯40安装在高处，一上一下的组合确保司机能关注到路面的交通状况，有利于提高行车和行人的安全。

一些实施例中，道钉控制系统还包括至少一个传感器10。传感器10用于检测行人，并将检测结果输出给与其连接的控制器20。传感器10可以是摄像头，也可以是光栅等。摄像头内可以集成一个处理器，摄像头拍摄视频或照片后，由处理器对拍摄的视频或照片进行行人识别，并将检测结果输出给与其连接的控制器20。当然，摄像头也可以将拍摄的视频或照片输出给与其连接的控制器20，由控制器进行行人识别。光栅则是由发射器和接收器组成，发射器发射光信号，接收器接收该光信号。无行人时接收器能接收到光信号，有行人的阻挡则接收器接收不到光信号，以此来检测有无行人。

一些实施例中，控制信号包括第一信号和第二信号。控制器20生成控制信号包括：在传感器10检测到行人时生成第一信号，在传感器20没有检测到行人时生成第二信号。第一信号用于控制道钉30发出第一颜色的闪烁光，第二信号用于控制道钉30发出第二颜色的闪烁光。第一颜色和第二颜色不同，例如，第一颜色为红色，第二颜色为绿色。则传感器10检测到行人，道钉30闪烁红光；没有检测到行人时，道钉30闪烁绿光，便于提示司机道路上是否有行人通过。

当然，第一信号和第二信号还可以根据交通信号灯产生。例如，传感器10采用摄像头，摄像头获取交通信号灯的图像，识别出当前是红灯还是绿灯，并将结果输出给控制器20。控制器20生成控制信号包括：在传感器10检测到红灯时生成第一信号，在传感器20没有检测到红灯时生成第二信号。当然，也可以直接将控制器20与交通信号灯连接，控制器20生成控制信号包括：在交通信号灯亮红灯时生成第一信号，在交通信号灯不亮红灯时生成第二信号。

当然，还可以将交通信号和行人检测结合起来。例如，控制器20在交通信号灯亮红灯时生成第一信号，在交通信号灯不亮红灯但检测到行人时生成第一信号，在交通信号灯不亮红灯且没有检测到行人时生成第二信号。

如图2所示，电源模块50用于给控制器20、传感器10和黄闪灯40等供电。本实施例中，一个控制器20对应设置一个电源模块50和一个传感器10，一个黄闪灯40对应设置一个电源模块50。如图2所示，控制系统的主要部分均安装在柱子上。一个电源模块50、一个控制器20和一个传感器10安装在一个柱子；一个电源模块50和一个黄闪灯40安装在另一个柱子上。电源模块可采用太阳能电池，例如包括太阳能板510和可充电电池520，太阳能板510将太阳能转换成电能后给可充电电池520充电。可充电电池520再给控制器20和传感器10供电，或给黄闪灯40供电。由此，各个柱子之间是相互独立的，无需线缆连接，安装非常方便。

一些实施例中，如图3所示，控制器包括第一处理器210、lora发射电路220、高频信号放大器230、第一天线240和第一晶体振荡器260。第一处理器210通过lora发射电路220连接高频信号放大器(pa)230的输入端，高频信号放大器230的输出端连接第一天线240。第一处理器210可以采用微控制器，例如pic16f505型微控制器。lora发射电路220可以采用lora芯片。lora发射电路220，高频信号放大器230和第一天线240可以集成在一起形成lora发射模块。当然，lora发射电路220也可以采用lora发射接收电路，对应形成的是lora发射接收模块。

第一处理器210用于生成控制信号，并将控制信号输出给lora发射电路220，由lora发射电路220将其转换成lora信号，并通过高频信号放大器230的放大之后，通过第一天线240发出。第一处理器210根据第一晶体振荡器260发出的信号生成时钟基准信号，并将时钟基准信号输出给lora发射电路220，由lora发射电路220将其转换成lora信号，并通过高频信号放大器230的放大之后，通过第一天线240发出。本发明采取了加大发射功率的方法，在发射端增加高频信号放大器，使道钉最远接收信号距离从常规的100米左右提高到600米以上。第一晶体振荡器260可以采用5ppm(百万分之五)高精度石英晶体振荡器，也可以采用比5ppm(百万分之五)精度更高的石英晶体振荡器。如此能提高时钟基准信号的精度，从而更好的对道钉闪烁进行矫正。

一些实施例中，如图4所示，道钉30和黄闪灯40可均包括第二天线310、低噪放大器(lna)320、lora接收电路330、第二处理器340、驱动电路350、光源360和第二晶体振荡器370。第二天线310通过低噪放大器320连接lora接收电路330，lora接收电路330通过第二处理器340连接驱动电路350，驱动电路350连接光源360。

第二天线310、低噪放大器320和lora接收电路330可以形成lora接收模块，用于接收控制器发出的控制信号和时钟基准信号。lora接收模块如图6的j1所示。

光源360用于发光，例如可以采用发光二极管。

驱动电路350用于驱动光源360。一实施例中，驱动电路350和光源360的电路图如图5所示。图5中，道钉具有6组led灯组成，每组led灯包括红led、绿led和蓝led，从而可以组合成不同的颜色。第一信号r和第二信号g分别通过一三极管控制led的亮灭，从而形成闪烁。

第二处理器340用于在接收到控制信号时，通过驱动电路350驱动光源360闪烁；在接收到时钟基准信号时对光源360的闪烁进行矫正，以确保与其他道钉同步闪烁。矫正后，第二处理器340根据第二晶体振荡器370发出的信号控制光源360闪烁。第二晶体振荡器370可以采用跟第一晶体振荡器相同的振荡器。第二处理器340可以包括图6中的微控制器(例如pic16f505型微控制器)u1及其外围电路。微控制器u1还可以通过一个电阻、一个mos管和一个电容(图6左下角所示)形成的开关电路来控制lora接收模块的上电和断电。

本发明提供的道钉控制系统，其控制道钉的过程如图7所示，包括如下步骤：

步骤1、控制器20生成控制信号，并将控制信号进行功率放大后发送给各个道钉30和黄闪灯40。例如，第一处理器210在传感器10检测到行人时生成第一信号，在传感器20没有检测到行人时生成第二信号，并通过lora发射电路220、高频信号放大器230的处理后，通过第一天线240发出。控制器20生成时钟基准信号，并将时钟基准信号进行功率放大后发送给各个道钉30和黄闪灯40。例如，第一处理器210基于第一晶体振荡器260的信号按预设周期生成时钟基准信号，并通过lora发射电路220、高频信号放大器230的处理后，通过第一天线240发出。

步骤2、各个道钉30和黄闪灯40在接收到控制信号后进行闪烁控制；在接收到时钟基准信号时对闪烁进行矫正，以确保与其他道钉同步闪烁。例如，第二天线310接收到控制器20发出的lora信号(控制信号、时钟基准信号)后，将其转换成电信号，低噪放大器320对该电信号进行低噪放大，lora接收电路330对放大后的电信号进行处理并输出给第二处理器340，第二处理器340判断其是控制信号还是时钟基准信号，并做出相应的反应。例如，第二处理器340判断其是第一信号，则通过驱动电路350控制红色led闪烁；第二处理器340判断其是第二信号，则通过驱动电路350控制绿色led闪烁；通常闪烁是持续的，第一信号和第二信号用来触发道钉切换光源闪烁的颜色；第二处理器340判断其是时钟基准信号，则将时钟基准信号作为闪烁的起点(例如将接收到时钟基准信号的时刻作为重新闪烁的起始时刻)并按预设频率通过驱动电路350控制当前闪烁的led继续闪烁。具体的，第二处理器340可根据第二晶体振荡器370的信号设置一个计时器，在收到控制信号(例如第一信号)时启动计时器计时，并根据计时器的节拍(预设时序)控制光源(如红色led)闪烁；在收到时钟基准信号时，不论当前光源是否闪烁，都将计时器清零，然后重新根据计时器的节拍控制光源闪烁，即各个道钉从收到时钟基准信号的时刻开始新一轮闪烁。由于各个道钉和黄闪灯基本同时接收时钟基准信号，因此可以同时启动光源闪烁，保障了闪烁的同步性。而且闪烁频率的控制基于晶振，即使因为某些原因没有接收到后续的控制信号、时钟基准信号，也能让各个道钉、黄闪灯长时间保持闪烁的一致性。控制过程的其他具体内容在系统实施例中已详细阐述，在此不做赘述。

综上所述，本发明在lora信号发送端增大了功率放大器(pa)的功率，使发送信号更强。在lora信号接收端增加了低噪放大器(lna)使接收的灵敏度更高。并且处理器使用了5ppm高精度石英晶体振荡器，可使整个系统的某个节点在收不到lora信号的情况下，能够在比较长的一段时间保证闪烁频率不发生变化，在整体上保持同步闪烁的效果。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。