一种广告灯箱自动控制系统的制作方法

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种广告灯箱自动控制系统。

背景技术：

随着我国城市轨道交通技术的迅速发展，地铁正在成为覆盖中国核心城市的骨感型交通网络，与之相应的地铁隧道媒体也必将迎来全面发展的机遇。在许多城市中，地铁隧道不再是漆黑一片了，随着列车的高速行驶，隧道广告位呈现的十几秒动态广告，打破了长久以来地铁隧道的沉闷。

目前地铁隧道里的“动画广告”有两种：一种是由一片片静态led显示屏，在200到800米的隧道壁上连续安装400到800个；另一种是一条条垂直的发光器，每个发光器高度近一米，上面分布着近600个led作为一列像素，每个发光器间隔约1.2米。由于视觉暂留效应，列车上的乘客将会感受到动画效果。

目前地铁隧道里的“动画广告”产生的节能问题亟待解决：隧道广告灯箱长时间处于开启状态，在没有列车行驶通过的时候，广告做无效工作，也伴随着大量的电能浪费。其次，大部分广告灯箱内的广告内容长期固定不变的，使得广告灯箱创造的商业价值较低。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种广告灯箱自动控制系统，解决了现有技术中广告灯箱长时间处于开启状态造成能源消耗大、广告内容长期固定不变造成广告灯箱的利用率低的问题。

本申请实施例提供一种广告灯箱自动控制系统，包括：

设置在所述广告灯箱中的显示模块、第一射频通信模块、第一控制芯片、第一存储模块、开关与设置模块；所述第一射频通信模块与所述第一控制芯片连接，所述开关与设置模块的两端分别与所述第一控制芯片和所述显示模块连接，所述第一存储模块的两端分别与所述第一控制芯片和所述显示模块连接；

设置在列车上的第二射频通信模块；

设置在轨道两侧的第一激光对管、第二激光对管；所述第一激光对管包括第一激光发射端和第一激光接收端，所述第二激光对管包括第二激光发射端和第二激光接收端；所述第一激光接收端和所述第二激光接收端分别位于所述广告灯箱的左右两侧并与所述第一控制芯片连接。

优选的，所述列车上还设置有第二控制芯片和第二存储模块，所述第二控制芯片分别与所述第二射频通信模块和所述第二存储模块连接。

优选的，所述列车驶入所述广告灯箱的起始区域并遮挡所述第一激光对管时，使得所述第一激光接收端无法接收到激光，所述第一激光接收端发送遮挡信号至所述第一控制芯片；所述第一控制芯片接收到所述遮挡信号后，通过控制所述开关与设置模块使得所述广告灯箱由待机状态转入工作状态；

所述列车驶出所述广告灯箱的结束区域并结束遮挡所述第二激光对管时，使得所述第二激光接收端收到激光，所述第二激光接收端发送遮挡结束信号至所述第一控制芯片；所述第一控制芯片接收到所述遮挡结束信号后，通过控制所述开关与设置模块使得所述广告灯箱由工作状态转入待机状态。

优选的，所述广告灯箱进入工作状态后，所述第一射频通信模块发送请求握手信号；若所述第一射频通信模块在设定时间内没有接收到同意握手信号，则所述第一控制芯片通过控制所述开关与设置模块使得所述广告灯箱由工作状态转入待机状态；若所述第一射频通信模块在设定时间内接收到同意握手信号，则所述第一射频通信模块发送指令请求信号。

优选的，所述第一射频通信模块接收指令信号，所述指令信号包括是否播放广告指令和播放广告内容的编号；所述播放广告内容存储在所述第一存储模块中；根据所述播放广告内容的编号，所述第一控制芯片通过所述开关与设置模块和所述第一存储模块控制所述显示模块显示广告。

优选的，所述显示模块显示广告时，所述第一射频通信模块发送播放成功信号。

优选的，接收到请求握手信号后，所述第二射频通信模块发送同意握手信号。

优选的，接收到指令请求信号后，所述第二射频通信模块发送指令信号，所述指令信号包括是否播放广告指令和播放广告内容的编号。

优选的，接收到播放成功信号后，所述第二控制芯片更新播放广告内容的编号，所述第二存储模块存储所述播放广告内容的编号。

优选的，接收到播放成功信号后，所述第二控制芯片更新广告播放的次数，所述第二存储模块存储所述广告播放的次数。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例基于无线射频信号和激光对管构建广告灯箱自动控制系统。通过设置在轨道两侧的两对激光对管实现广告灯箱工作状态和待机状态的自动切换。通过位于广告灯箱中的第一射频通信模块与位于列车中的第二射频通信模块，实现广告灯箱与列车之间的全双工通信，从而自动控制显示模块的开启与关闭，并自动控制广告内容的切换。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种广告灯箱自动控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的一种广告灯箱自动控制系统的结构示意图；

图3为实施例2中广告灯箱部分控制流程图；

图4为实施例2中列车部分控制流程图。

其中，1-第一激光发射端、2-第一激光接收端、3-第二激光发射端、4-第二激光接收端、5-第一射频通信模块、6-第一控制芯片、7-第一存储模块、8-开关与设置模块、9-显示模块、10-第二射频通信模块、11-第二控制芯片、12-第二存储模块。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种广告灯箱自动控制系统，解决了现有技术中广告灯箱长时间处于开启状态造成能源消耗大、广告内容长期固定不变造成广告灯箱的利用率低的问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种广告灯箱自动控制系统，包括：

设置在所述广告灯箱中的显示模块、第一射频通信模块、第一控制芯片、第一存储模块、开关与设置模块；所述第一射频通信模块与所述第一控制芯片连接，所述开关与设置模块的两端分别与所述第一控制芯片和所述显示模块连接，所述第一存储模块的两端分别与所述第一控制芯片和所述显示模块连接；

设置在列车上的第二射频通信模块；

设置在轨道两侧的第一激光对管、第二激光对管；所述第一激光对管包括第一激光发射端和第一激光接收端，所述第二激光对管包括第二激光发射端和第二激光接收端；所述第一激光接收端和所述第二激光接收端分别位于所述广告灯箱的左右两侧并与所述第一控制芯片连接。

通过设置在轨道两侧的两对激光对管实现广告灯箱工作状态和待机状态的自动切换。通过位于广告灯箱中的第一射频通信模块与位于列车中的第二射频通信模块，实现广告灯箱与列车之间的全双工通信，从而自动控制显示模块的开启与关闭，并自动控制广告内容的切换。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1：

本实施例提供了一种广告灯箱自动控制系统，如图1所示，包括：第一激光发射端1、第一激光接收端2、第二激光发射端3、第二激光接收端4、第一射频通信模块5、第一控制芯片6、第一存储模块7、开关与设置模块8、显示模块9、第二射频通信模块10。

其中，所述显示模块9、所述第一射频通信模块5、所述第一控制芯片6、所述第一存储模块7、所述开关与设置模块8设置在广告灯箱中。

所述第二射频通信模块10设置在列车上。

所述第一激光发射端1和所述第一激光接收端2组成第一激光对管，所述第二激光发射端3和所述第二激光接收端4组成第二激光对管；所述第一激光对管和所述第二激光对管设置在轨道两侧；所述第一激光接收端2和所述第二激光接收端4分别位于所述广告灯箱的左右两端。

所述第一射频通信模块5与所述第一控制芯片6连接，所述开关与设置模块8的两端分别与所述第一控制芯片6和所述显示模块9连接，所述第一存储模块7的两端分别与所述第一控制芯片6和所述显示模块9连接。所述第一激光接收端2和所述第二激光接收端4分别与所述第一控制芯片6连接。

所述第一控制芯片6通过控制所述开关与设置模块8实现广告灯箱工作状态或待机状态的切换。

所述第一存储模块7存储播放的广告内容。

所述显示模块为led显示屏或led灯柱。

如图1所示，沿着列车行驶方向的右侧为所述广告灯箱所在位置，沿着列车行驶方向的右侧分别设置有所述第一激光接收端2和所述第二激光接收端4，沿着列车行驶方向的左侧设置有所述第一激光发射端1和所述第二激光发射端3。

所述第一激光接收端2位于所述广告灯箱的左侧，用于判断列车是否驶入所述广告灯箱的起始区；所述第二激光接收端4位于所述广告灯箱的右侧，用于判断列车是否驶出所述广告灯箱的结束区。

选用两对激光对管来实现对广告灯箱工作状态或待机状态的控制，是考虑到列车的行驶速度以及地铁隧道内的环境等问题，激光对管能够提高控制的灵敏度，增强稳定性，降低投入成本。

本发明提供的广告灯箱自动控制系统是通过列车驶入和驶出时激光接收端的输出电平发生变化来产生相关控制信号。例如，当列车到达所述广告灯箱的左侧，所述第一激光接收端2无法接收到激光，则输出一个高电平至所述第一控制芯片6，使得所述广告灯箱进入工作状态；当列车完全离开时，本来无法接收到激光的所述第二激光接收端4接收到激光，输出一个低电平给所述第一控制芯片6，使得所述广告灯箱进入待机状态。

通过设置在轨道两侧的两对激光对管实现广告灯箱工作状态和待机状态的自动切换。通过位于广告灯箱中的所述第一射频通信模块5与位于列车中的所述第二射频通信模块10，实现广告灯箱与列车之间的全双工通信，从而自动控制所述显示模块9的开启与关闭，并自动控制广告内容的切换。

所述第一射频通信模块5和所述第二射频通信模块10不对地铁或轻轨已有的正常通信造成影响，并且满足列车的响应速度要求。目前的通信模块基本都能满足上述要求，因此本发明对通信模块没有特殊的要求。通信可采用zigbee、wi-fi、ble等。例如，可以采用2.4g串口透传模块，利用其全双工的工作状态来进行通信，识别到达列车的车次，再通过所述第一控制芯片7来控制播放的广告内容。

通过理论计算可以更清楚地了解本发明提供的广告灯箱自动控制系统的节能效果。

目前地铁隧道里的“动画广告”有两种：第一种是一片片的静态led显示屏，在隧道壁上连续安装400到800个，通过限制安装在隧道壁上的每幅单张画面的可视角度，在列车高速运动的时候，使安装在隧道壁上的画面在与乘客相对固定的位置上逐一快速闪过，从而使乘客感受到动画效果。第二种是在隧道内壁上安装的是一条条垂直的发光器，每个发光器高度近1米，上面分布着近600个led作为一列像素，两个发光器之间间隔约1.2米。这种“动画”要设置在地铁车速较为稳定的一段区间，当列车静止时，只能看到每根光柱上各种颜色的光点，当列车快速运动起来的时候，利用“视觉暂留”的原理(1/24秒)可以形成动态的画面。

第一种广告牌是静态led显示屏，根据相关资料显示，北京地铁隧道内的led屏所采用的规格是2m×1m全彩，此规格的显示屏的额定功耗为13w，以600个led显示屏连续工作16个小时(地铁一天工作时长)为例进行计算，其耗能为124.8千瓦时。

第二种广告牌是静态led灯柱，每个灯柱有将近600个led灯，每隔1.2米有一个灯柱，假定在长度为1200m的隧道内安装了这种灯柱，共有1000个灯柱，每个灯柱的平均功率约为0.1w，其连续工作16个小时的耗能为1.6千瓦时。

上述两种类型，播放的广告内容在一定的时间内是固定不变的，通常来说上述两种广告牌的造价已经超过了百万元。

本发明提供的广告灯箱自动控制系统是每当列车进入广告区，显示模块才亮起，列车驶离广告区显示模块就熄灭。以地铁为例，地铁发车间隔大概是3-5分钟，平均时速25km/h，平均站距为1.40km。以600个led显示屏(或灯柱)为例，广告区距离为1.2km，广告灯亮的时长为3分钟，每隔5分钟点亮一次灯，这样广告灯一天的工作时间减少了10个小时，工作时间为原来的八分之三，相应的耗能也减小到原来的八分之三，节约的能量相当可观。本发明提供的广告灯箱自动控制系统适用于多种轨道交通方式，如地铁、轻轨。

本发明通过激光对管以及射频通信模块的共同作用，根据是否有列车行驶通过切换广告灯箱的工作状态与待机状态，减少广告灯箱在无列车经过的空闲时间所消耗的电能，从而节省电能。系统成本低，寿命长，可靠性高，操作、控制简便，实用性强。同时，通过列车与广告灯之间进行的全双工的通信，能够识别到达列车的车次，可以实现对广告灯箱播放内容的控制，使列车从起点到终点经过的广告灯箱播放的广告不重复，或者将同一列车运营期间内广告的重复率降到最低，避免乘客产生视觉疲劳，从而达到更好的宣传效果；并且由于广告的重复率低，可以将更多的广告或者其他宣传内容加入到广告系统里，可以降低商家相应的广告费用，为更多商家广告的植入创造条件，从而更大程度的提高广告的利用率，在同样的资金投入下实现更大的价值。

实施例2在实施例1的基础上增加了第二控制芯片和第二存储模块，并提供了另一种具体的对广告灯箱的控制方法。

实施例2：

本实施例提供了一种广告灯箱自动控制系统，如图2所示，包括：第一激光发射端1、第一激光接收端2、第二激光发射端3、第二激光接收端4、第一射频通信模块5、第一控制芯片6、第一存储模块7、开关与设置模块8、显示模块9、第二射频通信模块10、第二控制芯片11、第二存储模块12。

其中，所述显示模块9、所述第一射频通信模块5、所述第一控制芯片6、所述第一存储模块7、所述开关与设置模块8设置在广告灯箱中。

所述第二射频通信模块10、所述第二控制芯片11、所述第二存储模块12设置在列车上。

所述第一激光发射端1和所述第一激光接收端2组成第一激光对管，所述第二激光发射端3和所述第二激光接收端4组成第二激光对管；所述第一激光对管和所述第二激光对管设置在轨道两侧；所述第一激光接收端2和所述第二激光接收端4分别位于所述广告灯箱的左右两侧。

所述第一射频通信模块5与所述第一控制芯片6连接，所述开关与设置模块8的两端分别与所述第一控制芯片6和所述显示模块9连接，所述第一存储模块7的两端分别与所述第一控制芯片6和所述显示模块9连接。所述第一激光接收端2和所述第二激光接收端4分别与所述第一控制芯片6连接。所述第二控制芯片11分别与所述第二射频通信模块10和所述第二存储模块12连接。

所述第一控制芯片6通过控制所述开关与设置模块8实现广告灯箱工作状态或待机状态的切换。

所述第一存储模块7存储播放的广告内容。

所述显示模块为led显示屏或led灯柱。

实施例2中的广告灯箱部分控制流程包括：

所述列车驶入所述广告灯箱的起始区域并遮挡所述第一激光对管时，使得所述第一激光接收端2无法接收到激光，所述第一激光接收端2发送遮挡信号至所述第一控制芯片6；所述第一控制芯片6接收到所述遮挡信号后，通过控制所述开关与设置模块8使得所述广告灯箱由所述待机状态转入所述工作状态；

所述列车驶出所述广告灯箱的结束区域并结束遮挡所述第二激光对管时，使得所述第二激光接收端4收到激光，所述第二激光接收端4发送遮挡结束信号至所述第一控制芯片6；所述第一控制芯片6接收到所述遮挡结束信号后，通过控制所述开关与设置模块8使得所述广告灯箱由所述工作状态转入所述待机状态。

所述广告灯箱进入工作状态后，所述第一射频通信模块5发送请求握手信号；若所述第一射频通信模块5在设定时间内没有接收到同意握手信号，则所述第一控制芯片6通过控制所述开关与设置模块8使得所述广告灯箱由所述工作状态转入所述待机状态；若所述第一射频通信模块5在设定时间内接收到同意握手信号，则所述第一射频通信模块5发送指令请求信号。

所述第一射频通信模块5接收指令信号，所述指令信号包括是否播放广告指令和播放广告内容的编号；所述播放广告内容存储在所述第一存储模块7中；根据所述播放广告内容的编号，所述第一控制芯片6通过所述开关与设置模块8控制所述显示模块9显示广告。

所述显示模块9显示广告时，所述第一射频通信模块5发送播放成功信号。

如图3所示，广告灯箱部分的控制流程包括：(1)初始化；(2)接收遮挡信号；(3)发送请求握手信号；(4)接收同意握手信号；(5)发送指令请求信号；(6)接收指令信号；(7)播放广告，发送播放成功信号；(8)接收遮挡结束信号；(9)关闭广告。

与广告灯箱部分的控制流程对应，实施例2中的列车部分控制流程包括：

接收到请求握手信号后，所述第二射频通信模块10发送同意握手信号。

接收到指令请求信号后，所述第二射频通信模块10发送指令信号，所述指令信号包括是否播放广告指令和播放广告内容的编号。

接收到播放成功信号后，所述第二控制芯片11更新播放广告内容的编号，所述第二存储模块12存储所述播放广告内容的编号。

接收到播放成功信号后，所述第二控制芯片11更新广告播放的次数，所述第二存储模块12存储所述广告播放的次数。

如图4所示，列车部分控制流程包括：(1)初始化；(2)接收请求握手信号；(3)发送同意握手信号；(4)接收指令请求信号；(5)发送指令信号；(6)接收播放成功信号；(7)更新播放广告编号及广告播放的次数。

将广告灯箱部分和列车部分结合起来，控制流程如下：

列车到来时，首先遮挡进入广告区前的所述第一激光对管的激光信号，使所述第一激光接收端1的电路的输出电平发生变化，相应的变化信号传给广告灯箱部分，告知广告灯箱有物品遮挡激光信号，此物品很有可能是列车，广告灯箱在接收到此信号后由待机状态转入工作状态。

然后，广告灯箱通过无线通信模块即通过所述第一射频通信模块5发送相应的信息编码寻求与列车的握手，如果收到列车的反馈，表明握手成功，然后进行进一步的信息传递；如果在一段时间内并没有握手成功，则广告灯箱重新进入待机状态。

在握手成功以后，广告灯箱发出命令请求指令信号，等待列车中的所述第二射频通信模块10的指令。列车接收到信号后反馈给广告灯箱一个信号，此信号中包括了是否播放广告以及要播放的广告内容编号。广告灯箱接收到反馈后根据列车的指示来播放广告，并且发出信号告知列车广告播放成功，列车接收到信号后会对此广告的已播放次数进行更新记录，并完成下次广告播放内容编码的自动设置，然后重新进入待机状态，等待下一个广告灯箱的命令信号的下达。

最后，当列车驶离广告区，先遮挡所述第二激光对管的激光信号；等到遮挡结束，所述第二激光接收端4接收到激光并产生信号传给广告灯箱，广告灯箱将广告灯关闭，进入待机状态。

实施例2不仅可以低成本的消除广告的无效工作时间，节约电能。而且地铁运营商在掌握地铁隧道广告使用权的基础上可以将广告播放的次数、时长或时间段进行商品化，按照一天内广告播放的次数、时长或时间段来对商家进行收费。这种模式下可以引入更多的商家的广告植入，从而为地铁运营商创造更多的财富，同时提升了地铁隧道广告的商业价值。

本发明实施例提供的一种广告灯箱自动控制系统至少包括如下技术效果：

本申请实施例基于无线射频信号和激光对管构建广告灯箱自动控制系统。通过设置在轨道两侧的两对激光对管实现广告灯箱工作状态和待机状态的自动切换。通过位于广告灯箱中的第一射频通信模块与位于列车中的第二射频通信模块，实现广告灯箱与列车之间的全双工通信，从而自动控制显示模块的开启与关闭，并自动控制广告内容的切换。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。