一种车库用智能地砖及基于地砖的警示方法、供电方法

1.本发明涉及交通安全的技术领域，尤其涉及一种车库用智能地砖及基于地砖的警示方法、供电方法。


背景技术：

2.室内停车库有许多承重柱，经常有人、宠物在走动，行车环境比较复杂，常有与柱子刮蹭、两车相撞或刮擦、撞击行人等事故发生。且汽车在停车库中急转弯时如果离柱子较近，经常会导致刮蹭。目前采取的加强车库照明、柱子包裹反光警示条等方式实际上使得视觉环境更加复杂，并不能有效地防止事故的发生。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种车库用智能地砖及基于地砖的警示方法、供电方法。
4.为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种车库用智能地砖，包括顶盖、壳体，所述顶盖与壳体连接，所述壳体底部设有主板，主板上安装有压力传感器、压电模块、led模块、控制和通讯模块、天线、电源模块；压电模块设置于压力传感器下方；所述壳体四周侧均具有正极触点、负极触点，且位于对侧的触点位置对称。
6.进一步的，所述壳体的两个对侧均分别具有适配的插接凸起和插接凹槽。
7.进一步的，所述顶盖和壳体之间设置有弹性支撑件。
8.进一步的，所述正极触点、负极触点为平面金属接触件，所述平面金属接触件内侧设有压缩弹簧。
9.进一步的，所述顶盖表面对应压力传感器位置设置有凸起；所述顶盖表面对应led模块的位置设置有凹槽。
10.进一步的，所述控制和通讯模块包括uwb标签，与设置于车库四周的uwb定位基站通讯。
11.相应的，还提供一种基于智能地砖的警示方法，包括步骤：
12.s1.压力传感器获取的压力信号；
13.s2.控制和通讯模块根据压力传感器获取的压力信号生成行驶轨迹，并判断行驶轨迹是否与警示区域相交，若否，则不做处理；若是，则执行步骤s3；
14.s3.控制和通讯模块控制警示区域的led模块亮起。
15.进一步的，所述步骤s1之后还包括：
16.压电模块接收压力传感器获取的压力信号，并将接收到压力信号转化为电能；
17.电源模块存储压电模块转换后的电能，并为压力传感器、压电模块、led模块、控制和通讯模块提供电能。
18.进一步的，所述步骤s2还包括：通过uwb标签、uwb基站、天线对地砖进行定位。
19.相应的，还提供一种基于智能地砖的供电方法，包括步骤：
20.s1.判断当前地砖的电量是否低于预设值，若是，则执行步骤s2；
21.s2.判断与当前地砖相邻地砖的电量是否高于预设值，若是，则执行步骤s3；
22.s3.控制相邻地砖为当前地砖提供电能。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24.1、本发明通过压电模块获取电能，不需要额外连接电源设备；
25.2、本发明设置的正极触点和负极触点为平面金属接触件，内侧设有压缩弹簧，通过弹性支撑使得触点在不受外力作用时微微凸起于地盒壳体表面，压紧时又可以与地盒壳体贴合，此保证地砖铺设时触点和触点紧密贴合可以形成通路；
26.3、本发明通过壳体的嵌合结构，使多个地砖间形成正极接正极、负极接负极的并联电路，且此电路开关可控；
27.4、本发明通过uwb标签、天线、uwb基站实现对地砖定位，且控制和通讯模块还可实现信息通讯和处理；
28.5、本发明压力传感器阵列可以通过动态的压力变化预测车辆行驶轨迹，同时也可以感知行人、宠物和停止车辆的位置；
29.6、本发明可以实现相邻地砖对当前地砖进行供电的效果。
附图说明
30.图1是实施例一提供的一种车库用智能地砖结构图；
31.图2是实施例一提供的一种车库用智能地砖示意图；
32.图3是实施例一提供的智能地砖连接示意图；
33.图4是实施例二提供的一种基于智能地砖的警示方法流程图；
34.图5是实施例二提供的行驶轨迹示意图；
35.图6是实施例四提供的一种基于智能地砖的供电方法流程图；
36.图7是实施例四提供的相邻地砖供电示意图。
具体实施方式
37.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种车库用智能地砖及基于地砖的警示方法、供电方法。
39.实施例一
40.本实施例提供的一种车库用智能地砖，如图1
‑
2所示，地砖包括顶盖1、壳体2，顶盖1与壳体2连接；顶盖1与壳体2之间设置有弹性支撑件3，其中弹性支撑件3固定设置于壳体2上，用于缓冲顶盖1与壳体2的连接。
41.本实施例的以地砖为正方形为例具体说明：
42.壳体2为工程塑料，壳体2底部设有主板4，主板4上安装有压力传感器7、压电模块8、led模块9、控制和通讯模块10、天线11、电源模块12；壳体2四周侧均具有正极触点5、负极触点6，且位于对侧的触点位置对称；其中，电源模块12分别与压力传感器7、压电模块8、led模块9、控制和通讯模块10通讯连接；控制和通讯模块10分别与压力传感器7、led模块9通讯连接；
43.顶盖1为规则正方形的耐磨橡胶板，对应压力传感器7位置设置凸起，和压力传感器7紧密结合从而敏感地传递局部压力；且顶盖1还设有嵌入led模块9的凹槽，使led模块9略低于顶盖1表面。
44.压力传感器7阵列分布于主板上，且一块地砖共设有9个压力传感器7，用于感知顶盖传递的压力。
45.压电模块8设置于压力传感器7下方，其数量与压力传感器7的数量相同，也是9个，用于接收压力传感器获取到的压力，并将压力转换为电能。
46.电源模块12内置充电电池，存储压电模块8转换后的电能，并为压力传感器7、led模块9、控制和通讯模块10提供电能。
47.控制和通讯模块10包括uwb标签，并结合天线11进行定位、信息通讯和处理；具体为：车库内同一平面上(贴近地面)设有至少3个uwb定位基站，uwb定位基站与地砖中的uwb标签相互通信；uwb定位基站与时间同步器和外部的中央控制器连接，中央控制器通过uwb定位基站、uwb标签实现对地砖内的定位。
48.需要说明的是，uwb定位基站与uwb标签对地砖如何进行定位的可通过现有技术实现。
49.在本实施例中，壳体2的两个对侧均分别具有适配的插接凸起和插接凹槽，也就是若正方形壳体的左侧为插接凸起，则壳体的右侧即为插接凹槽，便于铺设时确认方向，形成正确的电流通路。
50.壳体2四周侧均具有正极触点5、负极触点6，一个地砖壳体有4个侧面，则共有4个正极触点和4个负极触点，一个侧面的正极触点和负极触点分别设置于插接凸起或插接凹槽的两端。
51.壳体2四周侧的正极触点、负极触点为平面金属接触件，平面金属接触件内侧设有压缩弹簧。
52.在本实施例中，上述内容为一块地砖的结构组成，在实际使用时，会在车库底面铺设若干地砖(整个车库全部铺满)；如图3所示，每块地砖之间通过壳体2周边侧的插接凸起和插接凹槽相适配连接，且每块地砖之间的正极接触点与正极接触点连接，负极接触点与负极接触点连接，每块地砖之间的接触点通过压缩弹簧使得触点在不受外力作用时微微凸起于壳体2表面，压紧时又可以与壳体2贴合，此结构保证地砖铺设时触点和触点紧密贴合可以形成通路。本实施例每块地砖的壳体2进行配合形成嵌合结构，地砖间形成正极接正极、负极接负极的并联电路，且此电路开关可控。
53.与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
54.1、本发明通过压电模块获取电能，不需要额外连接电源设备；
55.2、本发明设置的正极触点和负极触点为平面金属接触件，内侧设有压缩弹簧，通过弹性支撑使得触点在不受外力作用时微微凸起于地盒壳体表面，压紧时又可以与地盒壳
体贴合，此保证地砖铺设时触点和触点紧密贴合可以形成通路；
56.3、本发明通过壳体的嵌合结构，使多个地砖间形成正极接正极、负极接负极的并联电路，且此电路开关可控；
57.4、本发明通过uwb标签、天线、uwb基站实现对地砖定位，且控制和通讯模块还可实现信息通讯和处理；
58.实施例二
59.本实施例提供一种基于智能地砖的警示方法，如图4所示，包括步骤：
60.s1.压力传感器获取压力信号；
61.s2.控制和通讯模块根据压力传感器获取的压力信号生成行驶轨迹，并判断行驶轨迹是否与警示区域相交，若否，则不做处理；若是，则执行步骤s3；
62.s3.控制和通讯模块控制警示区域的led模块亮起。
63.需要说明的是，本实施例是基于实施例一的一种车库用智能地砖的警示方法。
64.在本实施例中，如图5所示，地砖紧贴柱子等障碍物依次平铺于地面，地砖相邻连通后led模块将闪烁提示，地砖铺设完成后，uwb定位基站对地砖进行定位，获知每个id的地砖在场地内的坐标位置，并可初始标记柱子区域。
65.在步骤s1中，压力传感器获取压力信号。
66.当有车辆、行人、宠物等通过后，压力传感器会获取到压力信息，且可以根据获取到的压力值判断出通过的是车辆还是行人还是宠物。
67.在步骤s2中，控制和通讯模块根据压力传感器获取的压力信号生成行驶轨迹，并判断行驶轨迹是否与警示区域相交，若否，则不做处理；若是，则执行步骤s3。
68.当压力传感器获取到压力信号后，地砖内的uwb标签、天线以及车库的uwb基站会对地砖进行定位，得到具体是哪一块地砖或哪几块地砖有压力信号的产生，并根据压力传感器获取到的压力以及定位到的地砖位置可以进一步预测车辆、行人或宠物等的行驶轨迹。
69.如图5所示，当压力传感器阵列获取到了行人、宠物、车辆等的信号后，将该区域设为动态警示区域，并对该动态警示区域进行标记，如led灯亮起。
70.在本实施例中，车库内还设有柱子，则在柱子周围自动标注静态警示区域，且也可以通过led灯亮起的方式达到警示的目的。
71.在步骤s3中，控制和通讯模块控制警示区域的led模块亮起。
72.当行驶轨迹和警示区域相交时，警示区域的led灯亮起，提示车辆避让。当车辆或行人或宠物驶过警示区域后，led灯熄灭。
73.实施例三
74.本实施例提供的一种基于智能地砖的警示方法与实施二的不同之处在于：
75.在本实施例中，步骤s1之后还包括：
76.压电模块接收压力传感器获取的压力信号，并将接收到压力信号转化为电能；
77.电源模块存储压电模块转换后的电能，并为压力传感器、压电模块、led模块、控制和通讯模块提供电能。
78.实施例四
79.本实施例提供一种基于智能地砖的供电方法，如图6所示，包括步骤：
80.s1.判断当前地砖的电量是否低于预设值，若是，则执行步骤s2；
81.s2.判断与当前地砖相邻地砖的电量是否高于预设值，若是，则执行步骤s3；
82.s3.控制相邻地砖为当前地砖提供电能。
83.需要说明的是，本实施例是基于实施例一的一种车库用智能地砖的供电方法，具体实现方式如下：
84.车辆行驶过程中，经过的地砖由压电模块产生电能，对电源模块充电。基于有的地砖长期未受压电量不足的问题，外部的中央控制器定期获取每块地砖的电量情况(主要依据是电池电压)，若发现有地砖电量低(设为x号)，先查询其周边最近距离处的地砖的是否有电量高于x的，若有(设为y号，且设y为x相邻的)，则中央控制器通过无线通讯，给y、x发命令，如图7所示，具体为：
85.设x当前电压低于正常值，y当前电压正常且高于x一定值u，中央控制器获取这些信息后，发命令给x、y，x供电控制电路以一定的pwm(电池寿命)占空比工作(具体占空比大小关联u)，y供电控制电路则直通，于是y电池实现对x电池充电，满足条件后停止。
86.在本实施例中，每块地砖有4个弹性正极触点，且并联；有4个弹性负极触点，且并联；每个接触点包括：弹簧(一端连接地砖内部，一端连接触点)，触点采用金属导电材料，平时弹簧为自然状态，触点伸出，铺设时，触点与另一块地砖的触点接触，压紧后，为缩进状态，与地砖侧面齐平。平时可控开关电路断开，即触点与正极间不导通。。
87.每块地砖内置电池，电池具有正、负极，电池正极连接供电控制电路，该电路是由开关器件构成的电路，比如三极管、mosfet或开关芯片等，该电路可受控制和通讯模块控制，实现导通或关断。导通时，接通电池正极和正极触点，关断时，则电池正极和正极触点断开。此外，开关器件可由控制和通讯模块发出的pwm命令控制。电池负极与负极触点直接连接，地砖间贴紧后，电池负极间即接通。
88.虽然4个正极触点并联在一起，同时输出，但由于相邻其他砖的供电控制电路未接通，所以不会对x以外的相邻砖供电。
89.在本实施例中，如果把场地内所有砖纳入考虑，则可以根据电量排序，实现复杂供电控制，在不损伤电池寿命的情况下，也可以电池在被充电的同时，对别的电池充电，即充、放电同时进行，如：
90.设x电量正常(电压ux)，其右方第一块a(电压ua)、第二块b(电压ub)、第三块c(电压uc)电量都低于正常值，且uc>ub>ua，则可以按如下方法控制：x对a充电，a正常后，a对b充电，b正常后，b对c充电，期间如果x电量也不正常了，可以从相邻的正常的(如果有)补充电能。本实施例可以跨越多块地砖实现充电。
91.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。