專利名稱：信令信標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線電頻率控制的信令信標(biāo)，它具有一個(gè)亮點(diǎn)光，同樣地一個(gè)光生伏打電池饋給內(nèi)部的電路。
已知的信令信標(biāo)備有發(fā)光的點(diǎn)光源，用于標(biāo)記被用于公共工作的區(qū)域，主要地用于道路工作，諸如臨時(shí)的改道。
通常，所述信標(biāo)裝備來(lái)自發(fā)電機(jī)的電源并且利用電纜彼此連接。這個(gè)系統(tǒng)具有需要外接電源饋送所述信標(biāo)裝置的顯著的缺點(diǎn)。提及的發(fā)電機(jī)通常具有相當(dāng)?shù)某叽绮⑶疫@引起在移動(dòng)它們時(shí)的問(wèn)題。另一方面，任何電纜之一中的自發(fā)的或者無(wú)意識(shí)的任何斷開(kāi)意味著在該裝置中一個(gè)或者所有的信標(biāo)斷電。
已知的另一個(gè)系統(tǒng)是在每一個(gè)信令信標(biāo)中裝有電池。這避免了電纜斷開(kāi)的問(wèn)題，但是帶來(lái)顯著的費(fèi)用，事實(shí)上需要以一定的規(guī)則代替所述電池。另外，各個(gè)信標(biāo)必須獨(dú)立地開(kāi)和關(guān)并且手動(dòng)執(zhí)行，這意味著顯著的浪費(fèi)時(shí)間并且在接通和關(guān)閉時(shí)缺乏控制。
在William Lane的國(guó)際專利WO-9313984-A中，描述用于飛機(jī)場(chǎng)跑道的照明系統(tǒng)，以便幫助飛機(jī)著陸。所述照明系統(tǒng)是由發(fā)光的點(diǎn)光源，電池組電池，太陽(yáng)能電池和天線組成，它檢測(cè)信號(hào)的接收和接通發(fā)光的燈。另外，該設(shè)備設(shè)有光傳感開(kāi)關(guān)，以便保證點(diǎn)光源在白天不亮。
在Italsolar S.pA.的國(guó)際專利WO-9205612-A中，也描述用于飛機(jī)場(chǎng)的一個(gè)照明系統(tǒng)。所述系統(tǒng)是由一個(gè)或者多個(gè)光生伏打模塊，電池，充電調(diào)節(jié)器，電流源和控制模塊，一個(gè)或者多個(gè)發(fā)光的點(diǎn)光源和一個(gè)控制與遙控單元組成。電流源與控制模塊裝配有一個(gè)微處理器，它控制內(nèi)部的電功能和發(fā)射機(jī)。
在Jose Jorba Gonzalez的西班牙的專利9400035中，描述一個(gè)信令圓錐體，它是由裝配到空外殼內(nèi)的發(fā)光的點(diǎn)光源組成，其中除了開(kāi)關(guān)裝置之外裝配了電池。該圓錐體也由太陽(yáng)能電池和接收電磁輻射的設(shè)備組成。當(dāng)接收機(jī)制接收由在遠(yuǎn)處的發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁輻射時(shí)，該開(kāi)關(guān)裝置接通。
所有提到的專利具有在下面描述的一系列顯著的缺點(diǎn)。
主要地，重要的是強(qiáng)調(diào)上面提到的系統(tǒng)不可能堆積的，這是因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)或者因?yàn)槠渌δ艿脑?。這個(gè)缺點(diǎn)意味著它們的傳輸更困難，同樣地它們的安裝也困難。
在第二位的，提到的系統(tǒng)不允許它們自己關(guān)閉，這意味著全部都具有標(biāo)稱的消耗，這導(dǎo)致電池的放電，雖然非常小，即使當(dāng)它們不使用和因此減小它們的自主性。
另一方面，由于太陽(yáng)能電池的配置，上面提到的系統(tǒng)的能量平衡是非常差的，這是考慮到提到的系統(tǒng)要求的能量特性。
最后，所述系統(tǒng)不是非常通用的，這意味著它們是用于特定的應(yīng)用并且不允許不同的使用，諸如在道路上的電子籬笆或者分隔墻(divider)。
利用本發(fā)明的信令信標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述缺點(diǎn)的解決方案，提供將描述的其它優(yōu)點(diǎn)。
信令信標(biāo)的特征在于該發(fā)光的指示器的控制電路是由定時(shí)器，針對(duì)定時(shí)器和發(fā)光的指示器的偏振的邏輯電路組成，除了在所述信標(biāo)重疊情況下關(guān)閉能量累積設(shè)備的連接機(jī)構(gòu)。
用這種方式實(shí)現(xiàn)了可堆積的信令信標(biāo)并且允許自動(dòng)關(guān)閉而不具有任何標(biāo)稱的消耗，并且是非常通用的。
最好，光生伏打電池是由16個(gè)相等的電池單元串聯(lián)組成，形成總表面積至少為100cm2，最好120cm2。
利用所述配置，以正能量平衡實(shí)現(xiàn)一個(gè)供給系統(tǒng)，給出用于它的正確的工作的更加充分自主性的信標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明的特性，這個(gè)發(fā)射機(jī)-無(wú)線電頻率編碼器電路是由一個(gè)天線，一個(gè)發(fā)射機(jī)，一個(gè)編碼器，很多的微開(kāi)關(guān)和一個(gè)‘上拉’電阻器組成。
發(fā)射機(jī)-編碼器電路產(chǎn)生9比特光柵，它是通過(guò)無(wú)線電頻率發(fā)送的并且包含必需的數(shù)據(jù)，為了該電路控制該信標(biāo)的管理。
最好該接收器-解碼器電路由天線，接收機(jī)，解碼器，很多的開(kāi)關(guān)和‘上拉’電阻器組成。
利用這個(gè)配置，通過(guò)無(wú)線電頻率發(fā)送的9比特光柵由發(fā)射機(jī)-編碼器電路實(shí)現(xiàn)并且被解碼，以使它可能由該控制電路翻譯。
有利地，發(fā)光的指示器是由至少一個(gè)高發(fā)光的發(fā)光二極管組成。
根據(jù)對(duì)該信標(biāo)要求的本申請(qǐng)，提供的發(fā)光二極管的數(shù)量必須改變，同樣地它們的定位也必須改變。
另外，該信令信標(biāo)是由在內(nèi)側(cè)裝配能量累積設(shè)備的一個(gè)支架組成。
這個(gè)支架的配置可能非常不同并且是它給出了上述的通用性。因此，可能在不同的情形諸如在地上，在電子籬笆或者在道路的中心的帶使用該信標(biāo)以反向檢測(cè)分開(kāi)通道。
根據(jù)本發(fā)明的組成，該信令信標(biāo)包括在該支架里側(cè)的一個(gè)雷達(dá)設(shè)備。
如果該信標(biāo)是在道路上使用時(shí)，該雷達(dá)允許控制車輛的速度。
而且有利地，該能量累積設(shè)備是一個(gè)鉛蓄電池。
指出由發(fā)射機(jī)-編碼器電路發(fā)送的信號(hào)的頻率范圍是從25到1,000MHz并且具有小于10mW的電勢(shì)也是重要的。
用這種方式可能以對(duì)減少使用的類型的一些限制使用低的電勢(shì)設(shè)備，這意味著在這些頻率可能使用該信標(biāo)而不必申請(qǐng)?jiān)S可。
信令信標(biāo)具有一個(gè)連桿；在連桿的一端與連接機(jī)構(gòu)接觸，而另一端保持空閑。
當(dāng)該信標(biāo)重疊時(shí)，該連桿啟動(dòng)在下面該信標(biāo)的蓋并且間接地啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)執(zhí)行對(duì)該信標(biāo)電路的電源的切斷。
至此已經(jīng)提出包含在其中的一些附圖以便給出更好的理解，這些附圖是示意圖并且僅僅利用不是限制的例子，提供它的執(zhí)行的實(shí)際的情況。
在所述附圖中，


圖1是本發(fā)明的目的的信令信標(biāo)的分解圖。
圖2是圖1中的信令信標(biāo)的方框電路圖。
圖3表示用于控制圖1中的信令信標(biāo)的發(fā)光的指示器的電子電路圖，信令信標(biāo)的接收機(jī)-解碼器電路的控制圖；和圖4表示本發(fā)明中的信標(biāo)的發(fā)射機(jī)-編碼器的電子電路圖。
正如在圖1中可以看到的，作為本發(fā)明的目的的信令信標(biāo)1是由用于保護(hù)信標(biāo)的內(nèi)部的蓋2，光生伏打電池3，可找到與該信標(biāo)1相關(guān)的所有的電路(參見(jiàn)圖3)的印刷電路板4，膜片5，機(jī)殼6，用于信標(biāo)1電子電源的電池7和用于信標(biāo)1的支架8組成的。
在所述圖中，信標(biāo)1的支架8是一個(gè)圓錐體，它的上部已經(jīng)被切掉。利用這個(gè)實(shí)施例，可能使用信標(biāo)1例如用于在道路上可能出現(xiàn)任意事件的信令。存在另一個(gè)可能的支架，允許例如在分開(kāi)電子籬笆使用信標(biāo)1，典型地在城鎮(zhèn)中使用；在保護(hù)電子籬笆，在道路上使用；或者在以相對(duì)檢測(cè)的分開(kāi)通道的道路中心帶中。
因此，由于本發(fā)明的信標(biāo)1的大的通用性，可能在任何類型事故的信令要求的任何位置中使用所述信標(biāo)1。
在圖2中，可以看到信標(biāo)1的方框電路圖?？梢岳斫?，該電路是由光生伏打電池3，保護(hù)二極管10，存儲(chǔ)由光生伏打電池3產(chǎn)生的能量的電池7，電子控制與接收機(jī)-解碼器電路4和很多的發(fā)光的指示器13組成。
光生伏打電池3具有120cm2的近似區(qū)域，被分成串聯(lián)連接的16個(gè)相等的部分，以便在標(biāo)準(zhǔn)的照明條件下實(shí)現(xiàn)9.2V的開(kāi)路電壓和200mA的短路電流。利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的這個(gè)配置，在好的輻射條件下，已經(jīng)可能獲得接近于800W/m2的輻射值，出現(xiàn)多達(dá)9伏特的電池的輸出值和多達(dá)大致200mA的電流。所有的這些數(shù)據(jù)導(dǎo)致正能量平衡并且足夠它使用。
保護(hù)二極管10是一個(gè)肖特基(Schottky)二極管，具有0.32V的Vf。
電池7是一個(gè)6V和5Ah的鉛蓄電池。使用6V和4Ah的電池也是可能的，但是在這種情況下，信標(biāo)1的自主性降低了。
發(fā)光的指示器13是由一組6個(gè)高強(qiáng)度發(fā)光二極管(LED)組成的。發(fā)光二極管顏色可以變化，但是突出紅(635nm)，橙(618nm)，琥珀色(588nm)，黃綠色(570nm)和綠色(560nm)。當(dāng)工作在20mA的電流電平時(shí)，這些發(fā)光二極管給出10至25cd之間的亮度。
正如在圖3中可以看到的，具有發(fā)光的指示器13的一個(gè)電子控制電路14是由以穩(wěn)定的方式配置的和工作在1Hz頻率，具有91.5％的工作周期的一個(gè)定時(shí)器CMOS 55515組成的，使得該發(fā)光二極管13每秒周期地發(fā)光，這意味著當(dāng)定時(shí)器輸出15是在低電平時(shí)，和閃光的持續(xù)時(shí)間大約80ms?？刂齐娐?4也是由執(zhí)行偏振定時(shí)器15的邏輯功能的方框16和發(fā)光二極管13組成的。方框16是基于74HC00，其中僅僅使用四個(gè)與非門(mén)端口17的兩個(gè)端口。所述方框16的輸入變量是點(diǎn)燃信號(hào)18，微光方式信號(hào)19和指示沒(méi)有環(huán)境光的信號(hào)20。
信號(hào)18和19是從發(fā)射機(jī)-編碼器電路22通過(guò)無(wú)線電頻率獲得的，而信號(hào)20直接地是光生伏打電池3的輸出電壓(當(dāng)電池3是在照明下，這個(gè)信號(hào)20是高電平1，而當(dāng)電池3如果沒(méi)有照亮?xí)r，它是低電平0)。在下面的表中可以看到發(fā)光二極管的狀態(tài)(發(fā)光/不發(fā)光)，它構(gòu)成發(fā)光的指示器13的一部分，依照方框16的邏輯的輸入變量值
電子控制電路14也是由超小型開(kāi)關(guān)23組成，像由一個(gè)操縱桿觸發(fā)的SPTD微開(kāi)關(guān)。這個(gè)開(kāi)關(guān)23利用連桿(未表示)在啟動(dòng)自身上具有關(guān)閉到重疊信標(biāo)1的電源的功能。一方面，所述連桿是與開(kāi)關(guān)23接觸，同時(shí)另一方面它是空閑的并且是由被重疊的信標(biāo)1的蓋2啟動(dòng)。
電壓輸入24對(duì)應(yīng)于電池7的正端子，而其余的分量形成定時(shí)器15的配置的一部分，并且是其正確的工作必需的，其結(jié)果它不需要執(zhí)行分析。
在圖3中，可以看到接收機(jī)-解碼器控制電路21，它預(yù)定接收和解碼由電子發(fā)射機(jī)-編碼器電路22發(fā)送的信號(hào)。所述電路是由天線25，接收機(jī)電路26，解碼器27，很多的微開(kāi)關(guān)28和上拉電阻器29組成的。
天線25是基于一個(gè)□/4單極和進(jìn)行其大小的選擇，必須考慮無(wú)線電控制激活的范圍和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
接收機(jī)26是一個(gè)RFM的RX1005，即一個(gè)ASH接收機(jī)，它允許寬間隔的脈沖調(diào)制方案。它具有非常低的消耗，它可以而不必任何類型的許可而使用，并且在信息的編碼/解碼中有大的通用性。
解碼器27是摩托羅拉公司的MC45027，并且它是CMOS低消耗集成電路，能夠翻譯由電子發(fā)射機(jī)-編碼器電路22提供的信息。所述信息是由9比特光柵組成的，前面的五比特是地址比特，它允許三重編碼的243不同的地址和二進(jìn)制編碼的32不同的地址；并且它的四個(gè)剩余比特是數(shù)據(jù)比特，使用兩個(gè)比特一個(gè)比特用于信號(hào)18和另一個(gè)比特用于信號(hào)19。
微開(kāi)關(guān)28用于分配五個(gè)規(guī)定的比特的地址(一個(gè)微開(kāi)關(guān)一個(gè)比特)，同時(shí)上拉電阻器29允許對(duì)每個(gè)解碼器地址輸入27選擇高電平或者低電平。
在圖4中，表示了電子發(fā)射機(jī)-編碼器電路22。所述電路執(zhí)行信號(hào)編碼和通過(guò)無(wú)線電頻率傳輸?shù)皆撔艠?biāo)1。該電路是由天線30，小型的發(fā)射機(jī)31和編碼器32組成的。
天線30是基于一個(gè)□/4單極和進(jìn)行諸如其大小的選擇特性，必須考慮無(wú)線電控制激活的范圍和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
調(diào)整所使用的小型化的發(fā)射機(jī)31到433.92MHz傳輸頻率并且在歐洲不要求特許證，事實(shí)上應(yīng)用于提供它使用的頻帶的規(guī)則。發(fā)射機(jī)從上述的編碼器32收到的光柵中產(chǎn)生通-斷鍵控(OOK)調(diào)制。
編碼器32產(chǎn)生發(fā)射機(jī)31用于調(diào)制的9比特光柵。前5比特是地址比特并且與分配給編碼器32的前5個(gè)輸入引腳的值一致，而剩余4比特是數(shù)據(jù)比特。這些四比特的僅僅兩個(gè)比特是信號(hào)18和19需要的。已經(jīng)設(shè)計(jì)了圖中所示的其余的成分，以便獲得14ms比特周期，它允許72比特/秒的傳輸速度。
由該光柵的前5比特形成的地址利用構(gòu)成微開(kāi)關(guān)33和上拉電阻器34的部件分配，對(duì)于每個(gè)編碼器32地址輸入允許選擇高電平或者低電平。因此，利用這個(gè)二進(jìn)制的編碼，可以識(shí)別總共32個(gè)不同的地址。
本發(fā)明的信標(biāo)1的工作如下。
一旦在期望的位置放置了信標(biāo)1，假定它是必要的，則其照明繼續(xù)著。為了做到這一點(diǎn)，光生伏打電池3必須產(chǎn)生能量，它是存儲(chǔ)在電池7中的。在電子編碼器-發(fā)射機(jī)電路22中，編碼器32產(chǎn)生9比特光柵(首先五比特是地址比特，它是由微開(kāi)關(guān)33和上拉電阻43確定的，四個(gè)剩余比特是數(shù)據(jù)比特)，它們利用發(fā)射機(jī)31通過(guò)無(wú)線電頻率以433.92MHz的傳輸頻率通過(guò)天線30發(fā)送。這個(gè)光柵由電子接收機(jī)-解碼器電路21通過(guò)天線25接收。這個(gè)光柵傳遞到接收機(jī)26，隨后傳遞給解碼器27，在電子發(fā)射機(jī)-編碼器電路22中執(zhí)行該光柵中編碼的信息的翻譯。為了做到這一點(diǎn)，微開(kāi)關(guān)28和上拉電阻器29提供等于由所述發(fā)射機(jī)-編碼器電路22產(chǎn)生的光柵的五個(gè)地址比特的五個(gè)地址比特是必要的。
隨后，該解碼器產(chǎn)生信號(hào)18和19，它傳遞給信標(biāo)1的電子控制電路14。除了直接地從光生伏打電池3的輸出電壓獲得的表示燈光存在或者不存在的信號(hào)20之外，所述信號(hào)18和19是由方框16接收的，其偏振定時(shí)器15和發(fā)光二極管13，根據(jù)接收的信號(hào)執(zhí)行信標(biāo)1的接通或者關(guān)閉。如果產(chǎn)生二極管13的照明，配置信標(biāo)1以使它每秒以80ms的閃光持續(xù)時(shí)間發(fā)光。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在其支架8的里側(cè)，為著要控制車輛的速度，信標(biāo)1還有一臺(tái)雷達(dá)設(shè)備，用于獲得在道路上駕駛的車輛的速度。如果這個(gè)速度大于允許的速度雷達(dá)自動(dòng)地拍照該車輛，以便能夠演示違法者的事實(shí)。
不管已經(jīng)參照本發(fā)明的特定的實(shí)施例的事實(shí)，本學(xué)科的技術(shù)人員是清楚的，該信令信標(biāo)能夠進(jìn)行很多的變化和修改，并且全部說(shuō)明的細(xì)節(jié)可以以其它的技術(shù)上等同物代替，而不脫離在所附的權(quán)利要求書(shū)中定義的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1．信令信標(biāo)(1)，包括允許它重疊在機(jī)殼(6)上裝配的一個(gè)發(fā)光的指示器(13)，一個(gè)能量累積設(shè)備(7)，至少一個(gè)光生伏打電池(3)和用于該信標(biāo)(1)的一個(gè)電子設(shè)備(4)，它的電子設(shè)備(4)具有用于由發(fā)射機(jī)電路(22)發(fā)送的無(wú)線電通信信號(hào)的無(wú)線電頻率的一個(gè)接收機(jī)電路(21)，和發(fā)光的指示器(13)的一個(gè)控制電路(14)，其特征在于發(fā)光的指示器(13)的控制電路(14)包括一個(gè)定時(shí)器(15)，預(yù)定用于定時(shí)器(15)和發(fā)光的指示器(13)的偏振的一個(gè)邏輯電路(16)，以及如果重疊所述信標(biāo)(1)時(shí)用于關(guān)閉到能量累積設(shè)備(7)的電源的連接設(shè)備。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的信令信標(biāo)(1)，其特征在于該光生伏打電池(3)是由串聯(lián)連接在一起的16個(gè)電池單元組成的，形成總表面積至少為100cm2。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的信令信標(biāo)(1)，其特征在于該光生伏打電池的總表面積最好是120cm2。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的信令信標(biāo)(1)，其特征在于利用無(wú)線電頻率的該發(fā)射機(jī)-編碼器電路(22)是由一個(gè)天線(30)，一個(gè)發(fā)射機(jī)(31)，一個(gè)編碼器(32)，很多的微開(kāi)關(guān)(33)和一個(gè)上拉電阻器(34)組成的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的信令信標(biāo)(1)，其特征在于該接收機(jī)-解碼器電路(21)是由一個(gè)天線(25)，一個(gè)接收機(jī)(26)，一個(gè)解碼器(27)，很多的微開(kāi)關(guān)(28)和一個(gè)上拉電阻器(29)組成的。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的信令信標(biāo)(1)，其特征在于該發(fā)光的指示器是由至少一個(gè)高強(qiáng)度發(fā)光二極管(13)組成。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的信令信標(biāo)(1)，其特征在于它是由一個(gè)支架(8)組成的，在它的里側(cè)裝配有一個(gè)能量累積設(shè)備(7)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的信令信標(biāo)(1)，其特征在于在該支架(8)的里側(cè)有一臺(tái)雷達(dá)設(shè)備。
9．根據(jù)權(quán)利要求1或者7的信令信標(biāo)(1)，其特征在于該能量累積設(shè)備是一個(gè)鉛蓄電池(7)。
10．根據(jù)權(quán)利要求1或者4中任何一個(gè)權(quán)利要求的信令信標(biāo)(1)，其特征在于由該發(fā)射機(jī)-編碼器電路(22)發(fā)送的信號(hào)的頻率范圍是從25到1,000MHz。
11．根據(jù)權(quán)利要求1或者7的信令信標(biāo)(1)，其特征在于該發(fā)射機(jī)-編碼器電路(22)具有小于10mW的電勢(shì)。
12．根據(jù)上述的任何一個(gè)權(quán)利要求書(shū)的信令信標(biāo)(1)，其特征在于它包括一個(gè)連桿，它的一端與一個(gè)連接設(shè)備(23)接觸，而另一端保持空閑。
全文摘要
信令信標(biāo)包括安裝在機(jī)殼(6)中允許重疊的發(fā)光的指示器,能量累積設(shè)備(7),至少一個(gè)光生伏打電池(3)和該信標(biāo)(1)的一個(gè)電子設(shè)備(4),所述電子設(shè)備(4)具有一個(gè)無(wú)線電頻率接收機(jī)電路,用于接收由發(fā)射機(jī)電路發(fā)射的無(wú)線電通信信號(hào),和一個(gè)發(fā)光指示器控制電路。該信標(biāo)的特征在于該發(fā)光指示器控制電路包括一個(gè)定時(shí)器,預(yù)定用于定時(shí)器和發(fā)光的指示器的偏振的一個(gè)邏輯電路,以及當(dāng)所述信標(biāo)(1)堆疊時(shí)用于關(guān)閉能量累積設(shè)備(7)的一個(gè)連接設(shè)備。信令信標(biāo)是高自主的獲得的,也是可遙控的,并且具有很高的應(yīng)用的通用性。
文檔編號(hào)E01F9/011GK1325522SQ99812938
公開(kāi)日2001年12月5日 申請(qǐng)日期1999年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月2日
發(fā)明者約瑟·約巴·高扎勒茲 申請(qǐng)人:因諾瓦喬維里亞公司