一种能主动发光智能修复的标志牌及其控制方法和应用.pdf

本发明提供了一种能主动发光智能修复的标志牌及其控制方法和应用。该标志牌包括标志牌本体和智能诊断系统及自响应传感电路，所述的标志牌本体包括棱镜反射层、发光层、反光层和背板；棱镜反射层置于发光层上，反光层位于发光层和背板之间；所述的发光层是由LED发光二极管与PMMA板集成的独立发光单元，所述的自响应传感电路上设有调节电路和备份电路，将LED发光二极管划分为相互独立的发光模块和备份模块，所述的智能诊断系统检测并判定各发光模块的工作状态；所述的自响应传感电路控制发光模块和备份模块。该标志牌可实现时时监测电路状态，具有视认率高、耐侯性强、低能耗、故障自检、智能修复等优点，且该标志牌力学性能优异，适用范围广。

1.  一种能主动发光智能修复的标志牌，其特征在于：包括标志牌本体和智能诊断系统及自响应传感电路，所述的标志牌本体包括棱镜反射层(1)、发光层(2)、反光层(3)和背板(4)；棱镜反射层(1)置于发光层(2)上，反光层(3)位于发光层(2)和背板(4)之间；所述的发光层(2)是由LED发光二极管和PMMA板集成的独立发光单元，所述的自响应传感电路上设有调节电路和一个以上的备份电路，将LED发光二极管划分为相互独立的一个以上的发光模块和备份模块，所述的智能诊断系统检测并判定各发光模块的工作状态；所述的自响应传感电路控制发光模块和备份模块。

2.  根据权利要求1所述的一种能主动发光智能修复的标志牌，其特征在于，所述的备份电路管理备份模块，由调节电路管理LED发光二极管的亮度。

3.  根据权利要求1所述的一种能主动发光智能修复的标志牌，其特征在于，所述的智能诊断系统及自响应传感电路位于背板(4)和反光层(3)之间。

4.  根据权利要求1所述的一种能主动发光智能修复的标志牌，其特征在于，所述的棱镜反射层(1)与背板(4)的外周包设有防护层铝合金框架(5)。

5.  一种如权利要求1～4任一项所述的一种能主动发光智能修复的标志牌的控制方法，其特征在于，由智能诊断系统检测并判定各模块的工作状态是否正常，当发光模块损坏或者某些电路出现断路，智能诊断系统会检测到发光模块的参数超出预期范围或电路断路的信号，由单片机发出指令使调节电路控制剩余的正常发光模块的亮度，使LED发光二极管具有损坏或断路前相同的亮度；当发光模块损坏，则使用备份模块来代替受损发光模块，使LED发光二极管恢复亮度，当备份模块达到工作极限时，使用调节电路调控剩余的正常发光模块和新接入的备份模块的亮度，使LED发光二极管的亮度恢复。

6.  一种如权利要求1所述的一种能主动发光智能修复的标志牌在道路交通标志上的应用。

7.  一种如权利要求1所述的一种能主动发光智能修复的标志牌在机动车车牌上的应用。

一种能主动发光智能修复的标志牌及其控制方法和应用
技术领域
本发明涉及标志牌，特别涉及一种能主动发光智能修复的标志牌及其控制方法和该标志牌在道路交通标志和机动车车牌上的应用。
背景技术
道路交通标志是采用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息的交通管理设施。最原始的道路交通标志，通常使用颜料、油漆、木材、铁皮制成，仅仅能够满足在简单的良好视线状态下近距离识别。
20世纪初，董祺芳博士发明并研制了反光膜技术，并将其应用于道路交通标志制造业。其工作原理是，当车辆“远光灯”照射到交通标志板面反光膜材料，产生逆反射光源，使得车辆的驾驶人能够远距离识别信息内容。但该技术的缺陷也显而易见，一方面车辆的“远光灯”会导致位于灯光区的机动车、非机动车或行人处于视觉盲区，另一方面不打开或不具备“远光灯”条件的交通参与者在黑暗状态下无法识别交通标志信息内容。全国每年都有因远光灯而引发的交通事故，因此交通法明确规定市区内行车不能使用远光灯。特别是在阴雨、雪、雾霾等恶劣天气状况下，现有的交通标志的视认率大大下降，给规范交通秩序和保障交通安全留下多重隐患。
与道路交通标志和标线的相关国家标准GB5768最早于1986年发布，经过1999年第一次修订，直到2009年第二次修订，增加了主动发光式、照明式两种光学模式的道路交通标志。近年来国内也出现了“主动式发光”道路交通标志产品，如LED光源在交通标志上的初步应用，使传统的“被动发光”交通标志进化成“主动发光”。但是现有的LED主动发光标志在应用的过程中也存在着诸多缺点，一是LED灯珠存在着光衰和死点的问题，耐候性差，灯珠死点更会造成标志符号或文字显示不全且不易修复，导致交通信息传导受阻。二是LED发光标志电路部分同其他所有电器设备一样容易出现故障，从而造成设备短路或断路情况发生，特别是在乡郊等偏僻路段，一旦出现以上情况应急维修很难做到，势必影响交通标志的使用。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种能主动发光智能修复的标志牌， 该标志牌具有视认率高、耐侯性强、低能耗及智能修复等优点。
为实现上述目的，本发明是这样实现的：一种能主动发光智能修复的标志牌，包括标志牌本体和智能诊断系统及自响应传感电路，所述的标志牌本体包括棱镜反射层、发光层、反光层和背板；棱镜反射层置于发光层上，反光层位于发光层和背板之间；所述的发光层是由LED发光二极管和PMMA板集成的独立发光单元，所述的自响应传感电路上设有调节电路和一个以上的备份电路，将LED发光二极管划分为相互独立的一个以上的发光模块和备份模块，所述的智能诊断系统检测并判定各发光模块的工作状态；所述的自响应传感电路控制发光模块和备份模块。
进一步的，所述的备份电路管理备份模块，由调节电路管理LED发光二极管的亮度。
进一步的，所述的智能诊断系统及自响应传感电路位于背板和反光层之间。
进一步的，所述的棱镜反射层与背板的外周包设有防护层铝合金框架。
本发明还请求保护上述标志牌的控制方法，该方法具体为：由智能诊断系统检测并判定各模块的工作状态是否正常，当发光模块损坏或者某些电路出现断路，智能诊断系统会检测到发光模块的参数超出预期范围或电路断路的信号，由单片机发出指令使调节电路控制剩余的正常发光模块的亮度，使LED发光二极管具有损坏或断路前相同的亮度；当发光模块损坏，则使用备份模块来代替受损发光模块，使LED发光二极管恢复亮度，当备份模块达到工作极限时，使用调节电路调控剩余的正常发光模块和新接入的备份模块的亮度，使LED发光二极管的亮度恢复。
独立发光单元即LED-PMMA发光单元，使LED发光二极管的点光源由于光学折射原理变成面光源，利用LED-PMMA发光单元特有的柔和光源提高了交通标志文字图形的视认率，能够满足交通标志在动态环境下远距离的辨识度。
本发明另一个目的是请求保护上述能主动发光智能修复的标志牌在道路交通标志上的应用。
本发明还请求保护上述能主动发光智能修复的标志牌在机动车车牌上的应用。
与现有技术相比，本发明的能主动发光智能修复的标志牌具有以下优点：
(1)智能诊断系统和自响应传感电路时时监测电路状态，由单片机发出指令自动使用备份电路和调节电路来代替受损电路，从而实现电路即时导通，故障自检，发光模块智能修复的目的。
(2)采用LED-PMMA面光源技术将光强度极高的LED点光源转换为面光源，利用LED-PMMA发光单元特有的柔和光源提高了交通标志文字图形的视认率，能够满足交通标志在动态环境下远距离的辨识度。
(3)该标志牌能耗低，可用市电或其他能源(如太阳能、风能等)，每平米功耗不足10W。
(4)耐候性强，将LED-PMMA面光源技术与智能诊断系统和自响应传感电路结合使用，无死点现象，发光寿命可达100000小时，半衰期在50000小时以上；
(5)该标志牌具有优异的力学性能，抗冲击强度高，经过修复平整后稍有破损仍然不影响使用照常发光。
(6)模组集成、适用范围广，可根据实际需要设置标志牌整体发光、反光或局部发光，完整清晰显示标志牌的图形或字符。
附图说明
图1为本发明实施例中能主动发光智能修复的标志牌结构示意图；
图2为本发明实施例中能主动发光智能修复的标志牌剖视图；
图3为本发明一种能主动发光智能修复的标志牌整体发光、反光示意图；
图4为本发明一种能主动发光智能修复的标志牌整体反光、局部发光示意图；图中，框格内为局部发光部分，框格外为反光部分；
图5为本发明LED发光二极管连接示意图；
图6为本发明智能诊断系统及自响应传感电路工作示意图。
其中，1、棱镜反射层，2、发光层，3、反光层，4、背板，5、铝合金框架。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步详细说明。
如图1～5所示，一种能主动发光智能修复的标志牌，包括标志牌本体和智能诊断系统及自响应传感电路，所述的标志牌本体包括棱镜反射层1、发光层2、反光层3和背板4；棱镜反射层1置于发光层2上，反光层3位于发光层2和背 板4之间；所述的发光层2是由LED发光二极管和PMMA板集成的独立发光单元，使LED发光二极管的点光源由于光学折射原理变成面光源，即LED-PMMA发光单元。作为优选方案，所述的智能诊断系统及自响应传感电路位于背板4和反光层3之间。为保证该标志牌良好的力学性能和抗破坏性，在棱镜反射层1与背板4的外周还设有防护层铝合金框架5。
自响应传感电路上设有调节电路和一个以上的备份电路，将LED发光二极管划分为一个以上的发光模块和备份模块。各模块之间相互独立，由备份电路来管理各个备份模块，由调节电路管理LED发光二极管的亮度。所述的智能诊断系统检测并判定各发光模块的工作状态是否正常，当发光模块损坏或者某些电路出现断路，智能诊断系统会检测到发光模块的参数超出预期范围或电路断路的信号，由单片机发出指令由调节电路控制剩余的正常发光模块的亮度，使LED发光二极管具有损坏或断路前相同的亮度。当某一个发光模块损坏，则自动使用备份模块来代替受损发光模块，使LED发光二极管恢复亮度。当备份模块达到工作极限时，即该备份模块损坏或亮度不足，使用调节电路调控剩余的正常发光模块和新接入的备份模块的亮度，保证LED发光二极管的亮度。使用上述方法可以实现电路即时导通，发光模块即时更替以达到自修复的目的。
由LED发光二极管与PMMA板集成的独立发光单元(发光层2)发射的光源一部分直接通过棱镜反射层1扩散出去，另一部分照射在了反光层3上，经反光层3反射成为反射光，该反射光也通过棱镜反射层1扩散出去，扩散出去的两部分光整体显示出标志牌上的图案或字符。
LED-PMMA发光单元特有的柔和光源提高了交通标志文字图形的视认率，能够满足交通标志在动态环境下远距离的辨识度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。