移動(dòng)式太陽能LED交通信號燈PCB抄板項(xiàng)目研究
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一、概述
道路交通控制的智能化很好的解決了城市交通的現(xiàn)代化管理問題,但對于偏遠(yuǎn)道路交通管理問題是當(dāng)前道路交通管理中最為突出的問題。究其主要原因一是道路交通信號系統(tǒng)需要架設(shè)專門的電力線;二是資金不足,不可能在所有的道路口架設(shè)道路交通信號燈,這不現(xiàn)實(shí)也沒有必要;三是道路維修工程中的交通誘導(dǎo)是一個(gè)亟待解決的問題。本文圍繞解決道路維修工程中的交通誘導(dǎo)問題,研究應(yīng)用“移動(dòng)式太陽能LED交通信號燈”可以使道路維修工程中的交通誘導(dǎo)問題得到很好的解決。在多車道路段工程維修時(shí),應(yīng)用“移動(dòng)式太陽能LED交通信號燈”對維修路段進(jìn)行封閉和誘導(dǎo)交通,一是保障了施工人員的安全,二是提高了道路的通行能力和減緩了堵塞現(xiàn)象,三是有效杜絕交通事故的發(fā)生。移動(dòng)式太陽能LED交通信號燈的運(yùn)行方案是:
。1)A燈紅燈亮,B燈綠燈亮(時(shí)間視車流量進(jìn)行設(shè)置)。
。2)A燈紅燈亮,B燈紅燈亮(時(shí)間視車流量進(jìn)行設(shè)置)。
(3)A燈綠燈亮,B燈紅燈亮(時(shí)間視車流量進(jìn)行設(shè)置)。
。4)A燈紅燈亮,B燈紅燈亮(時(shí)間視車流量進(jìn)行設(shè)置)。
二、移動(dòng)式太陽能交通信號燈研究的必要性
1、項(xiàng)目的必要性
我國城鄉(xiāng)建設(shè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程日新月異,道路交通事業(yè)的飛速發(fā)展,道路交通管理的任務(wù)越來越大,要求也越來越高。原有的道路交通信號控制已很難適應(yīng)現(xiàn)代化的道路交通管理的需要,尤其是對智能交通信號燈的需求更是如此。這就對道路交通信號控制系統(tǒng)提出了新的更高的智能化要求,以適應(yīng)交通事業(yè)的快速發(fā)展;提出了充分利用太陽能達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo);提出了移動(dòng)式道路交通信號的要求;提出了施工、安裝、使用簡便的要求。
基于上述四大問題,在有關(guān)企業(yè)的大力支持和幫助下研發(fā)了一套系統(tǒng)產(chǎn)品,充分利用太陽能為系統(tǒng)提供足夠的能源;解決了不架設(shè)電力電纜專線和不用市電問題,實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)和資源再生利用,降低交通監(jiān)管成本;實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)式太陽能道路交通信號控制系統(tǒng)的智能化、可視化操作,以最先進(jìn)的設(shè)備和科技手段滿足交通事業(yè)快速發(fā)展的需要。
2、項(xiàng)目所處技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)政策
移動(dòng)式太陽能道路交通信號控制系統(tǒng)所處的技術(shù)領(lǐng)域包括:新能源、新材料、電子信息等三個(gè)領(lǐng)域。項(xiàng)目應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備研制的太陽能道路交通信號控制系統(tǒng)新產(chǎn)品符合國家技術(shù)與產(chǎn)業(yè)政策的要求。
3、項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)
太陽能道路交通信號控制系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容有光電轉(zhuǎn)換、電池充放電保護(hù)與溫度補(bǔ)償、電源管理、脈沖節(jié)能供電、太陽能信號機(jī)、LED技術(shù)與同屏燈、系統(tǒng)智能化軟件、液晶顯示操作等。
項(xiàng)目研究的技術(shù)原理如圖所示
關(guān)鍵技術(shù)是系統(tǒng)智能化軟件控制、低功耗與脈沖供電、光電轉(zhuǎn)換、外型結(jié)構(gòu)。
本項(xiàng)目通過研制,已生產(chǎn)出樣機(jī)。新產(chǎn)品經(jīng)測試和試用,性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,工作穩(wěn)定,效果比較理想、用戶比較滿意。但項(xiàng)目還必須擴(kuò)大試制,進(jìn)一步優(yōu)化工藝技術(shù)和對產(chǎn)品進(jìn)行工藝定型。
三、主要功能
。1)主機(jī)使用液晶顯示器,方便操作設(shè)置
。2)主機(jī)與分機(jī)采用無線通訊模塊傳送數(shù)據(jù)
。3)多相位信號燈控制方式,每個(gè)方向的信號機(jī)有12路獨(dú)立輸出
。4)使用IAP技術(shù)實(shí)現(xiàn)EEPROM,掉電不掉數(shù)據(jù)
。5)模擬面板顯示
。6)手動(dòng)控制功能
(7)蓄電池保護(hù)功能,對蓄電池電壓過低或過高有相應(yīng)保護(hù)
。8)信號燈采用節(jié)能技術(shù)增加工作時(shí)間
四、主要技術(shù)指示
。1)輸出:每個(gè)方向12路
(2)控制精度:±50ms
。3)控制方式:多時(shí)段多相位自動(dòng)控制、手動(dòng)相序控制
(4)工作時(shí)段:10個(gè)時(shí)段方案,每個(gè)時(shí)段包含8個(gè)相位
(5)輸出相位:20個(gè)固定相位,10個(gè)自定義相位
。6)綠燈時(shí)間:根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。
。7)紅燈時(shí)間:根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。
。8)黃燈時(shí)間:0~9秒可調(diào)。
(9)工作電壓:DC11 ~14V。
連續(xù)工作時(shí)間:≥170小時(shí)
五、產(chǎn)品研制的主要依據(jù)
。1)GB14887-2003《道路交通信號燈》
。2)GA47-2002《道路交通信號控制機(jī)》
太陽能道路交通信號控制系統(tǒng)尚無國家標(biāo)準(zhǔn)。
六、技術(shù)方案
。ㄒ唬╉(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵、創(chuàng)新點(diǎn),項(xiàng)目完成時(shí)達(dá)到的技術(shù)水平
1、項(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵
采用模塊化嵌入式軟件設(shè)計(jì)使系統(tǒng)的輸入、輸出、運(yùn)行管理完全實(shí)現(xiàn)了智能化。該軟件通過反復(fù)測試和各種環(huán)境下的運(yùn)行具有可靠性強(qiáng)、抗干撓性強(qiáng)、抗病毒能力強(qiáng)。程序功能較強(qiáng),具有保護(hù)、自疹斷和自恢復(fù)能力;具有電源監(jiān)控、配電管理能力;具有多達(dá)8個(gè)運(yùn)行方案、64個(gè)相位的預(yù)置。采用脈沖供電與CPU控制相結(jié)合,使整機(jī)功耗≤3W。采用優(yōu)質(zhì)的硅光電池和先進(jìn)的封裝技術(shù)使光電轉(zhuǎn)換性能達(dá)到國內(nèi)最好水平。外形結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與城市美化相匹配。
2、項(xiàng)目完成達(dá)到的技術(shù)水平
(1)項(xiàng)目達(dá)到的目標(biāo)
·確定產(chǎn)業(yè)化的工藝技術(shù)與工藝條件。
·進(jìn)一步試產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、測試,并改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的系統(tǒng)技術(shù)性能與指標(biāo),制定產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
·系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)在全國處于領(lǐng)先地位。
。2)考核主要的技術(shù)指標(biāo)。
·提供太陽能道路交通信號控制系統(tǒng)中試產(chǎn)品。
·提供產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例的性能檢測報(bào)告。
。ǘ╉(xiàng)目技術(shù)方案論述:生產(chǎn)技術(shù)、工藝流程、主要技術(shù)指標(biāo)
1、技術(shù)路線
本項(xiàng)目的理論技術(shù)路線是:生產(chǎn)裝備太陽能電池半成品、電源管理電路板半成品、太陽能信號機(jī)半成品、太陽能LED同屏燈半成品、液晶顯示操作部分半成品、CPU加載軟件、外結(jié)構(gòu)加工。進(jìn)行總裝、調(diào)試、老化、總裝檢驗(yàn)等。
2、工藝流程
產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝流程如下圖所示:
七、市場預(yù)測
隨著全國高速公路網(wǎng)的建設(shè)、省會中心城市經(jīng)濟(jì)圈的建設(shè)、城市道路的拓展、國家城鄉(xiāng)公路建設(shè)和改造政策的實(shí)施、西部建設(shè)的加快、新農(nóng)村建設(shè)政策的貫徹執(zhí)行、各地中小城市框架的拉大、大中城市交通監(jiān)管設(shè)備的更新、市縣交通規(guī)范化管理的越來越多等產(chǎn)品有著巨大的市場空間。由于產(chǎn)品不需要架設(shè)電力線,不需要市電保障,不需要開挖道路敷設(shè)電纜,不需要電費(fèi)就能長時(shí)間自動(dòng)工作,產(chǎn)品安裝方便、系統(tǒng)兼容性好,成為交通監(jiān)管的主要首選設(shè)備,只要加快科技成果轉(zhuǎn)化步伐就能占據(jù)主市場。
八、項(xiàng)目對環(huán)境的影響
生產(chǎn)過程中無需用水,無污水排放。生產(chǎn)過程中無燃料燃燒,沒有有害氣體和粉塵污染。
九、項(xiàng)目預(yù)期的社會效益
本項(xiàng)目的社會效益可以歸納為:
1、為政府管理部門提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),為交通誘導(dǎo)、控制、管理、規(guī)劃和組織提供了有效的技術(shù)支撐。
2、為道路交通維修提供智能化的可移動(dòng)式太陽能信號燈,確保道路維修工程的安全,有效緩解交通擁擠、減少交通事故。
3、節(jié)能、環(huán)保。
4、可新增就業(yè)人員20人
十、結(jié)語
通過對移動(dòng)式太陽能道路交通信號控制系統(tǒng)的研究與試制,產(chǎn)品在研發(fā)階段的工作比較是成功的。新產(chǎn)品經(jīng)過實(shí)驗(yàn)、檢測和樣品的內(nèi)部鑒定完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,其技術(shù)水平尚處國內(nèi)領(lǐng)先。在研發(fā)階段形成了比較完整的技術(shù)參數(shù)文件、工藝技術(shù)流程可用于下一步的試驗(yàn)和擴(kuò)大再試產(chǎn)指導(dǎo)。產(chǎn)品的用戶反映良好,希望盡快裝備到道路交通信號控制系統(tǒng)。項(xiàng)目無污染、風(fēng)險(xiǎn)小、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都比較好,希望政府給予大力支持,使該科技項(xiàng)目早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,早日裝備到道路交通管理部門。