警示功能护栏及其警示方法与流程

1.本发明属于道路警示设备，具体涉及一种警示功能护栏及其警示方法。


背景技术：

2.护栏主要用于城市道路、商业区、公共场所，具有分隔功能、阻拦功能、警示功能、美观功能。由于城市车流量较大、高楼较多，城市里空气流通较差，往往空气污染比较重。
3.环境空气污染物的种类有很多，常见的有二氧化硫(so2)、二氧化氮(no2)、一氧化碳(co)、臭氧(o3)和悬浮颗粒物。悬浮颗粒物中，直径小于等于10μm的称为pm10，直径小于等于2.5μm的称为pm2.5。现阶段对人们健康影响最大的要数pm2.5，正是由于意识到pm2.5的严重危害，我国于2012年发布，将于2016年1月1日实施的国家标准gb3095-2012《环境空气质量标准》中，新增了对pm2.5的监测要求并规定了浓度限值。
4.现代医疗气象研究表明，对人体比较适宜的相对湿度为：夏季室温25℃时，相对湿度控制在40％-50％比较舒适；冬季室温20℃时，相对湿度控制在60％-70％较为舒适。
5.随着城市现代化发展，护栏所在区域往往人流量大，需要在护栏配套各种功能设备，拓展护栏功能。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种警示功能护栏及其警示方法，能够有效延伸护栏功能，不占用公共空间，有利于推广使用。
7.为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：
8.警示功能护栏，包括：护栏立柱、柱帽，护栏立柱的侧部设置有反光标，护栏立柱的底部设置有支撑座；柱帽设置有柱帽框架，柱帽框架的侧部设置有百叶窗，底部设置有连接插口，连接插口连接在护栏立柱的顶部。
9.进一步，护栏立柱下部设置有隐藏式护栏防倾倒装置，隐藏式护栏防倾倒装置包括：预埋组件、连接组件，预埋组件包括：预埋地锚、预埋螺栓，预埋地锚包括：锚杆、锚头、连接头，锚杆连接在连接头下部，锚杆的底部设置有锚头，连接头的顶部设置有连接螺纹孔；连接组件在顶部设置有连接耳，在连接耳外侧设置有多个连接通孔，连接耳设置有连接耳通孔，预埋螺栓穿过连接通孔安装在连接螺纹孔内；立柱的底部设置有立柱连接通孔，支撑座设置有支撑座连接通孔；销轴穿过支撑座连接通孔、立柱连接通孔、连接耳通孔，将隐藏式护栏防倾倒装置连接在立柱的下部。
10.进一步，柱帽框架的顶部设置有光伏板，光伏板上部设置有锥形罩，柱帽框架内部固定有充电电池、pcb电路板；pcb电路板包括：主控制单元、电源管理电路、环境传感器连接电路；光伏板通过线缆连接电源管理电路，电源管理电路通过线缆分别连接主控制单元、环境传感器连接电路。
11.进一步，主控制单元选用nrf52832芯片，用于接收传感器的环境检测信号并上传，当环境指标超出阈值时点亮反光标；nrf52832芯片设置有主控供电稳压芯片，主控供电稳
压芯片选用xc6220b331mr电源芯片，xc6220b331mr电源芯片通过线缆连接电源管理电路，用于向nrf52832芯片提供电源；环境传感器连接电路选用scd40-d-r2芯片，环境检测传感器包括：pm 2.5传感器、温湿度传感器、碳指标检测传感器、水位监测传感器，pm 2.5传感器、温湿度传感器、碳指标检测传感器分别连接scd40-d-r2芯片的信号输入管脚，scd40-d-r2芯片连接nrf52832芯片的信号输入插口。
12.进一步，水位监测传感器设置在支撑座内，通过线缆连接scd40-d-r2芯片的管脚；pm 2.5传感器、温湿度传感器、碳指标检测传感器设置在柱帽框架内部。
13.进一步，反光标包括：光标基架、3m橙黄色反光贴和ws2812灯珠，ws2812灯珠固定在光标基架上，3m橙黄色反光贴粘贴在光标基架表面，ws2812灯珠通过导线nrf52832芯片的信号输出管脚。
14.进一步，电源管理电路包括：cn3165芯片、ap3012芯片、三极管组成，cn3165芯片是充放电监控芯片，ap3012芯片与三极管线连接成稳压电路并连接cn3165芯片的输入端口和输入端口；cn3165芯片的输入端口通过线缆连接光伏板，输出端口通过线缆连接充电电池。
15.进一步，nrf52832芯片设置有lora无线芯片，nrf52832芯片控制lora无线芯片将环境检测信号发送到路由器。
16.警示功能护栏的警示方法，包括：
17.环境检测传感器监测周围环境情况，将检测到的环境检测信号上传到pcb电路板的主控制单元，主控制单元将环境检测信号上传到网络；
18.当环境指标超出阈值时，主控制单元点亮护栏立柱1侧部设置的反光标。
19.优选的，pm 2.5传感器通过环境传感器连接电路将检测到的空气中pm2.5含量信号上报给nrf52832芯片，温湿度传感器通过环境传感器连接电路将检测到的空气湿度信号、空气温度信号上报给nrf52832芯片，碳指标检测传感器通过环境传感器连接电路将检测到的二氧化碳含量信号上报给nrf52832芯片；当道路发生积水时，水位监测传感器通过环境传感器连接电路将检测到的道路水位信号上报给nrf52832芯片；nrf52832芯片从接收到的环境检测信号中分离出环境检测项目值，环境检测项目值包括：pm 2.5含量值、空气湿度值、空气温度值、二氧化碳含量值；将环境检测项目值与存储在主控制单元内的设定阈值进行比较，当环境检测项目值超出设定阈值时，点亮反光标，并发出报警信号给路由器。
20.本发明技术效果包括：
21.本发明能够有效延伸护栏功能，不占用公共空间，有利于推广使用。
22.柱帽采用百叶窗设计，能够有效防水防尘，并且保护内部设置的pcb电路板和传感器。
23.通过路由器连接网络，通过护栏设置的各种传感器，能够在远端在线控制和监测护栏所在区域的空气质量以及是否发生积水现象。
24.立柱侧部设置反光标，在晚上能够有效反射光线，提醒路人；如果在反光标后部设置发光二极管或者灯珠，当空气受到污染、发生积水现象，都科通通过反光标提醒路人。
25.本发明能够将护栏底部固定在硬化地面或者路面，防止护栏移动影响隔离效果。本发明安装方便，组装快捷，与硬化地面或者路面连接牢固，便于推广使用。
附图说明
26.图1是本发明中具有警示功能的护栏的结构示意图；
27.图2是本发明中柱帽的结构示意图；
28.图3是本发明中隐藏式护栏防倾倒装置的结构示意图；
29.图4是本发明中预埋组件的结构示意图；
30.图5是本发明中连接组件的结构示意图；
31.图6是本发明中护栏立柱、隐藏式护栏防倾倒装置的连接示意图；
32.图7是本发明中辅助亮化集成护栏的固定状态图；
33.图8是本发明中nrf52832芯片的电路原理图；
34.图9是本发明中环境传感器连接电路的电路原理图；
35.图10是本发明中电源管理电路的电路原理图；
36.图11是本发明中lora芯片的电路原理图。
具体实施方式
37.以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
38.如图1所示，是本发明中警示功能护栏的结构示意图。
39.警示功能护栏，其结构包括：护栏立柱1、柱帽2、pcb电路板，柱帽2设置在护栏立柱1的顶部，pcb电路板安装在柱帽2的内部；pcb电路板通过线缆连接环境检测传感器。
40.护栏立柱1的底部设置有支撑座12，支撑座12内设置有水位监测传感器，水位监测传感器13通过线缆连接pcb电路板。线缆依次穿过支撑座12、护栏立柱1伸入柱帽2。
41.护栏立柱1的侧部设置有反光标11，反光标11通过导线连接pcb电路板。反光标11包括：光标基架、3m橙黄色反光贴和ws2812灯珠，ws2812灯珠固定在光标基架上，3m橙黄色反光贴粘贴在光标基架表面，ws2812灯珠通过导线连接pcb电路板；灯珠可根据需要自定义亮度、颜色和闪烁模式；反光标11支持自发光和反光。当然，也可以不设置ws2812灯珠，直接利用3m橙黄色反光贴反射光线也可以使行人识别。
42.如图2所示，是本发明中柱帽2的结构示意图。
43.柱帽2包括：柱帽框架21、光伏板22、充电电池，光伏板22设置在柱帽框架21的顶部，光伏板22上部设置有锥形罩；充电电池固定在柱帽框架21内部，柱帽框架21的侧壁设置有百叶窗23，底部设置有连接插口24，连接插口24连接在护栏立柱1的顶部。光伏板22通过线缆连接充电电池，充电电池选用18650电池。pcb电路板、环境检测传感器安装在柱帽框架21内部。
44.如图3所示，是本发明中隐藏式护栏防倾倒装置3的结构示意图。如图4所示，是本发明中预埋组件31的结构示意图。
45.隐藏式护栏防倾倒装置3，包括：预埋组件31、连接组件32，多个预埋组件31的上部连接在连接组件32的下部。
46.预埋组件31包括：预埋地锚311、预埋螺栓312，预埋地锚311包括：锚杆313、锚头314、连接头315，锚杆313连接在连接头315下部，锚杆313的底部设置有锚头314；连接头315顶部设置有连接螺纹孔，预埋螺栓312安装在连接螺纹孔内。
47.如图5所示，是本发明中连接组件32的结构示意图。
48.连接组件32在顶部设置有连接耳321，在连接耳321外侧设置有多个连接通孔322。连接耳321设置有连接耳通孔323。
49.多个预埋组件31的连接头315分别位于多个连接通孔322下部，预埋螺栓312下部连接在连接螺纹孔内，将预埋组件31、连接组件32组装在一起。
50.如图6所示，是本发明中护栏立柱1、隐藏式护栏防倾倒装置3的连接示意图。
51.护栏立柱1的下部安装有支撑座12，护栏立柱1的底部设置有立柱连接通孔14；支撑座12设置有支撑座连接通孔15；销轴16穿过支撑座连接通孔15、立柱连接通孔14、连接耳通孔323，将隐藏式护栏防倾倒装置3连接在立柱1的下部。
52.销轴16包括：销轴本体和销轴螺栓，销轴本体的一端设置有端头，另一端设置有销轴螺纹沉孔，销轴螺纹沉孔安装有销轴固定螺钉。
53.如图7所示，是本发明中辅助亮化集成护栏的固定状态图。
54.隐藏式护栏防倾倒装置3的组装方法，具体步骤如下：
55.步骤1：在地面钻地锚孔，将锚杆313、锚头314放入地锚孔中，使用混凝土浇铸到地锚孔中；
56.步骤2：连接组件32的多个连接通孔322压在连接头315上，预埋螺栓312连接在连接头315顶部的连接螺纹孔内；
57.步骤3：待混凝土凝固后，将支撑座12放置在连接组件32上部，护栏立柱1的底部插入支撑座12中部，销轴16穿过支撑座连接通孔15、立柱连接通孔14、连接耳通孔323，将隐藏式护栏防倾倒装置4连接在护栏立柱1的下部；
58.销轴本体穿过支撑座连接通孔15、立柱连接通孔14、连接耳通孔323，在销轴螺纹沉孔安装销轴固定螺钉并紧固。
59.步骤4：多个护栏立柱1安装完成后，将栅栏2连接在两个护栏立柱1之间。
60.该装置能随时拆卸，通过该装置能够将辅助亮化集成护栏与地面进行连接固定，同时隐藏式护栏防倾倒装置3隐藏在支撑座12内，当护栏受大风及撞击时起到防倾倒的作用。
61.如图8所示，是本发明中nrf52832芯片的电路原理图。
62.pcb电路板包括：主控制单元、电源管理电路、环境传感器连接电路。
63.主控制单元选用nrf52832芯片，用于接收传感器的环境检测信号并上传，当环境指标超出阈值时点亮反光标11。nrf52832芯片设置有主控供电稳压芯片，选用xc6220b331mr电源芯片，用于向nrf52832芯片提供电源。
64.ws2812灯珠通过导线连接第11管脚(led-d1)。
65.如图9所示，是本发明中环境传感器连接电路的电路原理图。
66.环境传感器连接电路选用scd40-d-r2芯片。
67.环境检测传感器包括：pm 2.5传感器、温湿度传感器、碳指标检测传感器、水位监测传感器13，pm 2.5传感器、温湿度传感器、碳指标检测传感器分别连接环境传感器连接电路的11-18管脚，环境传感器连接电路连接nrf52832芯片的j2插口。pm 2.5传感器通过环境传感器连接电路将检测到的空气中pm 2.5含量信号上报给nrf52832芯片，温湿度传感器通过环境传感器连接电路将检测到的空气湿度信号、空气温度信号上报给nrf52832芯片，碳
指标检测传感器通过环境传感器连接电路将检测到的二氧化碳含量信号上报给nrf52832芯片。当道路发生积水时，水位监测传感器13通过环境传感器连接电路将检测到的道路水位信号上报给nrf52832芯片。
68.如图10所示，是本发明中电源管理电路的电路原理图。
69.电源管理电路包括：cn3165芯片、ap3012芯片、三极管组成，cn3165芯片是充放电监控芯片，ap3012芯片与三极管线连接成稳压电路，稳压电路连接cn3165芯片输入端口、输入端口，cn3165芯片的输入端口连接光伏插孔(j5、j3、j8-j12)，光伏插孔(j5、j3、j8-j12)用于连接光伏板22，输出端口连接电池插孔(j4)，电池插孔(j4)连接充电电池，充电电池给提供电源。光伏板22产生的电能通过电源管理电路送入充电电池。
70.如图11所示，是本发明中lora芯片的电路原理图。
71.lora无线芯片作为无线通信模块，用于上传环境检测信号，lora无线芯片的lora-aux管脚、lora-txd管脚、lora-rxd管脚、lora-mdo管脚连接nrf52832芯片的第22、27、28、29管脚。lora无线芯片的第7、8管脚连接有稳压模块。nrf52832芯片控制lora无线芯片将环境检测信号(包括：pm 2.5含量信号、空气湿度信号、空气温度信号、二氧化碳含量信号)发送到路由器，进而传送到网络。
72.警示功能护栏的警示方法，具体步骤如下：
73.步骤1：环境检测传感器监测周围环境情况，将检测到的环境检测信号上传到pcb电路板的主控制单元，主控制单元将环境检测信号上传到网络；
74.pm 2.5传感器通过环境传感器连接电路将检测到的空气中pm 2.5含量信号上报给nrf52832芯片，温湿度传感器通过环境传感器连接电路将检测到的空气湿度信号、空气温度信号上报给nrf52832芯片，碳指标检测传感器通过环境传感器连接电路将检测到的二氧化碳含量信号上报给nrf52832芯片；当道路发生积水时，水位监测传感器13通过环境传感器连接电路将检测到的道路水位信号上报给nrf52832芯片；nrf52832芯片控制lora无线芯片将环境检测信号发送到路由器，通过路由器上传到网络。
75.步骤2：当环境指标超出阈值时，主控制单元点亮护栏立柱1侧部设置的反光标11。
76.主控制单元从接收到的环境检测信号中分离出环境检测项目值(pm2.5含量值、空气湿度值、空气温度值、二氧化碳含量值)，将环境检测项目值与存储在主控制单元内的设定阈值进行比较，当环境检测项目值超出设定阈值时点亮护栏立柱1侧部设置的反光标11，并发出报警信号给路由器。
77.本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。