太阳能LED交通指示牌系统的研制

拓帅 吕超颖

摘 要：在未来几年，在许多应用中，太阳能LED交通指示牌系统在经济上可替代荧光油漆涂刷道路指示牌技术。太阳能LED交通指示牌系统将很快成为常态，用节能、清洁的可再生能源为马路增添一抹色彩。而随着目前世界的科技实力增强，计算机网络技术的高速发展与环保能源的开发，各国都在加快研制最新的科学技术，应对不断加快的世界经济化结构体系。鉴于此，文章对太阳能LED交通指示牌系统的研制进行了探讨。

关键词：LED；指示牌系统；太阳能

基金项目：2020年度大学生创新创业训练计划项目；项目名称：基于太阳能感应技术的指示牌设计；项目编号：S202013125033。

1 当前交通指示牌的现状

随着人们的生活水平不断提高，汽车在人们的生活日常中越来越常见，为了让人们更加清楚地了解道路交通状况，需要设置指示牌。现今马路上大多使用油漆涂刷指示牌，但这种油漆涂刷指示牌因为能见度低，导致驾驶人经常识别不清楚而走错路。因而交通管理部门及道路保障等相关部门急需一种节能环保的发光LED交通指示牌，让驾驶员可以在远处通过发光的LED交通指示牌看清道路行驶方向，提前做好相应的准备。太阳能LED指示牌不仅拥有高节能的指示牌材料，而且可靠性相对较高。近几年，国家对环保清洁能源的投入加大，使得我国在光伏行业的经济增速逐渐上升，太阳能LED指示牌技术得到了快速的发展，为解决我国城市道路交通状况和应对各种复杂的交通道路安全发挥了重大的作用。

2 太阳能LED交通指示牌的优势

太阳能LED交通指示牌系统的开发为太阳能的利用带来了新的发展。太阳能LED交通指示牌已经从其他技术中脱颖而出，不仅为我们的日常生活提供驾驶道路的信息，而且还减少了能源消耗，对我国资源的利用有极大的好处。太阳能LED交通指示牌在照亮时能够传递信息，使得驾驶人和交管部门都能够及时了解路况信息，保证驾驶畅通。由于太阳能電池板、电池和LED技术的进步，太阳能户外照明现在比并网系统更可靠，并且以更低的成本提供更高质量的照明。太阳能LED交通指示牌作为新一代的道路交通安全设施，在人们日常出行中发挥着重要的作用，其主要利用太阳能电池板将太阳能转换成电能，而且可以通过太阳能转换成的电能为LED灯供电，使LED灯在晚上能够清楚地发光，即使在没有太阳光的情况下，也能起到指示效果[1]。

3 系统的总体设计方案

太阳能LED交通指示牌在设计过程中必须要按照规定严格控制面板尺寸，工艺十分精细，太阳能LED交通指示牌的尺寸要严格遵守交通部门管理局的规定，与它们原来设计的尺寸大小一致，而且太阳能LED交通指示牌的发光颜色也要便于驾驶员辨认，在道路昏暗的情况下，太阳能LED交通指示牌的指示灯能够自动发亮，其主要能够使人们在夜间道路行驶，当处于天亮的时候，太阳能LED交通指示牌的指示灯也会随着光亮的出现而自动熄灭，这时可以通过太阳能LED交通指示牌本身自带的指示图标辨认道路信息。太阳能LED交通指示牌主要由过指示牌框架、支撑柱、人体感应器、太阳能面板、LED灯和指示牌等结构组成，其中太阳能电池主要为蓄电池，而给太阳能电池蓄电的太阳能面板必须满足90度的全范围旋转，可以根据太阳光的角度调整阳光接收位置，这样可以使得太阳能面板能够最大面积地接收光照，充分吸收太阳能，使得在白天太阳能充电的时候电池板能够最大容量地储存电能。

3.1 主体结构设计

按照我国交通道路形式，根据交通部门规定的要求，太阳能LED交通指示牌的主体结构分为三大部分：太阳能面板支架、LED指示灯和电池箱。

3.2 系统的电路设计

太阳能LED交通指示牌通过太阳能LED电子电路传导的驱动电路，光电开关电路及LED太阳能光电电路板，本次设计主要完成太阳能LED交通指示牌的光电开关和LED指示灯灯光闪烁问题。完成的控制功能如图1所示。

3.3 系统能量分配分析

太阳能光伏发电系统采用的新能源技术，为了保障企业最大的经济利益，必须时刻考虑成本问题，太阳能LED道路交通指示灯的电池容量不大，要研制一套太阳能LED道路交通指示灯系统必须充分考虑电池的成本问题。随着适应各国成本经济利益的要求，太阳能的电池板成本下降，美国太阳能工业协会（SEIA）指出，近年来，光伏电池板的成本急剧下降，自2011年初以来已经下降了60%。太阳能光伏发电系统是采用目前国际领先的能源技术研制的一种发电系统，使用了一种新型的电池技术，生产了紧凑、高效、更持久的可充电电池[2]。

3.4 太阳能LED指示灯组成

太阳能LED道路交通指示灯的指示牌标志上面喷涂有荧光面。指示牌标志面的部分设置在照明灯的发光表面，太阳能电池面板斜向上设置，我们在太阳能电池的电池组上安装有光电转换器，光电转换器与太阳能LED灯带电连接。这种设计方式可以使得LED灯在晚上清楚地发光发亮，避免驾驶人在夜间光线照明不足的情况下，看错路标而绕路行使，通过光电转换器与电池两者的互相连接，即使在没有太阳光的情况下太阳能LED道路交通指示灯依然能够正常工作。

4 对太阳能LED交通指示牌的要求

（1）我们在对太阳能LED交通指示牌的使用中，要对蓄电池保持一个良好的充电习惯，保证白天的充电情况，使得太阳能LED交通指示牌中的蓄电池达到充满电的状态。

（2）当太阳能LED交通指示牌每天的指示灯变得灰暗的时候LED负载开始工作，闪烁器控制着LED闪烁灯的变化，等到太阳出来的时候，关闭LED负载，太阳能LED交通指示牌蓄电池开始接收光能充电，LED正常工作。

（3）太阳能LED交通指示牌的系统结构设计合理，各部分尺寸依照设计施工图纸设计便于以后维护维修。

5 结语

由此可见，太阳能LED交通指示牌系统作为一种适合我国国道路交通管理的一种新型系统，满足了人们的日常出行需要，给人们的日常出行带来了许多方便，其主要利用太阳能充电的方式很好地解决了电池充电问题，节约了能源。太阳能电池板技术是一种绿色环保技术，太阳能 LED 交通指示牌可以利用太阳能转换的电能为LED灯供电，使得LED灯可以在夜间工作。此外，即使LED灯不发光的时候也可以通过自带的指示牌信息为驾驶员指示道路信息，方便了驾驶人员的日常出行，极大地提高了驾驶人员出行效率。除此之外，太阳能 LED交通指示牌系统还具有节约能源、绿色以及环保等功能，对能源的利用和社会可持续发展有着高度贡献[3]。

[参考文献]

[1]宋亮.独立式太阳能电池 LED 照明系统的研制[D].北京：中国科学院研究生院，2012.

[2]刘宁，刘佳力.公路隧道太阳能 LED 照明系统研究现状分析[J].吉林交通科技，2009（3）：58-59.

[3]高嵩，董靖，李继超，等.小型太阳能光伏系统一体机的研究[J].光源技术，2015（11）：2422-2425.

（編辑 王雪芬）

Discusses the development of solar energy LED traffic sign system

Tuo Shuai， Lyu Chaoying

（Shaanxi Fashion Engineering University， Xi’an 712046， China）

Abstract：In the next few years， in many applications， solar LED traffic signage system is an economical alternative to fluorescent paint painted road signage technology trend will continue to accelerate， solar energy is becoming more and more economical. We expect solarpowered LED traffic sign systems to become the norm soon， adding color to the road with energy efficient， clean， renewable energy. With the strengthening of the world’s scientific and technological strength， the rapid development of computer network technology and the development of environmental protection energy， countries are speeding up the development of the latest science and technology， to cope with the accelerating world economic structure system， in view of this， the author will discuss the development of solar LED traffic signage system.

Key words：LED； signage system； solar energy