应用大数据库的多功能智能地砖论文和设计-唐婧

全文摘要

本实用新型公布了应用大数据库的多功能智能地砖，包括箱体，和设于箱体内的处理控制器，在箱体的顶部开口处设有向内凹进的内平台，内平台上设有与处理控制器电性连接的太阳能电池和彩色LED灯。箱体的顶部设有活动卡合连接的透光面板，卡合部位设有密封圈，透光面板内设有与处理控制器电性连接的发热器，箱体的顶部与透光面板的接触面上设有压力传感器，透光面板的底部固定设有与处理控制器电性连接的光感仪，透光面板的顶部固定设有防滑格栅板。本实用新型功能全面，适应性广，可广泛应用到城市道路的人行道、休闲农庄、游乐场、生活小区、写字楼、商场、厂矿、各车站、机场、码头、门禁通道等人口密集区域。

主设计要求

1.一种应用大数据库的多功能智能地砖，其特征在于:包括顶部开口的箱体(9)，箱体(9)内设有处理控制器(7)，箱体(9)的顶部开口处设有向内凹进的内平台(91)，内平台(91)上设有与处理控制器(7)电性连接的太阳能电池(4)和彩色LED灯(5)；箱体(9)的顶部设有活动卡合连接的透光面板(2)，卡合部位设有密封圈(3)，透光面板(2)内设有与处理控制器(7)电性连接的发热器(21)，箱体(9)的顶部与透光面板(2)的接触面之间设有与处理控制器(7)电性连接的压力传感器(6)，透光面板(2)的底部固定设有与处理控制器(7)电性连接的光感仪(22)，透光面板(2)的顶部固定设有防滑格栅板(1)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的多功能智能地砖，其特征在于:所述箱体(9)的顶部四周设有凸出的凸台，透光面板(2)的底部相对应位置设有凹槽，透光面板(2)通过凹槽与凸台卡合连接，密封圈(3)设置在凹槽与凸台的接触面上，压力传感器(6)设置在卡合部位的内侧。

3.根据权利要求2所述的多功能智能地砖，其特征在于:所述太阳能电池(4)设有多块，并矩形阵列在内平台(91)上部，彩色LED灯(5)设置在两相邻的太阳能电池(4)的缝隙中，呈格栅状纵横布置。

4.根据权利要求3所述的多功能智能地砖，其特征在于:还包括用于采集人物图像的摄像头(8)；所述处理控制器(7)包括用于接收和发送数据、指令的接收发射器(701)、与接收发射器(701)连接的图像识别模块(702)和与图像识别模块(702)连接的控制器(703)，所述控制器(703)与所述接收发射器(701)连接。

5.根据权利要求4所述的多功能智能地砖，其特征在于:所述透光面板(2)为钢化玻璃，钢化玻璃的上表面上固定设有内嵌的螺母，防滑格栅板(1)通过螺栓(11)与该螺母固定连接。

6.根据权利要求5所述的多功能智能地砖，其特征在于:所述防滑格栅板(1)由纵横布置的钢条构成格栅状，钢条的横截面为矩形，且高度尺寸值大于宽度尺寸值。

7.根据权利要求6所述的多功能智能地砖，其特征在于:所述防滑格栅板(1)的钢条的表面喷镀有防锈层和耐磨层。

8.根据权利要求7所述的多功能智能地砖，其特征在于:箱体(9)的底部内表面上设有固定连接的支撑座(92)，处理控制器(7)可拆卸设置在支撑座(92)上。

9.根据权利要求8所述的多功能智能地砖，其特征在于:箱体(9)的内侧壁上设有与处理控制器(7)电性连接的半导体制冷片(93)和制热电阻丝(94)。

10.根据权利要求9所述的多功能智能地砖，其特征在于:所述发热器(21)为多根平行布置的电阻丝。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能产品，具体涉及智能地砖。

背景技术

随着科学技术的发展和城市环境的日益改善，人们对能源、环保提出了进一步的要求，随着智能化概念的普及，具有收集、统计数据或者加热的各种智能地砖应运而生，智能化、云端融合、人机交互已成行业发展趋势。

智能地板在近年来逐步发展起来，比如，2013年德国Hasso Plattner研究院就曾展示过他们开发的“重力空间”(GravitySpace)智能地板，它通过压敏传感器和摄像头跟踪技术来检测人体的姿势、运动和碰撞，但是其价格高昂，功能受限，没法应用于实际。

因此开发一种应用于人行道，并实现通过收集、汇总人行道的相关数据的智能地砖，显得尤为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于人行的智能地砖。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：包括顶部开口的箱体，箱体内设有处理控制器，处理控制器的进线通过箱体侧壁上的小孔穿入。在箱体的顶部开口处设有向内凹进的内平台，内平台上设有与处理控制器电性连接的太阳能电池和彩色LED灯，太阳能电池可以通过地面的太阳光照射产生电能，并收集在蓄电池内；彩色LED灯不仅发光起到指示作用，通过对处理控制器编程控制，还可显示相关信息，并起到标识导航作用。

箱体的顶部设有活动卡合连接的透光面板，在卡合部位设有密封圈，用来密封，防止外部的泥水脏物进入到箱体内部。透光面板是透明的，防止阻碍太阳光线照射和彩色LED灯的发光。在透光面板内设有与处理控制器电性连接的发热器，发热器具有除冰和除雪的功能，当遇到雨雪冰冻天气，可以通过对处理控制器控制加热，从而将透光面板上表面的水分或者雪等蒸发，可起到防滑效果以及保证上表面的透明度。

箱体的顶部与透光面板的接触面之间，设有与处理控制器电性连接的压力传感器，当上部有行人踩过时，压力传感器采集到压力值，并将压力值及信号通过线缆传输给处理控制器，处理控制器自动统计行人的数量、体重等参数，并将所有信息转换后，将最终的数据信息传输给大数据平台。同时还可以在路面高处配套安装无线摄像头，摄像头与控制器连接，将摄像头同步采集经过的行人影像、性别、年龄，经过处理并反馈给大数据平台。

透光面板的底部固定设有与处理控制器电性连接的光感仪，当光感仪在一定时间段内未采集到顶部的光信号时，处理控制器会发出休眠信号，从而进入省电模式。同时，压力传感器在一定时间段内未采集到顶部的压力值时，处理控制器也会发出休眠信号，从而进入省电模式。

在透光面板的顶部固定设有防滑格栅板。

作为本实用新型的进一步改进，所述箱体的顶部四周设有凸出的凸台，透光面板的底部相对应位置设有凹槽，透光面板通过凹槽与凸台卡合连接，密封圈设置在凹槽与凸台的接触面上。为了保护压力传感器，将压力传感器设置在卡合部位的内侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述太阳能电池设有多块，并矩形阵列在内平台上部，彩色LED灯设置在两相邻的太阳能电池的缝隙中，呈格栅状纵横布置。作为本实用新型的进一步改进，还包括用于采集人物图像的摄像头；所述处理控制器包括用于接收和发送数据、指令的接收发射器、与接收发射器连接的图像识别模块和与图像识别模块连接的控制器，所述控制器与所述接收发射器连接。作为本实用新型的进一步改进，所述透光面板为钢化玻璃，钢化玻璃的上表面上固定设有内嵌的螺母，防滑格栅板通过螺栓与该螺母固定连接，当需要维修或者更换的时候，螺栓螺母连接方便拆卸。

作为本实用新型的进一步改进，所述防滑格栅板由纵横布置的钢条构成格栅状，钢条的横截面为矩形，且高度尺寸值大于宽度尺寸值。

作为本实用新型的进一步改进，所述防滑格栅板的钢条的表面喷镀有防锈层和耐磨层，延长使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，箱体的底部内表面上设有固定连接的支撑座，处理控制器可拆卸设置在支撑座上,防止处理控制器直接与内壁接触，实现各种保护，譬如防潮防湿。

作为本实用新型的进一步改进，箱体的内侧壁上设有与处理控制器电性连接的半导体制冷片和制热电阻丝。在天气较热或较冷的情况下，保持箱体内比较恒定的温度，延长箱体内部的电气元件的可靠性、稳定性及使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，所述发热器为多根平行布置的电阻丝。

本实用新型的有益效果：

本实用新型功能全面，适应性广，不仅能应用于城市道路的人行道，还可以用于各休闲农庄、游乐场、生活小区、写字楼、商场、厂矿、各车站、机场、码头、门禁通道等人口密集区域，将自动统计到的行人的数量、性别、年龄、体重等数据上传到大数据平台；

本实用新型通过压力传感器与光感仪，不仅可以采集到压力数据及光线数据，而且能通过处理控制器实现省电模式；

本实用新型通过纵横交错布置的防滑格栅板，能起到防滑效果，而且经过表面处理还可以防锈蚀、耐磨损；

本实用新型通过太阳能电池，可直接将地面光照转换为电能，并供自身使用，节约了能量，降低了损耗，而且清洁无污染；

本实用新型通过处理控制器和彩色LED灯，当遇到故障时，能进行自检，并将诊断结果传输给彩色LED灯，方便检修；

本实用新型通过彩色LED灯，不仅可以显示故障信息，还能起到发光照明的作用，通过处理控制器编程还可以显示道路标示信息，起到导航作用；

本实用新型通过内置于透光面板内的发热器，能通过加热将透光面板上的雨雪冰冻去除，保证防滑效果和上表面的透明度。

附图说明

图1为本实用新型剖面示意图；

图2为图1的俯视图；

图3是本实用新型的彩色LED灯与太阳能电池布置示意图；

图4是本实用新型的处理控制器模块图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。如图1-图4所示，本实用新型的具体结构为：包括顶部开口的箱体9，箱体9的底部内表面上设有固定连接的支撑座92，支撑座92上设有可拆卸的处理控制器7。支撑座92防止处理控制器7直接与内壁接触，实现各种保护，譬如防潮防湿。其中，还包括用于采集人物图像的摄像头8；所述处理控制器7包括用于接收和发送数据、指令的接收发射器701，以及与接收发射器701连接的图像识别模块702和与图像识别模块702连接的控制器703，所述控制器703与所述接收发射器701连接。

其中，控制器703可以采用PLC，PLC的进线通过箱体9侧壁上的小孔穿入，并对小孔进行密封处理，可以用密封材料堵塞，防止湿气渗入。PLC也叫可编程逻辑控制器，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制本实用新型的各个部件。

在箱体9的顶部开口处设有向内凹进的内平台91，内平台91是活动的，可以取出来，便于安装处理控制器7，在内平台91上设有与处理控制器7电性连接的多块太阳能电池4和彩色LED灯5，如图3所示，太阳能电池4并矩形阵列在内平台91上部，彩色LED灯5设置在每块太阳能电池4与太阳能电池4的缝隙中，也就是，两相邻的太阳能电池4的缝隙中，并呈格栅状纵横布置。太阳能电池4可以通过地面的太阳光照射产生电能，并收集在蓄电池内；彩色LED灯5不仅发光起到指示作用，通过对处理控制器7编程控制，还可显示相关信息，并起到标识导航作用。

箱体9的顶部设有活动卡合连接的透光面板2，在卡合部位设有密封圈3，用来密封，防止外部的泥水脏物进入到箱体9内部。所述卡合连接为：在箱体9的顶部四周设有凸出的凸台，透光面板2的底部相对应位置则设有凹槽，透光面板2通过凹槽与凸台卡合连接，密封圈3设置在凹槽与凸台的接触面上。透光面板2的底平面与其下部的太阳能电池4具有一定的间隙，能容纳光感仪22，并且透光面板2是透明的钢化玻璃，防止阻碍太阳光线照射和彩色LED灯5的发光。在透光面板2内设有与处理控制器7电性连接的发热器21，本实施方式中，发热器21可以采用多根平行布置的电阻丝。发热器21具有除冰和除雪的功能，当遇到雨雪冰冻天气，可以通过对处理控制器7控制加热，从而将透光面板2上表面的水分或者雪等蒸发，可起到防滑效果以及保证上表面的透明度。

箱体9的顶部与透光面板2的接触面之间，设有与处理控制器7电性连接的压力传感器6，为了保护压力传感器6，将压力传感器6设置在箱体9与透光面板2的卡合部位的内侧。当上部有行人踩过时，压力传感器6采集到压力值，并将压力值及信号通过线缆传输给处理控制器7，处理控制器7中的控制器703自动统计行人的数量、体重等参数，并将所有信息转换后，由接收发射器701将最终的数据信息传输给大数据平台。

优选的，还可以配合摄像头8，摄像头8会同步采集经过的行人图像，然后传输给处理控制器7，并由图像识别模块702完成图像的性别、年龄等识别，由接收发射器701将最终的数据信息传输给大数据平台。

其中，本实用新型所用到的压力传感器6、光感仪22、摄像头8、接收发射器701、图像识别模块702和控制器703均可以采用市面上可采购到的成熟产品来组合，本文对其内部具体结构和原理不再赘述，图像识别技术也属于成熟的现有技术，有现成的图像处理软件和图像识别硬件，直接采购即可，因此不再赘述。

其中，透光面板2的底部固定设有与处理控制器7电性连接的光感仪22，当光感仪22在一定时间段内未采集到顶部的光信号时，处理控制器7会发出休眠信号，从而进入省电模式，比如通过控制器703内的时间继电器来实现计时。同时，压力传感器6在一定时间段内未采集到顶部的压力值时，处理控制器7也会发出休眠信号，从而进入省电模式。在使用的时候，也可以间隔地选择一部分智能地砖进行采集，而另一部分不进行采集工作，此时不采集的智能地砖，仅仅太阳能电池4工作，通过各智能地砖并联的线缆，将电能提供给其他正在进行数据采集的智能地砖，从而更加节约能耗，实现自供电模式。

在透光面板2的顶部设有防滑格栅板1，透光面板2的上表面上固定设有内嵌的螺母，螺母与透光面板2固定为一体，防滑格栅板1通过螺栓11与该螺母固定连接，当需要维修或者更换的时候，螺栓螺母连接方便拆卸。如图2所示，防滑格栅板1是由纵横布置的钢条构成格栅状，钢条的横截面为矩形，且高度尺寸值大于宽度尺寸值，起到防滑效果。并且在钢条的表面喷镀有防锈层和耐磨层，延长使用寿命。

箱体9的内侧壁上设有与处理控制器7电性连接的半导体制冷片93和制热电阻丝94，当在天气较热或较冷的情况下，保持箱体9内比较恒定的温度，延长箱体9内部的电气元件的可靠性、稳定性及使用寿命。