CN114929967A - 用于疏导车辆交通并且增强工作区安全性的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可用于划定行进界限或路径、疏导车辆交通和提高高速公路工作区中的安全性的装置和方法。

Description

用于疏导车辆交通并且增强工作区安全性的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年1月11日提交的、题为“内部照明交通疏导装置”的美国临时专利申请第62/959,927号的优先权，其全部公开内容通过引用明确并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及电子、交通工程和公共安全领域，并且更特别地涉及可用于划定行进界限或（多个）路径、疏导车辆交通以及提高高速公路工作区的安全性的装置和方法。

背景技术

根据37 CFR 1.71（e），本专利文件包含受版权保护的材料，并且本专利文件的所有者保留所有版权。

如本文所用，术语“工作区”应被解释为包括但不一定限于车辆行进道路或路径上或附近的任何（多个）区域或（多个）地点，其中存在以下情况中的一个或多个：工人；行人；停放的或操作中的车辆或装备；正在进行或所规划的警察、消防、紧急医疗、施工、维修或其他操作；全部或部分道路封闭；危险物品或材料；事故或紧急情况场景；警察或执法活动，诸如DUI、移民或文件检查站等。

通常做法是在工作区中或附近放置各种类型的警告或车辆疏导装置（例如，锥形路标、轮廓标、桶、栅栏、闪光、警告灯、标志、电子路边显示器等）以警告迎面而来的车辆交通和/或帮助迎面而来的车辆交通围绕这些工作区进行导航和/或避免进入这些工作区。

配备有GPS导航系统、自动驾驶员警告/辅助系统和自动驾驶仪或自动驾驶系统的车辆的日益普遍提出了对新的装置和方法的需要，通过向迎面而来的车辆发信号通知或以其他方式提供工作区位置和/或其他危险的通知来促进工作区安全性。引导车辆、行人、自行车或其他移动物体通过拥挤或危险区域需要易于标识的提示。这些提示可以采用标志的形式（例如，让行、停车、限速、箭头）或轮廓标（交通锥形路标、桶、竖直面板等）。在白天期间，人类的感觉和神经系统能够确立相对距离和景深。然而，在夜幕降临后，一些人准确建立景深、距离和接近速度的能力可能降低或受损。这些限制与指示黑夜期间的不成比例的数量的车辆事故的统计数据一致。

随着车辆越来越不受道路噪音、路面反馈的影响，并且在更高的速度下更容易控制，驾驶员更容易分心。注意力集中在车辆内部，而不是集中在前方的道路环境。再加上将这方面与老化的基础设施和维修需求，工人、执法人员、消防队员、公用事业人员等都处于更大的危险中。随着各州交通部门经历越来越多的悲剧，智能工作区倡议已成为标准。虽然车辆变得“更智能”，但许多道路仍未受技术影响。本申请中描述了用于降低智能工作区和其他资产监测的成本以及为自动车辆导航做准备的装置和方法。

另外，随着新技术的问世和自主汽车的出现，驾驶员将在更大程度地依赖自动化系统。自动化系统将需要地面实况（Ground Truth）（指代实时位置、工作区域的几何形状、障碍物和行人位置的术语）来安全地导航预先绘制的道路中的瞬时改变。呈现给自主车辆的关于地面实况的信息将需要本地传感器和通信网络。虽然电子系统能够过滤噪音和不良输入，但人类可能会对此感到困惑。例如，在以120公里/小时（70 mph）进入工作区时，无数的闪光灯、工作车辆、工作灯、轮廓标、关卡和人员可能呈现出需要立即进行思维组织的混乱场景。以“平静的”方式增强导航的系统为当今的驾驶员和行人提供了安全的替代性方案。

发明内容

根据一个方面，本公开包括一种系统，该系统包括：多个节点装置，该多个节点装置可定位在车辆行进道路或路径上或附近，每个装置包括被配置为使所述多个节点装置作为网状网络进行通信的电子电路系统；以及网关装置，该网关装置被配置用于与远程控制中心或数据接收器进行有线或无线通信；所述网关装置还被配置为从所述节点装置接收数据，并将所述数据或基于所述数据的信息传输到远程定位的控制中心或数据接收器。在一些实施例中，节点装置和/或（多个）网关装置还可以包括或可以附接/附着到交通疏导/标记或安全装置（例如，锥形路标、桶、轮廓标、管、反射器、灯、路障、振动带、栅栏、标志、电子显示器、杆、柱、柱子等）。在一些实施例中，节点装置和/或（多个）网关装置可以包括灯或发射可见光或红外光、声音或其他信号的其他信号发射器。在一些实施例中，网关装置可以附加地作为网状网络的节点装置中的一个起作用。在节点装置包括灯或信号发射器的实施例中，网状网络通信可以使节点装置的灯或信号发射器以预设模式或顺序发射光或信号（例如，可见光或红外光的闪光或声音）。在一些实施例中，每个节点装置和/或（多个）网关装置的电子电路系统可以包括以下中一个或多个：GPS天线、GPS（例如，GNSS）接收器、MCU收发器、加速度计或倾斜传感器、电压调节器、LED驱动器、温度传感器和湿度传感器。在一些实施例中，节点装置可以被配置为检测事件的发生，并且网关装置可以被配置为进而向控制中心或数据接收器通知事件的发生，例如节点和/或网关装置的位置的改变；节点和/或网关装置的功能状态的改变；节点和/或网关装置的功能的故障或停止；以及节点和/或网关装置的移动或倾斜。在一些实施例中，节点装置可以被配置为监测，并且网关装置可以被配置为进而向控制中心或数据接收器通知从以下中选择的信息：节点和/或网关装置的开启/关闭状态；节点和/或网关装置的电池充电状态；节点和/或网关装置的位置处的天气；和/或网关装置的位置处的温度。在一些实施例中，（多个）网关装置被配置为从远程位置接收至少一种类型的信号或数据，并向节点装置禁闭传输至少一种类型的信号或数据，以使节点装置执行从以下中选择的功能：将节点装置从关闭切换到开启；将节点装置从开启切换到关闭；并且引起由节点装置发射的可视信号或其他信号的类型、颜色、顺序、程序、定时、模式或其他特性的改变。在一些实施例中，（多个）网关装置可以被配置为从远程位置接收并进而向节点装置传输软件或固件更新或其他数据或信息。在一些实施例中，从（多个）网关装置接收数据的控制中心或数据接收器可以：a）将它从（多个）网关装置接收的数据中的一些或全部传输到被配备来接收这种数据的车辆，或者b）将它从（多个）网关装置接收的数据中的一些或全部传输到第二控制中心或数据接收器，该第二控制中心或数据接收器进而可以将该数据中的一些或全部传输到被配备来接收这种数据的车辆。在一些实施例中，可以采用地理围栏或其他方法来使得所述数据仅由联网节点装置的预定距离内或限定区域或地区内（例如，地理围栏内）的车辆接收或处理。在一些实施例中，数据可以被传输到配备有GPS地图显示器的车辆，并且该数据可以使警告、符号、指示符、代码或标记出现在GPS地图显示器上。在一些实施例中，数据可以被传输到配备有自动驾驶仪或自主控制系统的车辆，并且该数据可以使自动驾驶仪或自主控制系统使车辆降低速度和/或执行操纵，诸如围绕物体或区域进行导航。在一些实施例中，数据可以被传输到配备有自动驾驶员辅助系统的车辆，并且该数据可以使自动驾驶员辅助系统向车辆的驾驶员发出视觉、听觉、触觉或其他提示、通知或警告。本公开包括一种用于使用这种装置的方法，该方法包括以下步骤：将所述多个节点装置定位在车辆行进道路或路径上或附近的位置；引起或使得节点装置能够作为网状网络进行通信；以及引起或使得网关装置能够从所述节点装置接收数据，并将所述数据或基于所述数据的信息传输到远程定位的控制中心或数据接收器。

根据另一方面，本公开包括一种可以用于多个交通疏导/标记装置的联网的节点装置的系统，其中所述节点装置中的每一个包括壳体（例如，盒子、罐、外壳、框架等），该壳体可附接到交通疏导/标记装置、电池和电子电路系统，该电子电路系统包括用于感测状况或事件的至少一个传感器和射频通信设备，该射频通信设备被配置为使得该装置能够作为包括多个所述装置的网状网络的节点起作用。在一些实施例中，每个节点装置可以向网状网络的（多个）其他节点装置传送由其（多个）传感器感测的（多个）状况或（多个）事件的通知。在一些实施例中，（多个）传感器可以包括从以下中选择的至少一种类型的传感器：温度传感器、湿度传感器、加速度计、倾斜传感器和用于监测电池的状态的传感器。在一些实施例中，（多个）节点装置还可以包括用于发射可见光或红外光的至少一个光发射器。在一些实施例中，（多个）节点装置可以具有用于将该（多个）节点装置粘合到（多个）交通疏导/标记装置的（多个）粘合表面。在一些实施例中，该系统还可以包括（多个）网关装置，该（多个）网关装置被配置为从节点装置中的一个或多个接收信号，并且通过蜂窝、电话、互联网、光纤或其他有线或无线通信将这个信号或基于这个信号的数据传输到远程控制中心或数据接收器。在一些实施例中，（多个）网关装置还可以包括电池和壳体，该壳体被配置用于附接到所述交通疏导/标记装置中的一个上。在一些实施例中，（多个）网关装置还可以包括位于壳体内的电子电路系统，所述电子电路系统包括用于感测状况或事件的至少一个传感器和射频通信设备，该射频通信设备被配置为使网关装置不仅能够作为网关装置还能够作为所述网状网络的节点起作用。在一些实施例中，（多个）节点装置可以具有电子电路系统，该电子电路系统包括以下中的一个或多个：GPS天线；GPS（例如，GNSS）接收器；MCU收发器；加速度计或倾斜传感器；电压调节器；LED驱动器和至少一个LED；温度传感器和湿度传感器。在一些实施例中，附加地作为节点装置起作用的网关装置可以具有用于与控制中心或数据接收器以及以下中的一个或多个进行蜂窝、电话、互联网、光纤或其他有线或无线通信的设备：GPS天线；GPS（例如，GNSS）接收器；MCU收发器；加速度计或倾斜传感器；电压调节器；LED驱动器和至少一个LED；温度传感器和湿度传感器。在一些实施例中，壳体可以被配置为可互换地容纳a）节点装置电子电路系统或b）网关装置电子电路系统。在其中节点装置和/或网关装置包括温度或湿度传感器的实施例中，壳体可以包括开口或通风孔，该开口或通风孔被配置为便于通过温度或湿度传感器感测壳体外部的温度或湿度。在一些实施例中，（多个）节点装置和/或（多个）网关装置可以包括（多个）太阳能收集器和（多个）太阳能采集器组件或用于电池的太阳能充电的设备。本公开包括一种用于使用这些节点装置的方法，包括以下步骤：将多个所述节点装置连附接到多个交通疏导/标记装置；以及引起或使得节点装置的传感器能够作为网状网络操作，其中节点装置的传感器感测状况或事件，并将与所感测的状况或事件相关的数据或信息传送给所述节点装置中的其他节点装置。

根据另一方面，本发明包括一种照明装置，用于将光（例如可见光或红外光）投射到完全或部分半透明的交通疏导/标记装置（例如，锥形路标、桶、轮廓标、管、反射器、路障、振动带、栅栏、标志、电子显示器、杆、柱、柱子等）的内部，使得由照明装置投射到交通疏导/标记装置的内部中的光的至少一部分将穿过交通疏导/标记装置的半透明壁或其它半透明部分。在一些实施例中，照明装置可以进一步包括电子电路系统，以发送和接收来自其他所述照明装置的数据，从而使得多个所述照明装置作为网状网络的节点操作。在其中多个这些照明装置作为网状网络的节点操作的系统中，该系统还可以包括（多个）网关装置，该（多个）网关装置被配置为从照明装置（节点）接收数据，并且经由蜂窝、电话、互联网、光纤或其他有线或无线通信将数据或基于数据的信息传输到控制中心或数据接收器。在一些实施例中，（多个）网关装置还可以包括一个或所述照明装置，使得（多个）网关装置还可以作为网状网络的节点起作用。在一些实施例中，每个照明装置（节点）可以具有电子电路系统，该电子电路系统包括以下中的至少一个：GPS天线、GPS（例如，GNSS）接收器、MCU收发器；加速度计或倾斜传感器、电压调节器、LED驱动器、温度传感器和湿度传感器。在系统的一些实施例中，除了用于蜂窝或光纤通信的设备之外还作为（多个）节点装置起作用的任何（多个）网关装置可以具有电子电路系统，该电子电路系统包括以下中的至少一个：GPS天线、GPS（例如，GNSS）接收器、MCU收发器；加速度计或倾斜传感器、电压调节器、LED驱动器、温度传感器和湿度传感器。在该系统的一些实施例中，照明装置（节点）可以被配置为检测并且网关装置可以被配置为进而向控制中心或数据接收器通知从以下中选择的事件的发生：照明装置的位置的改变；节点装置的功能状态的改变；照明装置的功能的故障或停止；以及照明装置的移动或倾斜。在该系统的一些实施例中，照明装置（节点）被配置为监测并且网关装置被配置为进而向控制中心或数据接收器通知从以下中选择的至少一个状态或状况：照明装置的开启/关闭状态；照明装置的电池充电状态；照明装置的位置处的天气；照明装置的位置处的湿度；以及照明装置的位置处的温度。本发明包括一种使用这种照明装置的方法，该方法包括以下步骤：将照明装置定位在交通疏导或标记装置上，使得照明装置将光投射到交通疏导/标记装置的内部，并且投射到交通疏导/标记装置的内部的光中的至少一些穿过交通疏导/标记装置的完全或部分半透明的壁，并且照明装置的电子电路系统发送和接收来自其他照明装置的数据，以使多个所述照明装置作为网状网络的节点操作。

根据另一方面，本公开包括一种可用于交通疏导或标记（例如，锥形路标、桶、轮廓标、管、反射器、路障、振动带、栅栏、标志、电子显示器、杆、柱、柱子等）的内部点亮装置，其中交通疏导或标记装置包括：至少一个侧壁，该至少一个侧壁被配置为使得所述至少一个侧壁的（多个）内表面在装置内限定内部空间；以及至少一个可移除地或永久地附着的照明装置，用于将光投射到所述至少一个侧壁的（多个）内表面上；其中所述至少一个侧壁是完全半透明的或者具有半透明的（多个）部分，使得投射到所述至少一个侧壁的（多个）内表面上的光中的至少一些将穿过所述至少一个侧壁，从而被接近该装置的人看见；并且其中所述至少一个侧壁和所述至少一个照明装置被配置为使得多个所述装置可以彼此彼此叠置，而不需要在堆叠之前移除所述至少一个照明装置。在一些实施例中，该装置可具有圆锥形、截头圆锥形、圆形、层叠的侧壁或多个侧壁，这些侧壁被配置为使得所述内部空间在横截面上为多边形的，并且这种装置的（多个）侧壁可以是锥形的（例如，在顶部处较窄、在底部处较宽）、穿孔的、通风的、设置有间隔物或隔离结构，或者以其他方式被构造成允许多个装置彼此叠置并且随后不堆叠，而不会由于在装置内形成负压而使装置被锁定或固持在堆叠位置。在一些实施例中，照明装置可定位在交通疏导/标记装置的顶端处，并在其内部空间中向下投射光，而在其它实施例中，照明装置可定位在交通疏导/标记装置的底端处并在其内部空间中向上投射光。在一些实施例中，照明装置可以包括至少一个传感器，该至少一个传感器用于感测从以下中选择的至少一个事件、状况或变量：装置被撞击、装置被撞倒；车辆侵入到由装置标记的区域、装置的位置处的温度和/或其他天气状况；装置的位置处的风速和/或风向；行进经过装置的车辆的速度；行进经过该装置的车辆的大小或重量；向所述至少一个照明装置供电的电源的充电状态以及所述至少一个照明装置的运作。在一些实施例中，照明装置可以包括传输器，该传输器用于将该照明装置的数据传输到其他照明装置或传输到远程位置，诸如控制中心或数据接收器。在一些实施例中，照明装置可以具有可再充电电源，该可再充电电源在照明装置保持附接到交通疏导/标志装置的同时能够被充电，并且在一些实施例中，在具有所附接的照明装置的交通疏导/标志装置保持彼此叠置的同时能够被充电。一些实施例可以包括充电装置，该充电装置可用于对多个照明装置的可再充电电源进行充电，同时附接到彼此叠置的交通疏导/标记装置上。在一些这样的实施例中，当相邻定位的照明装置彼此叠置时，这些装置的电极彼此接触，并且充电装置可以被配置为连接到照明装置中的一个，以串行地将充电能量递送到所有照明装置。在其他实施例中，当相邻定位的照明装置彼此叠置时，这些装置的电极不需要彼此接触，并且充电装置可以被配置为连接到每个照明装置，以便将充电能量递送到照明装置。在这方面，照明装置具有通道，当装置彼此叠置时，这些通道变得对齐，并且充电装置可以包括细长充电构件，在装置彼此叠置的同时，该充电构件可插入通过对齐的通道中。照明装置和细长充电构件可以配备有电极，这些电极被配置为使得当细长充电构件插入通过通道时，充电构件的电极将接触每个照明装置的电极，以便在装置彼此叠置的同时，并行地将充电能量从细长充电构件递送到每个照明装置的可再充电电源。每个照明装置可以在其通道的一侧上具有第一发射器电极，以及在其通道的相对侧上具有第二发射电极，并且细长充电构件可以具有细长绝缘体、在绝缘体的一侧上的负充电电极以及在绝缘体的第二侧上的正充电电极，使得电极和绝缘体被配置为防止照明装置中的任何一个的第一和第二电极两者同时接触负充电电极或正充电电极。在一些实施例中，感应充电可以用于同时更换所有堆叠的照明装置。本公开包括一种用于存储多个这种内部点亮装置的方法，该方法包括彼此叠置所述内部点亮装置而在堆叠之前不移除照明装置的步骤。在一些实施例中，该方法还包括在内部点亮装置保持彼此叠置的同时对它们的电源进行充电的步骤。

根据附图和下面的详细描述，可以理解本公开的更多的方面和细节，但不应受其限制。

附图说明

提供以下详细描述和实施例是为了非穷举地描述本发明的一些但不一定是全部示例或实施例，并且不应以任何方式限制本发明的范围。

图1示出了本发明的照明装置的一个实施例的侧视图。

图1A是图1的照明装置的底部端视图。

图2示出了本发明的充电装置的一个实施例。

图2A是穿过图2的线A-A的剖视图。

图3A示出了彼此叠置的多个交通锥形路标，其中顶部的两个锥形路标出现在纵向剖视图中。

图3B是彼此叠置的多个交通锥形路标的局部剖视图，其中照明装置附接到每个交通锥形路标。

图3C是图3B中的堆叠的装置的纵向剖视图。

图3D是图3B的堆叠的装置的示意图，其中充电装置插入通过照明装置的对准的通道。

图3E是具有可操作地插入其中的充电装置的照明装置的剖视图。

图4是并入了第一（节点）类型的电路板的图1的照明装置的替代性实施例的侧视截面图，该电路板替代性地可用于除所示的照明装置之外的各种其它装置中。

图5是可用于包括图4的照明装置的各种装置的第二种（网关）类型的电路板的图。

图6是壳体装置的侧剖视图，该壳体装置可以包括第一（节点）类型的电路板（其示例在图4中示出）、或者第二（网关）类型的电路板（其示例在图5中示出）。

图7是示出安全高速公路工作区和用于使用本发明的多个装置的方法的一个非限制性示例的图。

图8是可用于本发明的装置的射频引擎组件的电气图。

图9是可用在本公开的装置的射频扩展器组件的电气图。

图10是可用于本公开的装置的输入-输出扩展器（I/O扩展器）的电路系统的电气图。

图11是可用于本公开的装置的温度传感器、湿度传感器和加速度计组件的电气图。

图12是可用于本公开的装置的GPS GNSS系统的电气图。

图13是可用于本发明的装置的太阳能采集器组件的电气图。

图14是与可用于本公开的装置的GPS GNSS、Particle公司的调制解调器和串行转换器组件相关的电路系统的电气图。

图15是可用于本公开的装置的蜂窝调制解调器组件的电气图。

图16是可用于本发明的装置的触觉开关、指示器LED和光感测电路系统的电路系统的电气图。

具体实施方式

下面的详细描述及其涉及的附图旨在描述本发明的一些但不一定是全部的示例或实施例。所描述的实施例在所有方面被认为是说明性的，而不是限制性的。这个详细描述的内容和附图不以任何方式限制本发明的范围。

附图1至图3E示出了本发明的装置的某些非限制性示例，包括可用于内部点亮可堆叠交通锥形路标C的照明装置10的一个实施例、以及可用于为每个照明装置的可再充电电池28充电的充电装置50。

如图1和图1A所示，照明装置10的这个实施例包括主体部分12和帽14。摩擦接合构件16形成在主体部分12上。这些摩擦接合构件被配置为与图3A至图3C中示出的类型的交通锥形路标C内的肩部S或伸出区域摩擦接合。以这样的方式，照明装置10可以被插入到交通锥形路标C的顶端开口O中，并被推进直到摩擦接合构件16在交通锥形路标C的肩部S下方，从而将照明装置10保持处于位于交通锥形路标的顶部开口O内的操作位置处，使得照明装置10可以将光向下投射到交通锥形路标的截头圆锥形侧壁内侧的内部空间中。锥形路标的全部或部分侧壁是半透明的，从而允许一些光穿过锥形路标的侧壁，从而导致荧光发光，如附录A中包括的照片所示。

光从照明装置10的底端发射。多个发光二极管（light emitting diode，LED）24被定位成通过安装在照明装置10的底端上的环形透镜20投射光。这将光向下投射在交通锥形路标C的内部空间内，并投射到锥形路标C的侧壁的内表面上。

中空通道22竖直地延伸穿过照明装置10。可压缩电极（例如，弹簧电极）24位于中空通道22的相对侧上。如下文更全面描述的那样，这些电极24可用于给每个照明装置10内的可再充电电池28充电（参见图3C至图3E）。

图2和图2A示出了充电装置50，该充电装置可用于在多个照明装置10附接到彼此彼此叠置的交通锥形路标C上的同时对多个照明装置充电，如图3B至图3C所示。这个充电装置50包括细长充电构件52和顶部毂56。如图2A的剖视图所示，细长充电构件64具有沿细长充电构件52的一侧延伸的正充电电极60和沿细长充电构件52的相对侧延伸的负充电电极62。电绝缘体64位于正负充电电极60、62之间。

照明装置10可操作地定位在交通锥形路标标C上，使得当交通锥形路标C彼此叠置时，照明装置10的中空通道22处于对齐，使得细长充电构件52可以通过对齐的通道22向下插入，从而使得充电装置50的充电电极60、62与每个照明装置10的电极24接触。这允许充电能量从充电装置50并行地递送到每个照明装置10（参见图3D和图3E）。充电装置50的充电电极60、62和分离的绝缘体64以及照明装置10的相对应的电极24可以以防止照明装置10中的任何一个上的电极24中的两个同时接触负充电电极60或正充电电极62（这将导致短路）的方式确定大小、配置和定位。相反，这种大小确定、配置和定位可以是使得a）特定照明装置构件的两个电极24将接触绝缘体64、或者b）照明装置10的一个电极24将接触正充电电极60，而照明装置10的另一电极24将接触负充电电极62。由绝缘体64所占据的可接触表面积可以显著小于每个充电电极60、62的表面积，从而使得照明装置10中的任何一个的两个电极24将只接触绝缘体64不可能。可选地，一个或多个接触指示器（例如，小LED）可以安装在充电装置50的毂56上，并且可以接线以指示照明装置电极24中的任何或全部是否如预期那样与正充电电极60和负充电电极62进行充电接触。如果（多个）这样的指示器指示照明装置10中的任何一个仅仅与绝缘体64接触，那么用户可以稍微旋转细长构件52，直到（多个）这样的指示器指示全部照明装置电极24如预期的那样与充电装置的正充电电极60和负充电电极62进行适当的充电接触。

可选地，充电系统可以使用从一个灯到另一灯的感应电磁功率传输。

本文公开的内部照明装置10（与使用单点灯相反）可以照明锥形路标或其他警告或车辆疏导装置的表面，使得光可以被漫射/或者被反射。这为驾驶员或行人提供了要呈现的更大的光源，同时使用显著更少的能量。由于电池供电的装置是临时和国土安全导航系统的标准，因此一直在寻求能量节省，从而导致更亮的灯或更长的电池寿命。本发明旨在使用与点光源相同的能量来照明更大的区域。因此，被照明的物体对于驾驶员或行人将是更可见的。

在本公开的装置中使用的光源可以是在安装在基座附近的情况下向上引导到轮廓标中、或者当安装在轮廓标的顶部中时向下引导到轮廓标中的LED、激光或荧光技术。光源可以穿过轮廓标的表面、或者穿过轮廓标中的孔并向内引导地被插入轮廓标内部或从外部插入。光源可以在轮廓标外部，并以这样的方式来引导以便利用使塑料发光的柔和的光“沐浴”物体。

此外，设计有适当几何形状使得交通锥形路标可以堆叠在其他交通锥形路标上、或者允许桶与标准输送技术一致地装载的装置将允许由部署该装置的工作人员进行的“标准操作程序”。工作人员将不必改变他们做的任何事情。在他们收集锥形路标或桶时，他们将处理它们，就好像在轮廓标内部或外部没有光源一样。在用于临时交通控制轮廓标的当前点亮系统中，操作者必须在取回轮廓标之前将灯从装置移除。由于这种情况每各晚上都发生，因此每天安装和移除光源变得很麻烦，并且潜在地是危险的。一旦轮廓标部署在高速公路上，这是通常实现的，从而使工人暴露于快速移动的车辆。

灯可以被设计成当被放置在道路表面上时自动打开，或者通过基于云的通信或本地远程控制来远程打开。因此，例如，一旦从移动中的卡车掉落，通过从1000米外的车辆的安全装置上、或在不同的州或国家从桌面上简单地按下按钮，就可以打开数百个交通锥形路标。内部点亮的轮廓标可以被编程为以顺序模式、反向模式、稳定发光模式或其他期望的组合点亮。它们可以以多种不同的模式或速率（每秒一次、更快、更慢等）中的一个闪烁。它们可以在交通流的方向上（很像跑道着陆系统）或者在相反的方向上从路标到路标排序。

除了生成光之外，该系统还可以发射任何频率或协议（例如蓝牙、4G、5G蜂窝、Wi-Fi）的声音或无线电波，以直接与自主车辆对接，或者通过云上行链路以及然后下行链路与自主车辆对接，以提供与工作区的位置和工作区域的几何形状有关的地面实况。锥形路标中的同步和协调锥形路标之间的闪光的传感器还可以通过具有到云的单个或多个蜂窝连接的本地（基于灯的）网络系统将车辆计数、速度、温度、碰撞/运动或其他监测的参数传递到基于云的系统。

在具有物联网传感器（包括加速度计或其他倾斜传感器）的情况下，内部照明的轮廓标可以充当将车辆侵入到工作区或行人区域的通知带给工人的警告。如果车辆进入其中行人正在工作或聚集的扇区，并且轮廓标位于他们必须被碰撞才能进入这个区域的位置，加速度计将记录撞击并发送无线电信号或声音信号或光信号，以警告工人或行人车辆已经进入受保护区域。由于传感器将位于光同步网络装置的电路板上，所以它被永久地安装在锥形路标或筒或轮廓标中，并且不代表“附加”部件。因此，与专用侵入系统不同，它始终是标准轮廓标的标准部署的一部分。这代表了技术方面的进步，该进步降低了成本并且简化了这个安全系统的部署。

尽管可以使用不可再充电的能源，但是为了操作上是期望的并且无阻力地使用，给灯供电的电池可以是可再充电的。内置到交通桶的顶部或包裹在交通锥形路标周围的太阳能电池板（柔性太阳能电池板是可用的）可以用于采集太阳能。

使用压电或其他技术为电池充电，可以捕获和采集道路上的呈较大瓦数的声能。

风能（自然生成的或者由路过的车辆生成的）可以用于旋转小型螺旋桨、涡轮机或挡板，以获取能量以便进行充电。

在道路上进行充电的替代性方案是具有可堆叠的轮廓标（诸如永久安装有灯的交通锥形路标）、将电从堆叠的锥形路标传导到其下方的所堆叠的锥形路标。例如，可以堆叠10个锥形路标，同时每个锥形路标进行电连接以对其下方的一个锥形路标进行充电。以这样的方式，插入到墙壁主电源或12-24v车辆系统的充电系统可以放置在最上面的锥形路标顶部。充电电力将通过内置到永久安装的灯中的电触点被递送到每个锥形路标，使得每个灯-电池系统接收来自上方或下方的锥形路标的充电电流。图1。

替代性充电系统通过“棒”（其是可以暂时沿着每盏灯的中间向下穿过、已经永久插入到锥形路标的顶部中的长的导电杆）的方式实现。棒将接触堆叠的锥形路标内的灯中的每一个，并以“并行”而不是如上所述的“串行”方式带来充电电流。这个系统将避免使10个灯以精确的几何方式相互接触所需的必要的弹簧触点和精确的间距和几何形状。任一充电系统是专门设计的以允许轮廓标的随机堆叠；也就是说，例如，锥形路标的取向可以堆叠在任何360度的位置。换句话说，锥形路标不需要以特定的模式堆叠或以特定的方式排列。

可选地，照明装置10可以结合射频或其他通信系统，并且可以被配备成使用聚集协议、网状网络或任何其他电路系统、设备、功能、格式、序列、闪烁程序或在以下美国专利中描述的其他操作来控制和彼此通信和/或彼此自同步：题为顺序车辆交通引导系统（Sequenced vehicular traffic guiding system）的美国专利第8,564,456号；题为顺序车辆交通引导系统（Sequenced Vehicular Traffic Guiding System）的8,154,424；题为同步离散数字装置的行为（Synchronizing the Behavior of Discrete Digital Devices）的9,288,088；题为车辆和行人的顺序引导系统（Sequenced Guiding Systems for Vehicles and Pedestrians）的9,847,037；题为具有主动能量节省的电子路边闪光的顺序和协调闪烁（Sequential and Coordinated Flashing of Electronic Roadside Flares with Active Energy Conservation）的9,835,319；题为具有主动能量节省的电子路边闪光的顺序和协调闪烁（Sequential and Coordinated Flashing of Electronic Roadside Flares with Active Energy Conservation）的10,443,828；题为同步离散数字设备的行为（ynchronizing the Behavior of Discrete Digital Devices）的10,536,519和题为用于移动行人或车辆的位置的同步信号通知的装置和方法（Devices and Methods for Synchronized Signaling of the Positions of Moving Pedestrians or Vehicles）的10,660,183，每个这种专利的全部公开内容通过引用明确地结合于此。

可选地，如下面更全面地解释的那样，照明装置10可以并入传感器和/或传输设备，用于感测和/或传输与照明装置10、照明装置10附接到的交通疏导/标志装置（例如交通锥形路标C）和/或这些装置附近的区域相关的数据，例如指示以下内容的数据：装置被撞击、装置被撞倒；车辆侵入到由装置标记的区域、装置的位置处的温度和/或其他天气状况；装置的位置处的风速和/或风向；行进经过该装置的车辆的速度；行进经过该装置的车辆的大小或重量；为装置供电的电源（例如电池28）的充电状态以及装置的运作或当前功能状态。

图4示出了关于照明装置10a的替代性实施例，其包括图4中示出的装置10的元件、以及执行以上总结的附加功能中的一些或全部的附加元件。在图4的示例中，照明装置10a包括安装在内部空腔102内的节点电路板100（在图4的照明装置内示出）或网关电路板200（在图5中分离地示出）。电路板100或200可以具有环形形状或包括与充电装置50可通过其插入的中空通道22对齐的中心孔径的其它配置。

安装在节点电路板100上的组件（图4中示出）可以包括以下中的任何一个或全部：GPS天线104（GGBLA.125.A，美国Taoglas公司，圣地亚哥，加利福利亚）、GPS GNSS接收器106（GGBLA.125.A，美国Taoglas公司，圣地亚哥，加利福利亚）、MCU收发器108（CC2530F256RHAR，Texas Instruments公司，达拉斯，德克萨斯州）、加速度计110（LIS2DH12TR，ST Micro公司，日内瓦，瑞士）、电压调节器112（UM1460S-33，UnionSemiconductor公司，香港,中国）、LED驱动器114（BCR421，Diodes Incorporated公司，兰诺市，德克萨斯州）、温度传感器116（HTS221TR，ST Micro公司，日内瓦，瑞士）以及湿度传感器118（HTS221TR，ST Micro公司，日内瓦，瑞士）。如所示的那样，具有天气保护过滤器103a的通风口103可以被形成为穿过空腔102的壁，以允许环境空气循环进入空腔，使得任何温度传感器116和/或湿度传感器118能够精确地感测装置10a的区域中的温度和/或湿度。所列出的组件（在存在的情况下）至少可以执行以下功能：

●GPS天线104和GPS GNSS接收器106使得节点或网关装置能够通过GPS发送和接收地面实况数据和/或其他信息。可以使用GPS天线202 GPS GNSS接收器接收和/或传输的信息类型的示例包括装置的精确位置（例如，经度/纬度）并且并入在基于卫星的GPS GNSS信号中，可以是可以用于使用比低占空比同步更少的功率来同步网状网络无线电传输/接收定时的精确的定时信息。在没有精确的GPS GNSS定时信息的情况下，网状网络中的节点必须周期性地（例如，每100毫秒）“唤醒”，以与其他节点连接来重置它们的时钟。否则，内部MCU时钟可能漂移。在具有GPS GNSS可用的外部时钟参考的情况下，用于重新同步的占空比可以低得多。例如，节点可以每30秒唤醒一次。因此，GPS GNSS电路不仅提供位置信息，还提供定时和网格同步。

●MCU收发器108实现了到其位于其中的节点或网关装置和从其位于其中的节点或网关装置的无线射频传输。可以使用MCU收发器108接收和/或传输的信息的类型的示例包括用于对联网装置的操作进行排序或控制（如在上文提及并通过引用明确结合于此的各种美国专利和公开的美国专利申请中所描述的那样）的信息、以及到网关装置或从网关装置发送与各个联网节点装置的状态和/或运作相关的信息，该网关装置又可以发送/接收信息（例如，GPS位置、加速度计感测的相对于重力的移动和取向、所感测的温度、所感测的湿度、LED操作模型/模式/状态、软件固件更新、或者经由电话、光纤线缆（在可用的情况下）、互联网、基于云的、蜂窝的、直接到车辆的、或其他手段等到一个或多个远程位置（例如，控制中心）的其他通信；

●加速度计110感测其位于其中的任何装置的移动，并实现与移动相关的信息（诸如装置被车辆撞击、被风吹倒或以其他方式从其预期位置或地点移动的通知）；

●电压调节器112提供电压调节；

●LED驱动器114驱动和控制LED，诸如以上示例中描述的LED 24、26和/或310；

●温度传感器116感测环境温度；以及

●湿度传感器118感测环境湿度。

安装在网关电路板200（图5）上的组件可以包括节点电路板100（图4）上示出的组件中的任何或全部，并且此外包括以下附加组件中的任何或全部：蜂窝天线202（FXUB63070150C，Taoglas公司，圣地亚哥，加利福利亚）、蜂窝调制解调器204（B402，Particle公司，旧金山，加利福利亚）、以及太阳能采集器/充电电路206（SVT1040，ST Micro公司，日内瓦，瑞士或BQ25505，Texas Instruments公司，日内瓦，瑞士）。这些附加组件（在存在的情况下）至少可以执行以下功能：

●蜂窝天线202和蜂窝调制解调器204实现到网关电路板200存在于其中的网关装置和来自该网关装置的蜂窝通信。可以使用蜂窝天线202和蜂窝调制解调器204接收和/或传输的信息的类型的示例包括经由电话、互联网、基于云的或其他手段等到一个或多个远程位置（例如，控制中心）的蜂窝或其他通信发送/接收信息。

●至少在某些区域，光纤通信网络可能在道路附近可用（例如，有时由基础设施提供商（诸如政府交通部门或其他机构）提供）。可以获得对这种光纤网络（例如，使用位于沿着高速公路的接线盒）的接入。其中在工作区的范围内，网关200电路板可以被配备成直接插入到光纤线缆系统中，以避免蜂窝调制解调器硬件成本和每月重复的连接和服务器费用。

●太阳能采集器/充电电路206通过从任何适当连接的太阳能电池板（例如，下面描述的208或305）提取功率并使用这样的能量给一个或多个电池（例如，28或B）充电来提供集成的能量管理。

在包括太阳能采集器/充电电路206的网关电路板200安装在图4中示出的照明装置10a中的实施例中，照明装置10a还可以包括可选的太阳能电池板208和将该太阳能电池板208连接到太阳能采集器/充电电路206的相关联的电路系统。如果如图4所示安装在装置10a的顶部上，可选的太阳能电池板208可以具有环形形状或包括与充电装置50可通过其插入的中空通道22对齐的中心孔径的其他配置。

图6示出了节点电路板100或网关电路板200可以安装在其内的壳体装置300的一个非限制性示例。然后，这个壳体300可以附接到或定位在任何合适类型的交通疏导装置（例如，锥形路标、轮廓标、桶、栅栏、闪光、警示灯、标志、电子路边显示器等）或任何其他物体（车辆、施工装备、道路碎片等）上。在所示的示例中，这个壳体300包括具有内腔304的壳体，电路板100或200安装在该内腔中。提供电池触点306，使得电池可以安装在壳体装置300内，以给装置供电。在电路板100或200包括太阳能采集器和充电电路206的实施例中，壳体装置300还可以包括太阳能电池板305和相关联的电路系统，以收集和使用太阳能来给装置供电和/或给电池B充电。在其中电路板100或200包括（多个）温度和/或湿度传感器116和/或118的实施例中，可以提供通风口308（其可以包括天气保护过滤器和/或相关联的（多个）导管）以允许环境空气循环到空腔304中，使得任何温度传感器116和/或湿度传感器118可以准确地感测壳体装置300的区域中的温度和/或湿度。

此外，如图6所示，壳体装置300或上述照明装置10或10a或根据本公开可操作的任何其它装置可以包括具有相关联的驱动器、LED电路板或模块的红外或可见LED 310，以发射红外或可见光。如下文更全面解释的那样，在一些实施例中，从这种LED 310发射的红外和/或可见光可以被迎面而来的车辆上的传感器和/或相机直接接收，这些车辆配备有电子驾驶员警告/辅助、自动驾驶仪或自主控制系统，从而使得这种车辆的电子驾驶员警告/辅助、自动驾驶仪或自主控制系统能够发出警告或控制动作，以避免或防止与LED红外或可见光从其发出的装置10、10a、300的碰撞。在一个实施例中，电路板100或电路板200（节点或网关）或它们的组件可以被安装和封装在诸如图7（下面）中的326的操作灯或任何其他工作区装置中。这个灯或其他装置然后将充当警告或安全装置以及到其他节点300/100的通信链路，或者充当到云1（300/200）的网关。

图7示出了包括本公开中描述的类型的装置的网络的智能高速公路工作区的一个非限制性示例。照明装置10a（图4）安装在交通锥形路标304上。如所示的那样，这些锥形路标304在道路表面上定位成排，以划定变窄的行进区域，诸如部分车道关闭。锥形路标安装的照明装置10a中的每一个配备有节点电路板100。这个智能工作区网络还包括被定位为沿着道路的一侧的许多附加项，如下所示：

其上附接有壳体300的多个菱形便携式警告标志310，每个这样的壳体配备有如上所述的节点电路板100；

矩形柱安装的标志（例如，路障）320，其上安装有闪烁的警告灯326、带有配置有如上所述的节点电路板100的所附接的壳体300；

一系列电子显示器322，其被编程为示出引导交通向左移动的照明的箭头，带有配备有如上所述的节点电路板100的附加壳体300；以及

反射交通桶324，该反射交通桶具有安装在其上的闪烁警告灯326、具有配备有附接到其上的网关电路板200的壳体300。

在图7的示例中，迎面而来的车辆的操作者至少可以感知到通过交通锥形路标304或桶324投射的可见光，以及来自被照亮的标志300的可见光，并且可以在各种标志和物体进入视野时看到它们的其他方面。然而，除了由车辆操作者进行的这种直接视线可视化之外，图7中示出的各种装置可以向配备有GPS（GNSS）、红外传感器、相机、自动驾驶仪和/或自主控制能力的车辆V提供附加信息。例如，具有（多个）GPS导航系统或对基于互联网的GPS信息的访问车辆或车辆乘员可能在进入工作区的可视距离内之前从图7中示出的工作区接收信息。工作区装置100和200可以经由无线电通信直接与车辆V通信，以递送它们的数据，或者多个装置100可以传输它们的地面实况数据（位置、温度、湿度、相对于重力的方向等）到安装在外壳300中的桶324顶部的网关装置200。网关200然后将由所有装置100（以及还有200中的传感器）提供的数据集合传输到云1。这可以通过蜂窝通信或如上所述的直接光纤连接（如果这种连接可用的话）来进行。

在云1中处理和重新传输这些数据之后是实时传输到互联网和传输到云2。来自云2的特定数据，诸如位置、资产类型（桶、路障、混凝土关卡、标志、消息板）将通过蜂窝连接被递送到车辆以便进行车载处理（自主车辆）并在车辆v的仪表板中的用户界面上进行显示。在这种光纤连接的实施例中，节点10a和300/100将继续与网关300/200通信，但是网关300/200可以使用光纤网络而不是蜂窝连接来连接到云1。

例如，如所示出的那样，锥形路标安装的照明装置10a可以相互传输和接收信息。如果至少单个节点300/100位于安装在桶324上的网关装置300/200的射频传输范围内，则这个单个节点（或多个节点300/100）将充当用于向和从网关300/200传输整个网络的数据收集或控制命令的管道。在10a或300/100装置中获取的信息进入300/200的范围可能有多条路由（例如，路径），其中这些数据将被传输到网关装置300/200或从网关装置接收。当经由网状网络向网关300/200传输新数据时，或者当检测到信息接收的失败时（例如，调度的周期性健康状态检查），网关300/200将通过蜂窝连接或光纤线缆向云1中的第一数据接收位置（例如，由系统的所有者操作的数据中心或控制中心）传输这样的信息。这种信息可以包括每个节点装置的状态信息，诸如电池充电状态、操作状态、加速度计撞击状态等。这样的信息然后可以用于派遣任何适当的服务人员来处理任何需要的维护问题，诸如电池再充电、受影响的或被移动的装置的重新定位/修理、被风或卡车尾流吹倒的装置、非运作装置的更换等。

云1还可以将信息中的一些或全部传输到一个或多个第二数据接收器（例如，警察、政府交通部门、基于订阅的车载信息系统，诸如HERE Technologies公司的通用汽车OnSTar^TM系统、或其他数据接收器）。该第二数据接收器然后可以利用其接收的信息用于各种目的和/或可以将一些或所有这样的信息重新传输到车辆或其他位置。在一些情况下，第二数据接收器可以将信息中的一些或全部传输到位于车辆V中的接收器，然后车辆内的设备可以处理所接收的信息，以使其出现在导航监视器或启用GPS的地图上，和/或可以基于所接收的信息向车辆的操作者发出听觉、视觉、触觉或（多个）其他警告。例如，车辆V中的导航监视器或GPS地图可以显示工作区的位置的指示（例如，可见线或标记）以及其他信息，诸如“左车道关闭”的指示等。如果接收车辆配备有自动驾驶仪、驾驶员辅助系统或自主控制装置。

而且，控制信号可以经由云1发送到安装在桶324上的网关装置300/200，该网关装置又可以经由射频传输将这样的控制信号传输到网络中的所有节点装置。以这样的方式，控制中心可以向所有节点装置远程传输任何期望的设置改变（例如，LED闪烁频率、模式、顺序或颜色的改变、加速度计灵敏度、打开或关闭装置）、软件/固件更新等。

图7的示例中示出的网状网络对单个网关的多对一性质的另一个方面是控制工作区资产的能力。当一天内工作结束时，各种警告灯将被关闭。当工作正在进行时，驾驶员必须减速，但是当人员不存在时，可以恢复到标示的速度。为了关闭放置在封闭的车道上的特定灯，人员必须将自己置于即将到来的交通的危险之中。通常在不同的县或州的主办公室中的人员现在可以从他们的台式计算机的安全装置远程控制工作区中闪烁的所有灯。例如，从一个城市或州中的计算机上打开的互联网仪表板发送的诸如“关闭灯326”的控制命令可以控制另一城市或州中的闪烁警告灯。当工作区不操作或人员不存在时，人员不会被置于危险中并且驾驶员不会由于不适当的闪光灯而遭受不必要的运输延迟。

在其中交通锥形路标304被车辆V碰撞并移位到道路中的情况下，将由装置10a感测该撞击，这将导致装置10a在几毫秒内从其静止的低功率状态中唤醒。然后它立即传输撞击警报。如果该行中的下一相邻交通锥形路标304在该精确时间不处于接收模式，则所传输的撞击警报仍然可以被另一联网装置接收，诸如安装在附着于路障320的灯326上的装置300/100。在任一情况下，被撞击的锥形路标关联装置300/100将继续传输撞击警报，直到它从网络中的任何其他装置接收确认应答。这些装置可以被设置为以隔开的时间间隔进行监听，例如每100毫秒。然后，无论是在交通锥形路标、路障、桶、标志等的顶部，这个撞击警报将从节点传输到节点（装置300/100到装置300/100），直到该警报被递送到安装在灯326上的网关300/200。这个事件随后将从网关装置网关300/200传输到云1，该云1随后将警报重新传输到云2。配备有蜂窝连接的车辆（V）在工作区的方向上前进并且在预定距离内（例如，地理围栏3公里并且正在接近）将接收到来自云2的警报。在合适的地图显示器（例如仪表板显示器）上，地图将改变以指示该精确位置处的“道路上的物体”。此外，车辆V中的车载计算机可以被提供有数据，以实现由车辆V进行的回避操作，或者可以实施纠正操作或提示车辆的驾驶员辅助和/或自主控制系统。同时，可以向维护人员或承包商人员发送警报（例如，电子文本消息、电子邮件或听觉警报），以向他们通知在指定位置处的被移位的锥形路标或“道路内的物体”，从而能够迅速采取纠正措施。

另一示例是，当自主或其他自动控制车辆V接近工作区域的某个范围（例如，3公里）内时，该系统帮助该自主或其他自动控制车辆。交通锥形路标304（或其他配备有传感器300/100或10a的其他轮廓标）提供GPS GNSS位置数据。这些位置数据位不断地经由网状网络发送到网关300/200，该网关通过光纤或蜂窝连接将这些数据转发到云1。纬度和经度数据点然后被传输到云2，并且然后从云2传输到工作区位置的3公里内的接近车辆V。然后，车辆V中的车载计算机可以绘制连接这些物体的虚拟线，从而创建“硬”虚拟关卡，并且可以使车辆以不与虚拟线交叉或过于接近虚拟线的方式导航。这提供了其中人员受到实时地面实况数据保护的安全的工作区。

图8至图16示出了被设计用于监测和控制本公开中描述的装置的电子电路系统的示例。

图8示出了被称为“RF引擎”的电路，它在单个片上系统（SoC）中包含TexasInstrument公司的CC2530微控制器（U1）和2.4GHz无线电收发器。这个电路并入8051系列微控制器。MCU通过J1插头使用10管脚连接器进行编程。使用了两个晶体；X1是32兆赫晶体，用于定时无线电通信，而X2 32.768千赫在装置处于低功耗睡眠模式时控制看门狗时间。

图9示出了射频范围扩展器（U2）的设计。图8中描绘的CC2530 MCU可以直接驱动倒F型迹线天线。然而，对于更大的无线电范围，CC2592（Texas Instrument公司）范围扩展器的添加放大了CC2530的射频输出信号。它使用由ANT输出上的电容器和电感器示出的Pi网络，并以2.45 GHz以50欧姆阻抗谐振驱动迹线倒F天线。

图10限定了用于U3和U4的电路系统。U3是被并入来提供更多控制特征的输入输出扩展器（I/O扩展器）。CC2530 MCU SoC具有有限的输入和输出（21个输入和输出）。在添加温度感测、GPS GNSS、加速度计、蜂窝通信等的情况下，需要附加I/O。MCP23S17（Microchip公司）提供16个附加外部控制。U4（零件号23K640（Microchip Corporation））提供收集、传输和存储数据所需的附加存储器。这个组件（外部RAM）还提供必要的存储器，以便对CC2530和相关联的组件进行空中（Over the Air，OTA）更新。SPI总线用于与组件U3和U4通信。

图11示出了利用如图11所示的组件U17和U5的温度、湿度和加速度（撞击）传感器的电路系统。它们还通过SPI通信总线与MCU U1通信。U17（感测温度和湿度（STMicroelectronic公司））需要到密封外壳外的大气的不受天气影响的通风口。加速度计（LIS2DH12）U5（ST Microelectronics公司）可以远程调节以调谐灵敏度。低功率指示器LED（LED1和LED2）用于生产期间的验证和测试。

图12示出了通过UART协议进行通信的U9，即GPS GNSS系统（LC79DA – Quectel）。它需要1.8伏下的分离的功率调节器U6（SGM2019）。由于MCU在3.3伏下操作，I/O需要电平转换，并该电平转换利用U7和U8（Texas Instruments公司的TXS104）完成。

图13示出太阳能采集器（BQ25505 U12（Texas Instruments公司）），该太阳能采集器转换来自太阳能电池板（光伏电池板SP1和SP2-可选）的低功率输入，并为锂离子或磷酸铁锂电池充电。U10和U11是在电池放电并且需要几个小时的日照来再充电时断开负载的开关。这允许更快地再充电，而负载不会消耗功率。

图14示出使用UART协议与MCU通信的GPS GNSS和Particle公司的调制解调器，串行转换器（U13）将SPI转换为UART。U13，SC16IS760IBS（NXP Inc.）。

图15示出了蜂窝调制解调器。虽然这种网状网络中的通信是多对一的，但是通过蜂窝连接到云的一个装置需要蜂窝调制解调器，其在图15中示出。U16是Particle公司的调制解调器的插入插头。U14（Texas Instrument公司的TPS61023）是用于为Particle公司的调制解调器供应4伏的升压调节器。这个调制解调器还需要可切换的3.3伏电压（以便在不使用时关闭并降低功耗）。U15（Union Semiconductor公司的低压降调节器（LDO–UM1460））向Particle公司的调制解调器提供3.3伏，以控制调制解调器上的逻辑。

图16描述了触觉开关、指示器LED和光电感测电路系统（Q3）。这些组件在电路板生产和插入到密封外壳之前的组装和最终测试期间使用。

应当理解的是，如本文所用，对“车辆”或“多个车辆”的引用不仅局限于陆地车辆，还包括船和其他船只，并且术语“道路”应当被解释为包括船和船只行进的路线或区域。只要可行，本文描述的装置或系统中的任何一个可以放置在码头、防波堤、海岸线、浮标、驳船或其他漂浮装置上，并且可以用于帮助船只或水运工具导航、港口进入/引导和/或避开桥台、障碍物或永久或临时危险。此外，在可行的情况下，使用红外夜视镜，诸如由军事人员使用的那些，由信号发射器发射的信号可以是可见的。

尽管上文已经参照本发明的某些示例或实施例描述了本发明，但是在不脱离本发明的预期精神和范围的情况下，可以对这些描述的示例和实施例进行各种添加、删除、变更和修改。例如，一个实施例或示例的任何元件、步骤、构件、组件、组合物、反应物、零件或各部分可以并入到另一实施例或示例中或与另一实施例或示例一起使用，除非另有说明或者除非这样做会使该实施例或示例不适合其预期用途。而且，在以特定顺序描述或列出方法或过程的步骤的情况下，这些步骤的顺序可以改变，除非另有说明，或者除非这样做会使该方法或过程不适合其预期目的。附加地，本文描述的任何发明或示例的元件、步骤、构件、组件、组合物、反应物、零件或各部分可任选地存在或在没有或基本上没有任何其它元件、步骤、构件、组件、组合物、反应物、零件或各部分的情况下使用，除非另有说明。所有合理的添加、删除、修改和变更被认为是所描述的示例和实施例的等同物，并且将被包括在所附权利要求的范围内。

Claims (61)

1. 一种系统，其包括：

多个节点装置，所述多个节点装置能够定位在车辆行进道路或路径上或附近，每个装置包括被配置为使所述多个节点装置作为网状网络进行通信的电子电路系统；以及

网关装置，所述网关装置被配置为用于与远程控制中心或数据接收器进行有线或无线通信；

所述网关装置还被配置为从所述节点装置接收数据，并将所述数据或基于所述数据的信息传输到远程定位的控制中心或数据接收器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述网关装置还包括灯或其他信号发射器，并且既作为所述网关装置又作为所述网状网络的所述节点装置之一起作用。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述节点装置还包括发射可见光或红外光的灯或信号发射器。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述网状网络通信使所述节点装置的所述灯或信号发射器以预设的模式或顺序发射可见光或红外光的闪光。

5. 根据权利要求1所述的系统，其中每个节点装置的所述电子电路系统包括GPS天线、GPS GNSS接收器、MCU收发器、加速度计或倾斜传感器、电压调节器、LED驱动器、温度传感器和湿度传感器。

6. 根据权利要求5所述的系统，其中，除了用于蜂窝或光纤通信的设备之外，所述网关装置还包括选自以下的一个或多个附加组件：GPS天线、GPS GNSS接收器、MCU收发器；加速度计或倾斜传感器、电压调节器、LED驱动器、温度传感器和湿度传感器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述节点装置被配置为检测并且所述网关装置被配置为进而向所述控制中心或数据接收器通知从以下中选择的事件的发生：

节点装置的位置的改变；

节点装置的功能状态的改变；

节点装置的功能的故障或停止；以及

节点装置的移动或倾斜。

8.根据权利要求1所述的系统，节点装置被配置为监测并且所述网关装置被配置为进而向所述控制中心或数据接收器通知从以下中选择的信息：

节点装置的开启/关闭状态；

节点装置的电池充电状态；

节点装置的位置处的天气；以及

节点装置的位置处的温度。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述网关装置被配置为从远程位置接收并向所述节点装置禁闭传输至少一种类型的信号或数据，以使所述节点装置执行从以下中选择的功能：

将所述节点装置从关闭切换到开启；

将所述节点装置从开启切换到关闭；以及

引起由所述节点装置发射的可视信号或其他信号的类型、颜色、顺序、程序、定时、模式或其他特性的改变。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述网关装置被配置为从远程位置接收并进而向所述节点装置传输软件或固件更新。

11.根据权利要求1所述的系统，其与所述控制中心或数据接收器相结合，所述控制中心或数据接收器接收从所述网关装置传输的所述数据。

12. 根据权利要求11所述的系统，其中：

a）所述控制中心或数据接收器将它从所述网关装置接收的所述数据中的一些或全部传输到被配备成接收这种数据的车辆；或者

b）所述控制中心或数据接收器将它从所述网关装置接收的所述数据中的一些或全部传输到第二控制中心或数据接收器，所述第二控制中心或数据接收器又将所述数据中的一些或全部传输到被配备成接收这种数据的车辆。

13.根据权利要求12所述的系统，其中数据仅由联网的节点装置的预定距离内的车辆接收或处理。

14.根据权利要求12所述的系统，其中数据被传输到配备有GPS地图显示器的车辆，并且其中所述数据使警告、符号、指示符、代码或标记出现在所述GPS地图显示器上。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述数据被传输到配备有自动驾驶仪或自主控制系统的车辆，并且其中所述数据使得所述自动驾驶仪或自主控制系统使所述车辆降低速度和/或围绕物体或区域进行导航。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所述数据被传输到配备有自动驾驶员辅助系统的车辆，并且其中所述数据使所述自动驾驶员辅助系统向所述车辆的驾驶员发出视觉、听觉或触觉通知或警告。

17.一种用于多个交通疏导/标记装置的联网的节点装置的系统，其中所述节点装置中的每一个包括：

壳体，所述壳体被配置用于附接到所述交通疏导/标记装置中的一个；

电池；以及

电子电路系统，所述电子电路系统定位在所述壳体内，所述电子电路系统包括用于感测状况或事件的至少一个传感器和射频通信设备，所述射频通信设备被配置为使所述装置能够作为包括多个所述装置的网状网络的节点起作用。

18.根据权利要求17所述的系统，其中每个装置将由它的一个或多个传感器感测的一个或多个状况或事件的通知传送给所述网状网络的所述节点装置中的其他节点装置。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述至少一个传感器包括以下中的至少一个：温度传感器、湿度传感器、加速度计、倾斜传感器和用于监测所述电池的状态的传感器。

20.根据权利要求17所述的系统，其中节点装置还包括用于发射可见光或红外光的至少一个光发射器。

21.根据权利要求17所述的系统，其中节点装置具有用于将所述节点装置粘附到交通疏导/标记装置的粘合表面。

22.根据权利要求17所述的系统，其还包括网关装置，所述网关装置被配置为从所述节点装置中的至少一个接收信号，并且通过蜂窝、电话、互联网、光纤或其他有线或无线通信将所述信号或基于所述信号的数据传输到远程控制中心或数据接收器。

23.根据权利要求22所述的系统，其中所述网关装置还包括电池和壳体，所述壳体被配置为附接到所述交通疏导/标记装置中的一个。

24.根据权利要求23所述的系统，其中所述网关装置还包括位于所述壳体内的电子电路系统，所述电子电路系统包括用于感测状况或事件的至少一个传感器和射频通信设备，所述射频通信设备被配置为使所述网关装置不仅能够作为网关装置还能够作为所述网状网络的节点起作用。

25.根据权利要求22所述的系统，其中每个节点装置的所述电子电路系统包括：

GPS天线；GPS GNSS接收器；MCU收发器；加速度计或倾斜传感器；电压调节器；LED驱动器和至少一个LED；温度传感器和湿度传感器。

26. 根据权利要求25所述的系统，其中所述网关装置还作为节点装置起作用，并且其中所述网关装置的所述电子电路系统包括：

与控制中心或数据接收器进行的蜂窝、电话、互联网、光纤或其他有线或无线通信；以及

GPS天线；GPS GNSS接收器；MCU收发器；加速度计或倾斜传感器；电压调节器；LED驱动器和至少一个LED；温度传感器和湿度传感器。

27.根据权利要求26所述的系统，其中所述壳体被配置为可互换地容纳a）所述节点装置电子电路系统或b）所述网关装置电子电路系统。

28.根据权利要求17所述的系统，其中所述至少一个传感器包括温度或湿度传感器，并且其中在所述壳体中形成开口或通风孔，以便于感测所述壳体外部的温度或湿度。

29.根据权利要求17所述的系统，其还包括太阳能收集器，并且其中所述电子电路系统包括太阳能采集器组件和用于所述电池的太阳能充电的设备。

30.一种照明装置，其用于将光投射到具有完全或部分半透明的壁的交通疏导/标记装置的内部，使得由所述照明装置投射到所述交通疏导/标记装置的所述内部的光将穿过所述完全或部分半透明的壁，所述照明装置还包括电子电路系统，所述电子电路系统用于发送和接收来自所述照明装置中的其他照明装置的数据，以使多个所述照明装置作为网状网络的节点操作。

31.一种包括与网关装置相结合的多个根据权利要求30所述的照明装置的系统，所述多个照明装置被配置为作为网状网络的节点操作，所述网关装置被配置为从所述节点装置接收数据，并且经由蜂窝、电话、互联网、光纤或其他有线或无线通信将所述数据或基于所述数据的信息传输到控制中心或数据接收器。

32.根据权利要求31所述的系统，其中所述网关装置包括所述照明装置中的一个，所述一个被附加地配备成将所述数据或信息传输到控制中心或数据接收器，使得所述网关装置也作为所述节点装置中的一个起作用。

33.根据权利要求32所述的系统，其中所述照明装置包括发射光的闪光的发光二极管。

34.根据权利要求33所述的系统，其中所述网状网络使所述照明装置以预设的模式或顺序发射光的闪光。

35. 根据权利要求31所述的系统，其中每个照明装置具有电子电路系统，所述电子电路系统包括GPS天线、GPS GNSS接收器、MCU收发器、加速度计或倾斜传感器、电压调节器、LED驱动器、温度传感器和湿度传感器。

36. 根据权利要求39所述的系统，其中，除了用于蜂窝或光纤通信的设备之外，所述网关装置还包括电子电路系统，所述电子电路系统包括GPS天线、GPS GNSS接收器、MCU收发器、加速度计或倾斜传感器、电压调节器、LED驱动器、温度传感器和湿度传感器。

37.根据权利要求31所述的系统，其中所述照明装置被配置为检测并且所述网关装置被配置为进而向所述控制中心或数据接收器通知从以下中选择的事件的发生：

照明装置的位置的改变；

节点装置的功能状态的改变；

照明装置的功能的故障或停止；以及

照明装置的移动或倾斜。

38.根据权利要求31所述的系统，其中所述照明装置被配置为监测并且所述网关装置被配置为进而向所述控制中心或数据接收器通知从以下中选择的信息：

照明装置的开启/关闭状态；

照明装置的电池充电状态；

照明装置的位置处的天气；以及

照明装置的位置处的温度。

39.一种能够用于交通疏导或标记的内部点亮装置，所述装置包括：

基部，

至少一个侧壁，所述至少一个侧壁从所述基部向上延伸并且被配置为使得所述至少一个侧壁的一个或多个内表面在所述装置内限定内部空间；以及

至少一个照明装置，所述至少一个照明装置用于将光投射到所述至少一个侧壁的所述一个或多个内表面上；

其中所述至少一个侧壁是完全半透明的或者具有半透明的一个或多个部分，使得投射到所述至少一个侧壁的所述一个或多个内表面上的所述光中的至少一些将穿过所述至少一个侧壁，从而被接近所述装置的人可见；并且

其中所述至少一个侧壁和所述至少一个照明装置被配置为使得多个所述装置能够彼此叠置，而不需要在堆叠之前移除所述至少一个照明装置。

40.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个侧壁包括圆锥形或截头圆锥形侧壁。

41.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个侧壁包括多个侧壁，所述多个侧壁被配置为使得所述内部空间在横截面上为多边形并且是锥形的，使得其在顶端处比其在底端处更窄。

42.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个照明装置位于所述装置的顶端处，并在所述内部空间内向下投射光。

43.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个照明装置位于所述装置的底端处，并在所述内部空间内向上投射光。

44.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个照明装置具有可再充电电源。

45.根据权利要求44所述的装置，其中所述可再充电电源被配置为在所述至少一个照明装置保持附接到所述装置时被改变。

46.根据权利要求39所述的装置，其还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测从以下中选择的至少一个事件、状况或变量：所述装置被撞击、所述装置被撞倒；车辆侵入到由所述装置标记的区域、所述装置的位置处的温度和/或其他天气状况；所述装置的位置处的风速和/或风向；行进经过所述装置的车辆的速度；行进经过所述装置的车辆的大小或重量；向所述至少一个照明装置供电的电源的充电状态以及所述至少一个照明装置的运作。

47.根据权利要求46所述的装置，其还包括至少一个传输器，所述至少一个传输器用于将数据从所述至少一个传感器传输到其他装置或传输到远程位置。

48.一种包括与充电装置相结合的多个根据权利要求45所述的装置的系统，所述充电装置能够用于在所述多个装置彼此叠置的同时对所述多个装置的所有照明装置充电。

49. 根据权利要求48所述的系统，其中：

当相邻定位的照明装置彼此叠置时，所述装置的电极相互接触；并且

所述充电装置被配置为连接到所述照明装置中的一个，以便串行地将充电能量递送到所有所述照明装置。

50. 根据权利要求48所述的系统，其中：

当相邻定位的照明装置彼此叠置时，所述装置的电极不相互接触；并且

所述充电装置被配置为连接到每个照明装置，以便并行地将充电能量递送到所述照明装置。

51.根据权利要求50所述的系统，其中：

所述照明装置具有通道，当所述装置彼此叠置时，所述通道变得对齐；

所述充电装置包括细长充电构件，当所述装置彼此叠置时，所述细长充电构件能够插入通过对齐的通道；并且

所述照明装置和所述细长充电构件配备有电极，所述电极被配置为使得当所述细长充电构件插入通过所述通道时，所述充电构件的电极将接触每个照明装置的电极，以便在所述装置彼此叠置的同时，并行地将充电能量从所述细长充电构件递送到每个照明装置的所述可再充电电源。

52. 根据权利要求51所述的系统，其中：

每个照明装置在其通道的一侧上具有第一发射电极，并且在其通道的相对侧上具有第二发射电极；并且

所述细长充电构件具有细长绝缘体、在所述绝缘体的一侧上的负充电电极和在所述绝缘体的第二侧上的正充电电极；

其中所述电极和所述绝缘体被配置为阻止所述照明装置中的任何一个的所述第一和第二电极两者同时接触所述负充电电极或所述正充电电极。

53.根据权利要求10所述的系统，其中所述充电使用感应充电来在所述多个装置彼此叠置的同时对所有所述多个装置充电。

54.一种用于使用根据权利要求48所述的系统的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述装置彼此叠置；

将所述充电装置定位在操作位置；以及

在所述装置彼此叠置的同时将充电能量从所述充电装置递送到每个照明装置的所述可再充电电源。

55.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个照明装置永久地形成或安装在能够用于交通疏导或标记的所述装置上或中。

56.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个照明装置能够从能够用于交通疏导或标记的所述装置中移除。

57.一种用于使用根据权利要求1所述的装置的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述多个节点装置定位在所述车辆行进道路或路径上或附近的位置处；

引起或使得所述节点装置能够作为网状网络进行通信；以及

引起或使得所述网关装置能够从所述节点装置接收数据，并将所述数据或基于所述数据的信息传输到远程定位的控制中心或数据接收器。

58. 一种用于使用根据权利要求___所述的系统的方法，所述方法包括以下步骤：

将多个所述节点装置附接到多个交通疏导/标记装置；以及

引起或使得所述节点装置的所述传感器能够作为网状网络操作，其中所述节点装置的所述传感器感测状况或事件，并将与所感测的状况或事件相关的数据或信息传送给所述节点装置中的其他节点装置。

59.一种用于使用根据权利要求30所述的照明装置的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述照明装置定位在交通疏导或标记装置上，使得所述照明装置将光投射到所述交通疏导/标记装置的内部，并且投射到所述交通疏导/标记装置的所述内部的所述光中的至少一些穿过所述交通疏导/标记装置的完全或部分半透明的壁，并且所述照明装置的所述电子电路系统发送和接收来自其他照明装置的数据，以使多个所述照明装置作为网状网络的节点操作。

60.一种用于存储多个根据权利要求39所述的内部点亮装置的方法，所述多个内部点亮装置能够用于交通疏导或标记，所述方法包括以下步骤：

将所述内部点亮装置彼此叠置，而在堆叠之前不移除所述照明装置。

61. 根据权利要求60所述的方法，其中所述照明装置具有可再充电电源和通道，当所述内部点亮装置彼此叠置时，所述通道变得对齐，并且其中所述方法还包括：

在所述内部点亮装置彼此叠置的同时将细长充电构件插入到所述照明装置的对齐的通道中；以及

在所述内部点亮装置彼此叠置的同时使用所述充电构件对所述照明装置的所述可再充电电源进行充电。

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