本發(fā)明屬于自動控制領域，具體涉及一種基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺。

背景技術：

近年來我國大氣環(huán)境問題日益凸顯，灰霾天氣多發(fā)，嚴重影響國民身心健康。大量研究表明，除大型工廠外，大量的私家車所排放的尾氣也是污染源的主要來源之一，此外大量的私家車還造成了嚴重的交通擁堵的問題，雖然政府出臺一些政策鼓勵民眾多乘坐公共交通工具，實現綠色出行，但是面臨問題依然嚴峻。民眾不選擇公交車出行的原因主要是因為公交車時效性太低，以及公交站臺候車環(huán)境差，夏熱、冬冷、有時還會淋雨。在我國的大中型城市公交車站覆蓋率很高，但是交通分擔率卻很低，全國主要城市公交分擔率平均為20%，北京最高達到40%，一些中小城市竟不足10%，而在一些發(fā)達國家這一數字可高達50%~70%。提高公交分擔率不僅可以有效緩解大城市的交通壓力，更可將節(jié)能減排落實到每個人的身體力行上，所以發(fā)展便捷的城市公交系統(tǒng)如今看來顯得十分急迫和必要。因此需要建立一系列的配套政策和措施，用生態(tài)、環(huán)保理念去引導出行選擇，發(fā)展智能化公交系統(tǒng)，從為每個出行民眾服務出發(fā)，提高公交吸引力與調控力。從而提高公交交通分擔率。

技術實現要素：

針對現有技術公交系統(tǒng)的問題，本發(fā)明提供一種基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺，目的是有效地解決公交交通分擔率低的問題，緩解城市交通擁堵和汽車尾氣污染嚴重的情況。

實現本發(fā)明目的的基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺包括弧形面頂棚、拋物面形背部隔板和電加熱座椅，其中所述的弧形面頂棚和拋物面形背部隔板是一體的，在頂棚上安裝有太陽能發(fā)電板，背部隔板內側鋪設有亞克力反聲板，從頂棚伸出的支架上安裝有聲電轉換裝置，太陽能發(fā)電板和聲電轉換裝置通過整流穩(wěn)壓電路與蓄電池相連，蓄電池位于背部隔板的下方；背部隔板的背部設置有降水收集口，降水收集口的口部覆蓋過濾網，底部通過水管與蓄水箱連接，蓄水箱和水管之間設有四級過濾裝置，從蓄水箱底部伸出沿背部隔板和頂棚方向設置有噴霧水管，噴霧水管上安裝有水泵，噴霧水管的霧化噴頭從頂棚伸出，噴霧方向朝向電加熱座椅；所述的頂棚檐部安裝有溫度感應器和紅外感應器，電加熱座椅下方安裝有重力感應器，溫度感應器、紅外感應器和重力感應器的信號輸出端與信息處理器信號輸入端相連，信息處理器信號輸出端與無線發(fā)射器信號輸入端相連，無線發(fā)射器信號輸出到公交運營管理系統(tǒng)；所述的電加熱座椅的坐墊和靠背內部設有加熱電阻絲；

上述溫度感應器、紅外感應器、重力感應器、信息處理器、無線發(fā)射器、水泵和電加熱座椅均由蓄電池作為電源供電。

其中，所述的太陽能發(fā)電板表面覆蓋有鋼化玻璃膜。

所述的過濾網由濾水海綿制成。

所述的四級過濾裝置包括PP棉、顆粒活性炭、碳棒活性炭和1微米PP濾芯。

本發(fā)明的基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺運行時：

鋪設在弧形面頂棚的太陽能發(fā)電板將太陽能轉化為電能，鋪設在拋物面形背部隔板上的亞克力反聲板收集周邊環(huán)境的噪聲，基于拋物線的特殊幾何性質和聲波的反射，將收集的聲波集中到聲電轉換裝置處，聲波引起的振動反復施壓于聲電轉換裝置的壓電材料，將振動的機械能轉化為電能，太陽能發(fā)電板和聲電轉換裝置產生的電流經整流穩(wěn)壓電路存入蓄電池中；

降水收集口在降水天氣收集降水并對降水進行初級過濾，收集的降水經四級過濾裝置過濾后儲存在蓄水箱中；

頂棚上的溫度感應器采集實時的環(huán)境溫度信號，紅外感應器收集候車人數信息，并將信號和信息輸入到信息處理器中，由信息處理器傳遞到無線發(fā)射器，無線發(fā)射器將信號輸出至公交管理系統(tǒng)，公交管理系統(tǒng)根據候車人數調整公交班次，根據環(huán)境溫度啟動霧化噴頭或進行座椅加熱；

其中，當感應溫度超過30攝氏度時，水泵從蓄水箱中抽取水源，通過噴霧水管將水引到分布微孔的霧化噴頭處，此時的水由于水泵施加的壓力從微孔中噴出實現霧化，霧化的水遇熱氣化時吸收大量的熱量，實現在短時間內的高效率降低公交站臺溫度；

當感應溫度低于10攝氏度時，開啟重力感應器，當重力感應器感應到有人坐到座椅上產生的重力時，由信息處理器控制候車座椅進行電加熱提升座椅溫度。

與現有技術相比，本發(fā)明的特點和有益效果是：

本發(fā)明的基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺采用綠色能源供電，充分利用馬路、公路等周邊環(huán)境充足的噪音能和隨處可見的太陽能，噪音經收集后匯聚到本發(fā)明的聲電轉化裝置，把聲波的機械能轉化為電能儲存；在此公交站臺的頂部鋪設光伏板，把太陽能轉化為電能儲存，整體對站臺的電器供電；

本發(fā)明的公交站臺裝有紅外感應器、溫度感應器、重力感應器，用于收集站臺所在位置的候車人、天氣信息，并將信息數據進行處理分析，對所在車站的人群信息進行反饋，便于公交系統(tǒng)管理人員及時調控公交車的運營，極大地提升了公交系統(tǒng)的時效性，避免一次來兩輛車，或者超時公交車不到的情況；

本發(fā)明的公交站臺當有降雨時，通過降水收集口把降水引入凈化系統(tǒng)，經凈化后儲存，并在天氣炎熱時自動開啟霧化降溫裝置，降低站臺周圍環(huán)境溫度；

本發(fā)明的公交站臺在北方冬季寒冷時候，對站臺安裝的可加熱座椅進行加熱，提高候車人冬季等車時舒適度。

在城市中安裝本發(fā)明的公交站臺，不需要外界電源，安裝方式比常規(guī)公交站臺方便很多，安裝完成后即可進入正常工作狀態(tài)，即利用噪音能和太陽能開始發(fā)電，同時信息采集系統(tǒng)開始工作，為候車人開放制冷（制熱）等服務，并同時向城市公交管理系統(tǒng)反饋人群等信息，作為調控人員調度公交的信息依據。本發(fā)明能夠提升乘客候車的舒適度，并提升公交車系統(tǒng)的時效性，緩解民眾不喜歡選擇公交車出行的情況，提高公交車的交通分擔率，有效解決交通擁堵及環(huán)境污染問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺工作原理圖；

圖2為本發(fā)明的基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺整體剖面結構示意圖；

圖中：1：無線發(fā)射器；2：溫度感應器；3：紅外感應器；4：霧化噴頭；5：信息處理器；6：聲電轉換裝置；7：亞克力反聲板；8：拋物面形背部隔板；9：電加熱座椅；10：重力感應器；11：太陽能發(fā)電板；12：水泵；13：過濾網；14：降水收集口；15：水管；16：四級過濾裝置；17：蓄水箱；18：蓄電池；19：弧形面頂棚；

圖3為圖2中進行聲電轉換時聲波聚集原理示意圖；

圖4為本發(fā)明的基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺整體結構示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例中采用的無線發(fā)射器型號是：無線GPRS，數據收發(fā)器 型號：LSSF-GPRS DTU，溫度感應器型號是西門子 XZ-TP100；紅外感應器型號是HIGHLIGHT HPCO05；信息處理器型號是AVR單片機，型號：atmega48；聲電轉換裝置中放置PZT雙晶陶瓷聲壓發(fā)電片，壓電陶瓷材質為P8-79Y。

本基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺如圖2和圖4所示，包括弧形面頂棚19、拋物面形背部隔板8和電加熱座椅9，其中所述的弧形面頂棚19和拋物面形背部隔板8是一體的，在弧形面頂棚19上安裝有太陽能發(fā)電板11，拋物面形背部隔板8內側鋪設有亞克力反聲板7，從頂棚伸出的支架上安裝有聲電轉換裝置6，太陽能發(fā)電板11和聲電轉換裝置6通過整流穩(wěn)壓電路與蓄電池18相連，蓄電池18位于背部隔板的下方；背部隔板的背部設置有降水收集口14，降水收集口14的口部覆蓋過濾網13，底部通過水管與蓄水箱連接，蓄水箱和水管之間設有四級過濾裝置，從蓄水箱底部伸出沿背部隔板和頂棚方向設置有噴霧水管，噴霧水管上安裝有水泵12，噴霧水管的霧化噴頭4從頂棚伸出，噴霧方向朝向電加熱座椅9；所述的頂棚檐部安裝有溫度感應器2和紅外感應器3，電加熱座椅9下方安裝有重力感應器10，溫度感應器2、紅外感應器3和重力感應器10的信號輸出端與信息處理器5信號輸入端相連，信息處理器5信號輸出端與無線發(fā)射器1信號輸入端相連，無線發(fā)射器1信號輸出到公交運營管理系統(tǒng)；所述的電加熱座椅9的坐墊和靠背內部設有加熱電阻絲；

上述溫度感應器2、紅外感應器3、重力感應器10、信息處理器5、無線發(fā)射器1、水泵12和電加熱座椅9均由蓄電池18作為電源供電。

其中，所述的太陽能發(fā)電板11表面覆蓋有鋼化玻璃膜。

所述的過濾網由13濾水海綿制成。

所述的四級過濾裝置16包括PP棉、顆粒活性炭、碳棒活性炭和1微米PP濾芯。

本實施例的基于噪音發(fā)電和太陽能發(fā)電的智能化服務公交站臺運行時，工作原理如圖1所示：

鋪設在弧形面頂棚19的太陽能發(fā)電板11將太陽能轉化為電能，鋪設在拋物面形背部隔板8上的亞克力反聲板7收集周邊環(huán)境的噪聲，基于拋物線的特殊幾何性質和聲波的反射原理，如圖3所示，將收集的聲波集中到聲電轉換裝置6處，聲波引起的振動反復施壓于聲電轉換裝置6的壓電材料，將振動的機械能轉化為電能，太陽能發(fā)電板11和聲電轉換裝置6產生的電流經整流穩(wěn)壓電路存入蓄電池18中；

降水收集口14在降水天氣收集降水并對降水進行初級過濾，收集的降水經四級過濾裝置16過濾后儲存在蓄水箱17中；

弧形面頂棚19上的溫度感應器2采集實時的環(huán)境溫度信號，紅外感應器3收集候車人數信息，并將信號和信息輸入到信息處理器5中，由信息處理器5傳遞到無線發(fā)射器1，無線發(fā)射器1將信號輸出至公交管理系統(tǒng)，公交管理系統(tǒng)根據候車人數調整公交班次，根據環(huán)境溫度啟動霧化噴頭4或進行座椅加熱；

其中，當感應溫度超過30攝氏度時，水泵12從蓄水箱17中抽取水源，通過噴霧水管將水引到分布微孔的霧化噴頭4處，此時的水由于水泵12施加的壓力從微孔中噴出實現霧化，霧化的水遇熱氣化時吸收大量的熱量，實現在短時間內的高效率降低公交站臺溫度；

當感應溫度低于10攝氏度時，開啟重力感應器10，當重力感應器10感應到有人坐到座椅上產生的重力時，由信息處理器控制電加熱座椅9進行電加熱提升座椅溫度。