浙江嘉科电子有限公司 许耀冰
随着城市规模发展和生活水平提升，“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”正在日益凸显。习近平总书记在中央城市工作会议提出要“不断提升城市环境质量、人民生活质量、城市竞争力，建设和谐宜居、富有活力、各具特色的现代化城市，提高新型城镇化水平,走出一条中国特色城市发展道路。”完善城市治理，解决城市病的重点是完善城市交通治理。中共十九大报告明确提出要建设“交通强国”。智慧交通被认为是解决城市交通拥堵、进而建设综合交通运输体系，实现交通运输基础设施智能化和促进交通运输业可持续发展的重要突破口。随着物联网、大数据、云计算、互联网、纯电动、无人驾驶、人工智能等高新技术正在被广泛应用到交通运输领域，交通领域的新模式、新需求不断涌现，海量数据和信息正在不断产生，智慧交通行业正保持高速发展的态势。
电子站牌的应用解决了市民乘车体验感差的问题，可以让出行市民实时了解到公交实时数据，解除了等车时候的焦虑感，同时也提升了城市的品质形象，促进了公交出行的分担率。
1、各类电子站牌特点比较
普通LED灯珠式电子站牌属于早期产品，在2010年前后得以推广，其显示效果差，体验感不是很友好，且维护成本高；墨水屏电子站牌也是近几年推出的产品，它的特点是功耗低，采用光伏就能解决供电问题，无需市电接入，但缺点是无法显示视频动态信息；传统的液晶电子站牌显示效果虽然很好，但其运行功耗较高，因此要接入市电，但市电接入的成本高；超低功耗反射式液晶屏电子站牌，它既是液晶站牌，具备与传统液晶屏幕同样的功能，但它的功耗极低，具备了不接入市电的技术方案，采用光伏等新能源独立供电即可解决问题。
2、超低功耗反射屏电子站牌显示原理
全反射液晶屏R-LCD，无需背光、靠外界光源获取显示亮度，即外部光源（太阳光/外置前光）越强，显示效果越好的屏幕。如图1所示。
图1 全反射液晶屏R-LCD的原理
32寸R-LCD典型值功耗仅为1.85W，1.85W面板内置抗UV设计，支持-20至70摄氏度工作，存储温度-30至80摄氏度，通过双85实验。如图2所示。
图2 32寸R-LCD典型值功耗对比
而应用于公交电子站牌的显示终端采用专门设计的液晶盒光学结构，通过环境光让这款特殊的S-LCD显示FHD的视频、图片和文字，产品不再采用自身的LED背光源，从而达到既可以在强烈的阳光下可视，同时又远远低于配套户外高亮液晶屏的功耗；通过专业的全户外IP65密封等级 结构设计、阳光下使用的专业隔热防护、紫外线防护设计，保证产品可靠运行。如图3所示为超低功耗反射屏电子站牌设计效果图，图4所示为反射式液晶屏的显示效果图。
图3 超低功耗反射屏电子站牌设计效果图
图4 反射式液晶屏电子站牌具有良好的显示效果
3、超低功耗反射屏电子站牌功能指标
超低功耗电子站牌依然具备与传统液晶电子站牌箱体的功能。
包括日常信息展示，具备显示当前时间、当前天气等功能，实时自动更新。视频播放功能，可自定义播放多种格式的高清视频内容、图片、文字等文件，支持常见的高清视频和图片格式。同时具备影音播放功能，可播放宣传片用途。网络条件具备的前提下，支持视频直播功能。发布内容支持远程发布和更换。到站信息播报功能，显示距离本站最近的车辆到站信息，支持显示距离本站距离、距离本站站数，并且在车辆即将到达本站时，支持语音播报功能，采用TTS语音报站，例：“8路车即将进站，请上车的乘客做好准备”，同时视频静音播放。播报音量和视频音量皆可调，可远程配置不同时间段音量大小。自定义显示二维码、logo区域，电子站牌界面预留出可设置二维码或LOGO的区间，发布内容支持远程发布和更换。
具备自定义通知、公告区域，电子站牌界面预留出可自行编辑发布紧急公告、通知等内容，可以插播公交业务信息（滚动显示），可以及时发送停班、停运等公告。发布内容支持远程发布和更换。线路信息显示及公交车到站预告功能，公交车将车况信息通过通讯网络发送到信息处理中心，信息处理中心将该信息综合处理后，发送给相应的电子站牌，从而使乘客得知公交到站信息。线路信息显示：每条线路生成一条站点表，显示线路站点信息、首末班时间、票价信息等。并能友好显示本站信息与其它站点区别。车辆实时信息显示：车辆到站（通过小车图标友好显示）、车辆位置、道路拥堵（通过线路颜色友好显示）、车辆拥挤度（需数据支持）等。白晚班区分显示：较为友好的界面区分白班晚班车辆线路信息。当站点线路较多时，采用翻页形式显示线路信息，界面下方有停留页面提示和页面总数。线路牌信息由远程后台自动更新，减少人力维护成本。
还具备安全报警功能，支持防雷、漏电保护，门磁告警等，支持将测得的信息与后台软件平台实时通讯，并自动采取断路等应急措施。内嵌式门磁传感，站牌门打开时自动触发告警。内嵌式防雷击、漏电保护传感，设备因外界因素致使漏电时立即触发保护并断路。所有告警信息将通过即时通讯传输至管理平台。
配置视频监控，电子站牌具备摄像头视频本地录像存储、远程实时视频监控查看功能，支持每天24小时不间断录像。可配置灯箱广告，电子站牌内部灯箱可设置图片广告推广，带夜间背光控制功能，可远程配置灯箱背光开关时间。温控散热功能，电子站牌具备风冷散热功能，可根据箱体内部温度情况自动控制风扇转速，使站牌内部保持恒温，确保内部电子设备持续稳定运行。
在环境适应方面，电子站牌能够承受户外恶劣天气环境，包括雨水、高温、太阳直射。意外断电不会对设备造成硬件损伤，电源恢复后能够自动恢复工作，无需人工干预。其他，支持每天自动开关机设置功能。支持前端软件远程更新功能。支持远程截图监测屏幕显示状态功能。
4、超低功耗反射屏电子站牌技术指标
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类别 |
规格参数 |
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整体 |
整机外观结构 |
箱体材料：镀锌板 箱体板料厚：1.5mm 底板料厚：12mm 钢化玻璃：不低于6mm钢化玻璃；玻璃胶加压板双重固定； 防爆、安全、防炫光、高透光 PC板厚度：6mmPC板 表面处理：镀锌、氟碳漆 防腐蚀、防氧化：安装结构、箱体做表面防腐蚀、防氧化处理；关键电路做三防处理 组件结构外观：表面平整、光洁、无尖锐突出部，没有明显的划痕、裂纹、变形、毛刺及其他机械损伤，表面涂层不应有气泡、龟裂、脱落现象，金属件应无锈迹 组件紧固连接：零部件应紧固无松动，接插件应配合良好。各部件连接应可靠，不应有松动、接触不良现象。重要连接应选用具有专用螺纹的紧固件，并施加有效保护措施以避免人为轻易的拔、剪等损坏性操作，设备走线：接线整齐布置，并使用线夹、电缆套、电缆卷固定，线束内导线应编扎有序 |
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电气设备 |
漏电保护器 |
接入端子：2P 额定电流：32A 电压：1000V及以下 执行标准：IEC60898-1，GB10963.1 分断能力：6000A 额定漏电动作电流：30mA 漏电分断时间：＜0.1s 外壳：热固阻燃PC外壳 |
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时控器 |
控制路数：2路 时控范围：1分~168小时 适用电源：85%-110% 可编程组：16组/天 开关容量：单回路≥8A 类型：独立定时器 |
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浪涌保护器 |
极数：2P 工作电压：220V/380V 接线方式：压板式 连接导线：≤16mm2 产品结构：固定一体式 安装方式：导轨式安装 额定电流：≥60KA 功能：因雷击或浪涌过电压进行保护 |
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电源 |
12V直流电源 |
输出电流：≥5A 输出电压：DC12V 输出接口数：3组 漏电流：<2mA/240VAC 输入电压：满足 170V-264V 输入频率：满足 47-63Hz 保护：反接保护，过流保护，过压保护 安全标准：GB4943，U60950-1,EN60950-1 供电：主要给屏幕以外电器设备供电 |
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24V直流电源 |
输出电流：≥5A 输出电压：DC24V 输出接口数：3组 漏电流：<2mA/240VAC 输入电压：满足180V-264V 输入频率：满足47-63Hz 保护：反接保护，过流保护，过压保护 安全标准：GB4943，U60950-1,EN60950-1 供电：主要给LCD屏供电 |
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LCD屏 |
32寸低功耗反射式液晶屏 |
面板类型：32寸低功耗反射式液晶屏 显示方式：反射式液晶显示 分辨率：1920×1080 前光亮度：100nit，亮度可调节 显示尺寸：710 × 399 mm (H×V) 对比度：25:1 显示比例：16：9 可视角度：50°(H)/60°(V) 前光技术：LED发光二极管 响应时间：8ms 液晶屏寿命：≥50000小时 显示色彩：16.7M 色域：15% 接口：LVDS 输入电压：DC 12V 功率：10w±3w |
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集中控制器 |
控制主板 |
CPU：RK3288 ,四核,主频 1.8GHz 系统：安卓 5.1.1 内存/储存：DDR3 2G/标配 8G HDMI 输出：1 个,支持 1080P、4K*2K@60HZ 输出 LVDS 输出：1 个单/双路，可直接驱动 50/60Hz 液晶屏 解码分辨率：最高分辨率3840*2160 视频格式支持：支持 wmv、avi、flv、rm、rmvb、mpeg 、ts、mp4 等 图片格式支持：支持 BMP、JPEG、PNG、GIF 功放输出：支持左右声道输出,内置双 4R/20W，8R/10W 功放 耳机输出：支持一路三/四段耳机插入 USB2.0 接口：2 个 USB HOST、3 个 USB 插座 串口：3 个串口插座（其中两个可定制为 232 串口，1*485） 以太网：1 个，10M/100M 自适应以太网 液晶背光接口：1个，标准6pin插座 触摸屏接口：完美支持红外、光学、电容、电阻等多种主流触摸屏，支持免驱触摸屏的 HID 配置 WIFI：内置 WIFI 3G/4G：支持接入 PCI-E 3G/4G 上网及通话 SD 卡：支持 SD 卡扩展 RTC 实时时钟：支持 定时开关机：支持 系统升级：支持本地 SD，USB 升级 |
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通信设备 |
4G路由器 |
内存：64MB DDR2 FLASH：16MB SPI FLASH WIFI：2T2R、802.11b/g/n (2.4GHz) 300 Mbps 网络支持：工业级 4G 模块、支持七模全网通 系统时间：时间同步采用 NTP 技术，并内置有 RTC WAN 口：可将 LAN4 配置成 1 个 WAN 口 LAN 口：4 个（10M/100M 自适应 MDI/MDIX 口） SIM 卡接口：1 个 （抽屉式卡座，支持 1.8V/3V 的 SIM/UIM 卡） Reset：1 个 （复位按钮） 天线接口：1 个 （3G/4G 天线，阻抗 50 欧，SMA 阴头内孔接口) 1 个 （2.4G 天线，阻抗 50 欧，SMA 内针接口) DC 电源：1 个（DC 直流电源座 2.1mm 内芯 ） 电源端子：1 个（2 针 3.81mm 间距连接座 ） Console 口：1 个（5 针 3.5mm 间距连接座，1 路 RS232 / 1 路 RS485） 指示灯：4 个 电源指示与状态指示灯（Power、System、WIFI、3G/4G） 工作电压：宽电源输入 DC 5~36V(可扩展至 60V) 安全与可靠性：电源反相保护、过压保护、过流保护；以太网接口内置 1.5KV 电磁隔离保护； RS232/RS485 接口内置 15KV ESD 保护； SIM/UIM 卡接口内置 15KV ESD 保护 网络接入：支持 APN VPDN 接入认证 支持 CHAP/PAP 认证 网络模式 GSM/GPRS/EDGE,LIMTS/HSPA+/EVDO/TD-SCDMA/TD-LTE/FDD LTE LAN 协议 支持 ARP,Ethernet WAN 协议 支持静态 IP,DHCP,PPPoE,PPP IP 应用 支持 Ping、Trace、DHCP Server 、DHCP Relay、 DHCP Client、 DNS relay、DDNS 、Telnet IP 路由 支持路由 NAT 功能 支持网络地址转换 防火墙：全状态包检测（SPI）、防范拒绝服务（DoS）攻击 过滤多播/Ping 数据包、访问控制列表（ACL） 内容 URL 过滤、端口映射、虚拟 IP 映射、IP-MAC 绑定 备份功能 支持有线、4G 互为备份 链路在线监测：发送心跳包检测，断线自动连接 内嵌看门口狗：设备运行自检技术，设备运行故障自修复 |
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监控摄像头 |
内嵌式200万网络摄像头 |
传感器：采用高性能200万像素 1/2.8英寸CMOS图像传感器，低照度效果好，图像清晰度高 清晰度：可输出200万1080P@25 fps 调整角度 ：水平:0°～355°;垂直:0°～75°;旋转0°～355° 支持编码：支持ROI，支持H.264编码，压缩比高，超低码流 红外距离：最大红外监控距离20米 日夜转换：IR-CUT自动切换 扫描方式：逐行扫描 降噪：3D降噪 宽动态：120dB 信噪比：＞56dB 增益控制：手动/自动 白平衡：手动/自动 背光补偿：支持,可选择区域 强光抑制：支持 走廊模式：支持 数字水印：支持 供电：DC12V 音频：内置MIC 安全：支持用户登录锁定机制，及密码复杂度提示 储存方式：配置不低于256GB Micro SD卡 功能：可查看实时视频监控，历史视频监控 |
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充放电装置
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光伏板 |
组件类型：高效多晶硅 峰值功率：200W 光伏板数量：1块 开路电压：21.5V 工作电压：18.5V 短路电流：4.9A 工作电流：4A 工作温度：-40℃~+85℃ 功率公差：0~+5W 最大输出功率温度系数：-0.53%/℃ 开路电压温度系数：-0.39%/℃ 短路电流温度系数：0.031%/℃ |
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充放电控制器 |
名称：太阳能充放电控制器 系统额定电压：12V DC 额定充电功率：390W/12V 最大PV开路电压：92V（25℃） 过压断开电压：14.9V 过压重连电压：14.7V 浮充电压：13.8V 充电极限电压：14.6V 放电极限电压：10.6V 欠压保护电压：11.1V 欠压恢复电压：12.6V 静态功耗：≤13mA 工作温度范围：-40℃~+60℃ 充电方式：PWM调节方式 防护等级：IP67 其它功能：支持锂电池低温保护 |
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蓄电池 |
蓄电池规格：12.8V-100Ah蓄电池 蓄电池数量：2串组合 充电电压：循环使用14.4~14.6V，浮充使用13.5~13.8V 充电电流：5-10A 放电终止电压：放电电流(I)<50A时放电终止电压为10.6V 电荷保持能力：≥90% 充放电次数：≥1500 充电温度范围：-10℃~+40℃ 放电温度范围：-15℃~+50℃ 工作温度：-20℃~+70℃ 环境湿度：10%~75% 特性：自放电少，能量耗损低，寿命长 |
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超低功耗反射屏电子站牌与其它站牌在技术参数上存在一定的差异，对于不同规格的产品优劣也显而易见，具体详见下列表格，表1列举了32寸屏幕不同规格的屏幕参数，表2列举了不同规格屏幕的优劣对比。
表1 不同规格屏幕的参数对比
表2 不同规格屏幕的优劣对比
5、超低功耗S - L C D 未来发展趋势
随着技术处成熟，模化化市场占有率加大，如今企业持续扩产, 预计未来几年中国产值占及市场占比将大大提升。
屏幕超大化，随着S-LCD的兴起和发展,为商圈广告的屏幕超大化展示提供了基础和诉求。当前在一些大型广告商圈等大厦场所为了吸引更多的广告业主和受众的关注,屏幕超大化已然成为发展趋势。
室内外均可使用，为了获得更多的使用范围,将会满足室内外均可使用的情况，屏幕也要可拼接，可弧面。随着S-LCD的兴起和发展,为商圈广告的屏幕超大化展示提供了基础和诉求。
人屏互动，显示屏将不再是一个冷冰冰的显示终端,而是一个基于红外线传感器技术、触碰功能、语音识别 、 3 D 、VR/AR等技术,能够和受众进行互动的智能显示载体。
6、结论
超低功耗反射屏电子站牌无论从技术架构还是商用价值上，都具有良好的前景，为智慧公交应用场景提供了可靠的解决方案，也为服务市民乘坐体验提供了更好的产品。
