一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)及方法，涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，它包括：頂部支撐件；所述頂部支撐件的頂部安裝有電源裝置；所述電源裝置的頂部安裝有避雷針；所述頂部支撐件的底部連接于平衡桿的中心位置；所述平衡桿左邊靠近端點(diǎn)位置安裝有發(fā)射端；所述接收端的右邊靠近端點(diǎn)位置安裝有接收端；所述平衡桿底部中心位置連接有底部支撐桿；所述底部支撐桿底部連接有控制終端；所述控制終端通過固定部件固定在底座上。本發(fā)明專利技術(shù)具有預(yù)警準(zhǔn)確、預(yù)警及時(shí)、智能化等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及道路交通領(lǐng)域，特別涉及一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
大氣中包含空氣分子、凝結(jié)核、煙塵、霧以及雪花等降水粒子單元，這些大大小小的粒子包括水或霧等對(duì)陽光與天氣的散射是決定大氣透明度最重要的因素。所謂大氣散射是入射的光波遇到大氣里大小不等的粒子，這些粒子將入射光波的一部分“攔截”下來，使這些光波改變方向并以粒子為核心按一定的規(guī)律向四周發(fā)射出去，其結(jié)果顯然是使原來入射方向的光強(qiáng)減弱。沿水平方向觀察遠(yuǎn)處目標(biāo)物時(shí)，將受到太陽的直射光，天空云層以及地面的漫射光影響，它們被大氣層的氣溶膠粒子散射，使觀察者感到大氣中好象是有一層遮幕，降低了目標(biāo)物和背靜間的對(duì)比，從而減少了觀察者能看見目標(biāo)物的距離。這就使我們能夠觀測到物體的視距出現(xiàn)了遠(yuǎn)和近的變化，從而形成了能見度。能見度的概念最早來源于氣象部門，所以在沒有特殊說明的情況下，通常所稱的能見度就是指氣象能見度。能見度通常是視力正常的人在白天無云的天空背景下能夠辨認(rèn)出一個(gè)視角為0.50~5。的黑色目標(biāo)物體輪廓和形體的最大距離。在夜間則是在黑色背景下能夠辨認(rèn)出一定強(qiáng)度的燈光的最大距離。從上述定義可以知道能見度取決于人眼的生理特性，目標(biāo)物和背景的光學(xué)性質(zhì)，以及人與目標(biāo)物間的大氣的物理性質(zhì)。在我國高速公路在促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，不斷攀升的高速公路交通事故發(fā)生率和死亡率也給經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了諸多的不利影響。高速公路本以高速、便捷、高容量及高安全性著稱，一般發(fā)達(dá)國家的高速公路的交通事故總數(shù)和死亡率只有普通公路的1/3到1/2。但在我國由于高速公路由于發(fā)展較晚，相關(guān)安全和預(yù)警措施不完善等原因，致使我國高速公路的交通事故的發(fā)生率比普通公路高2到3倍。據(jù)公安部網(wǎng)站消息，2008年，全國共發(fā)生交通事故265204起，造成73484人死亡、304919人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失10.1億元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在所有高速公路的交通事故中，因雨霧等惡劣天氣影響造成的交通事故就占1/4左右，霧天高速公路地事故率時(shí)平常地10倍。就是說低能見度環(huán)境是造成高速公路交通事故的一個(gè)非常重要的因素。因此，對(duì)高速公路沿線的天氣尤其是能見度情況進(jìn)行全程全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)控，隨時(shí)預(yù)警低能見度特別是隨機(jī)霧團(tuán)、瞬時(shí)雨雪、沙塵等短時(shí)低能見度天氣，對(duì)交通運(yùn)輸有著非常重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)及方法，本專利技術(shù)具有預(yù)警準(zhǔn)確、預(yù)警及時(shí)、智能化等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備，其特征在于，它包括：頂部支撐件；所述頂部支撐件的頂部安裝有電源裝置；所述電源裝置的頂部安裝有避雷針；所述頂部支撐件的底部連接于平衡桿的中心位置；所述平衡桿左邊靠近端點(diǎn)位置安裝有發(fā)射端；所述接收端的右邊靠近端點(diǎn)位置安裝有接收端；所述平衡桿底部中心位置連接有底部支撐桿；所述底部支撐桿底部連接有控制終端；所述控制終端通過固定部件固定在底座上。所述底部支撐桿內(nèi)設(shè)置有連接線；所述控制終端通過連接線分別信號(hào)連接于發(fā)射端和接收端；所述控制終端包括：電源和預(yù)警系統(tǒng)，所述電源信號(hào)連接于預(yù)警系統(tǒng)。所述發(fā)射端和接收端與平衡桿成16.5°角；所述平衡桿保持水平。一種智能化道路能見度預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、SPI接口、處理器、GPIO接口、12C接口、PWM接口、高速并行口、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、放大模塊、溫度采集模塊、紅外接收模塊、脈沖寬度調(diào)制模塊和溫度控制模塊；所述處理器分別信號(hào)連接于SPI接口、GPIO接口、12C接口、PWM接口和高速并行口；所述SPI接口分別信號(hào)連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和顯示模塊；所述12C接口信號(hào)連接于溫度采集模塊；所述溫度采集模塊分別信號(hào)連接于脈沖寬度調(diào)制模塊和紅外接收模塊；所述PWM接口信號(hào)連接于脈沖寬度調(diào)制模塊；所述GPIO接口分別信號(hào)連接于溫度控制模塊和語音預(yù)警模塊；所述高速并行口信號(hào)連接于數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接于放大模塊；所述放大模塊信號(hào)連接于紅外接收模塊；所述紅外接收模塊分別信號(hào)連接于溫度控制模塊和溫度采集模塊；溫度控制模塊分別信號(hào)連接于脈沖寬度調(diào)制模塊和紅外接收模塊。所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，可以將預(yù)警系統(tǒng)得出的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至遠(yuǎn)端的上位機(jī)或移動(dòng)終端；所述溫度采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集接收端的溫度數(shù)據(jù)信息；所述溫度控制模塊，用于根據(jù)采集到的溫度數(shù)據(jù)信息調(diào)整接收端的溫度，保證接收端接收信號(hào)的準(zhǔn)確性。進(jìn)一步的，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，保證所發(fā)射紅外脈沖強(qiáng)度的穩(wěn)定和脈沖頻率的單一性，保證預(yù)警系統(tǒng)中電路的穩(wěn)定、快速運(yùn)行，即保證在散射光的強(qiáng)度變化時(shí)快速調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使A/D芯片得到的信號(hào)強(qiáng)度始終在一個(gè)合適范圍內(nèi)；保證強(qiáng)噪聲背景下準(zhǔn)確檢測到散射信號(hào)；保證系統(tǒng)工作在一個(gè)相當(dāng)恒定的溫度下。一種智能化道路能見度預(yù)警方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟1：系統(tǒng)啟動(dòng)初始化，進(jìn)行系統(tǒng)自檢，系統(tǒng)自檢通過執(zhí)行步驟2；系統(tǒng)自檢未通過，重新執(zhí)行步驟1；步驟2：發(fā)射端發(fā)射近紅外光；步驟3：接收端接收發(fā)射端發(fā)射的近紅外光，并進(jìn)行采集；步驟4：預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行濾波后，根據(jù)預(yù)設(shè)的算法計(jì)算出接收端而接收到的近紅外光的光能量；步驟5：將計(jì)算得出的光能量與發(fā)射端的原始光能量進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算；步驟6：根據(jù)運(yùn)算結(jié)果得出能見度數(shù)據(jù)，預(yù)警系統(tǒng)將該數(shù)據(jù)信息發(fā)送至語音預(yù)警模塊和顯示模塊；步驟7：預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，將采集到的溫度數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，若低于預(yù)設(shè)值，則執(zhí)行步驟8；若不低于預(yù)設(shè)值，則執(zhí)行步驟9；步驟8：預(yù)警系統(tǒng)調(diào)節(jié)接收端處的溫度；將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示模塊；步驟9：直接將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示模塊。所述預(yù)警系統(tǒng)計(jì)算接收端接收到的近紅外光的光能量的方法包括以下步驟：步驟1：設(shè)被測信號(hào)為：；步驟2：將被測信號(hào)與兩個(gè)信號(hào)頻率相同且正交的參考信號(hào)、相乘；步驟3：將相乘后的信號(hào)分別通過兩個(gè)數(shù)字低通濾波器濾出高頻分量，得到兩個(gè)反相的直流分量/2、QUOTE/2；步驟4：根據(jù)得出的信號(hào)分量，計(jì)算得出有用信號(hào)的幅度為：;步驟5：根據(jù)得出的信號(hào)分量，計(jì)算得出有用信號(hào)的相位為：；步驟5：根據(jù)得出的幅度和相位，計(jì)算得出相對(duì)于發(fā)射端的近紅外光，接收端的紅外光的能量衰減值，從而計(jì)算得出能見度的大小。采用以上技術(shù)方案，本專利技術(shù)產(chǎn)生了以下有益效果：1、預(yù)警準(zhǔn)確：本專利技術(shù)的預(yù)警設(shè)備將發(fā)射端和接收端在安裝時(shí)使發(fā)射端和接收端都與平衡桿成16.5°角，防止太陽光的直射以及雨水的侵蝕。同時(shí)，在測量過程中，設(shè)備還能對(duì)接收端進(jìn)行溫度采集，進(jìn)而對(duì)接收端進(jìn)行溫度調(diào)整，保證接收端在測量過程中的準(zhǔn)確性。2、預(yù)警及時(shí)：本專利技術(shù)的預(yù)警設(shè)備和預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取環(huán)境的能見度信息，及時(shí)發(fā)送至顯示模塊和語音預(yù)警模塊進(jìn)行預(yù)警。保證了預(yù)警的及時(shí)性，同時(shí)提供了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能，能將獲取的信息發(fā)送至遠(yuǎn)程終端進(jìn)行監(jiān)控和顯示。。3、智能化：本專利技術(shù)的預(yù)警設(shè)備及預(yù)警系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警，自動(dòng)調(diào)整接收端的溫度信息，保證預(yù)警的準(zhǔn)確性，全過程無須人為操作，自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)，智能化程度高。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備、系統(tǒng)及方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備，其特征在于，它包括：頂部支撐件（4）；所述頂部支撐件（4）的頂部安裝有電源裝置（2）；所述電源裝置（2）的頂部安裝有避雷針（1）；所述頂部支撐件的底部連接于平衡桿（3）的中心位置；所述平衡桿左邊靠近端點(diǎn)位置安裝有發(fā)射端（3）；所述接收端的右邊靠近端點(diǎn)位置安裝有接收端（4）；所述平衡桿底部中心位置連接有底部支撐桿（7）；所述底部支撐桿（7）底部連接有控制終端；所述控制終端通過固定部件（9）固定在底座（10）上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備，其特征在于，它包括：頂部支撐件（4）；所述頂部支撐件（4）的頂部安裝有電源裝置（2）；所述電源裝置（2）的頂部安裝有避雷針（1）；所述頂部支撐件的底部連接于平衡桿（3）的中心位置；所述平衡桿左邊靠近端點(diǎn)位置安裝有發(fā)射端（3）；所述接收端的右邊靠近端點(diǎn)位置安裝有接收端（4）；所述平衡桿底部中心位置連接有底部支撐桿（7）；所述底部支撐桿（7）底部連接有控制終端；所述控制終端通過固定部件（9）固定在底座（10）上。2.如權(quán)利要求1所述的智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備，其特征在于，所述底部支撐桿（7）內(nèi)設(shè)置有連接線；所述控制終端通過連接線分別信號(hào)連接于發(fā)射端和接收端；所述控制終端包括：電源和預(yù)警系統(tǒng)，所述電源信號(hào)連接于預(yù)警系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求2所述的智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)射端和接收端與平衡桿成16.5°角；所述平衡桿（3）保持水平。4.一種基于權(quán)利要求1至3之一所述的智能化道路能見度預(yù)警設(shè)備的預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、SPI接口、處理器、GPIO接口、12C接口、PWM接口、高速并行口、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、放大模塊、溫度采集模塊、紅外接收模塊、脈沖寬度調(diào)制模塊和溫度控制模塊；所述處理器分別信號(hào)連接于SPI接口、GPIO接口、12C接口、PWM接口和高速并行口；所述SPI接口分別信號(hào)連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和顯示模塊；所述12C接口信號(hào)連接于溫度采集模塊；所述溫度采集模塊分別信號(hào)連接于脈沖寬度調(diào)制模塊和紅外接收模塊；所述PWM接口信號(hào)連接于脈沖寬度調(diào)制模塊；所述GPIO接口分別信號(hào)連接于溫度控制模塊和語音預(yù)警模塊；所述高速并行口信號(hào)連接于數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接于放大模塊；所述放大模塊信號(hào)連接于紅外接收模塊；所述紅外接收模塊分別信號(hào)連接于溫度控制模塊和溫度采集模塊；溫度控制模塊分...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡強(qiáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：成都市和平科技有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51