一種高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置制造方法
【專利摘要】一種高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置，屬于可見光檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：停車定位檢測(cè)裝置、終端計(jì)算機(jī)、ZigBee設(shè)備和可變情報(bào)板，其中所述的停車定位檢測(cè)裝置還進(jìn)一步包括：警示燈、雙元可見光照度檢測(cè)電路和處理器模塊。本實(shí)用新型提出的停車定位檢測(cè)裝置體積小、成本低、安裝方便，可以無死角的檢測(cè)隧道內(nèi)車輛行車狀態(tài)，可以確定車輛停止位置；創(chuàng)新的使用兩個(gè)熱敏電阻及帶通濾波器組成雙元可見光檢測(cè)電路，用于檢測(cè)車輛行駛經(jīng)過時(shí)由于車燈照明而使雙元光敏電阻阻值的不均衡變化，避免了環(huán)境照度和外部射頻信號(hào)的對(duì)檢測(cè)的干擾，更有效的檢測(cè)車輛行駛經(jīng)過和異常停車情況。
【專利說明】一種高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于可見光檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于隧道內(nèi)道路空間的封閉性，空間環(huán)境狹窄、光線變化大、視野不清，隧道內(nèi)的故障停車不易被其他車輛及時(shí)發(fā)現(xiàn)，極易引發(fā)二次交通事故，存在潛在的交通事故危險(xiǎn)；一旦事故發(fā)生，交通中斷時(shí)間較長(zhǎng)，危險(xiǎn)性大，事故處理比較困難。目前對(duì)高速公路隧道停車定位檢測(cè)仍使用在隧道沿線安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速公路隧道內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，此方法在交通流量較少情況下具有良好的檢測(cè)效果，同時(shí)在視頻監(jiān)控?cái)z像頭安裝不密集時(shí)會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控不到的死角，這就需要較高的資金投入和密集安裝才能保證監(jiān)測(cè)的可靠性和減少死角區(qū)域，不但增加成本而且監(jiān)控難度相應(yīng)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本的高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置及方法，以實(shí)現(xiàn)無死角實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路隧道內(nèi)行車情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障停車，并提醒后方車輛避讓的目的。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置，包括:
[0005]停車定位檢測(cè)裝置通過ZigBee設(shè)備與終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，終端計(jì)算機(jī)通過有線或無線方式與可變情報(bào)板通訊；
[0006]其中，所述的停車定位檢測(cè)裝置還進(jìn)一步包括:菲涅爾透鏡、警示燈、雙元可見光照度檢測(cè)電路、處理器模塊和電源管理模塊；電源管理模塊為警示燈、雙元可見光照度檢測(cè)電路和處理器模塊供電，菲涅爾透鏡經(jīng)雙元可見光照度檢測(cè)電路連接處理器模塊的輸入端，警示燈連接處理器模塊的輸出端。
[0007]所述的可見光照度檢測(cè)電路進(jìn)一步包括光敏電阻、電阻、電容和運(yùn)算放大器，其中，第一光敏電阻與第二光敏電阻組成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路的一端連接電源管理模塊，另一端接地；第一光敏電阻和第二光敏電阻的連接點(diǎn)處連接第一電阻一端、第二電阻一端，第一電阻的另一端連接運(yùn)算放大器的同相輸入端和第一電容的一端，第一電容的另一端接地；第二電阻的另一端連接第二電容一端、第三電阻一端和運(yùn)算放大器的反相輸入端，第三電阻的另一端、第二電容的另一端同時(shí)連接運(yùn)算放大器的輸出端。
[0008]所述的警示燈通過DIO接口與處理器模塊連接，用于處理器模塊接收終端計(jì)算機(jī)發(fā)布的控制命令后被點(diǎn)亮，警示過路車輛。
[0009]有益效果:本實(shí)用新型提出的停車定位檢測(cè)裝置體積小、成本低、安裝方便，可以無死角的檢測(cè)隧道內(nèi)車輛行車狀態(tài)，可以確定車輛停止位置；創(chuàng)新的使用兩個(gè)熱敏電阻及帶通濾波器組成雙元可見光檢測(cè)電路，用于檢測(cè)車輛行駛經(jīng)過時(shí)由于車燈照明而使雙元光敏電阻阻值的不均衡變化，避免了環(huán)境照度和外部射頻信號(hào)的對(duì)檢測(cè)的干擾，更有效的檢測(cè)車輛行駛經(jīng)過和異常停車情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置電路原理圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式停車定位檢測(cè)裝置外殼，其中，(a)為外殼的主視圖，(b)為殼體的左視圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式菲涅爾透鏡將車輛行駛過程劃分為A區(qū)域、B區(qū)域示意圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的在車輛行駛經(jīng)過時(shí)雙元可見光檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)波形圖；
[0015]圖6為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式車輛經(jīng)過停車定位檢測(cè)裝置時(shí)的電壓信號(hào)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]本實(shí)用新型的實(shí)施方式給出高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示。包括可變情報(bào)板11、終端計(jì)算機(jī)13、ZigBee設(shè)備12和停車定位檢測(cè)裝置I，其中，如圖1所示，停車定位檢測(cè)裝置I進(jìn)一步包括:菲涅爾透鏡2、電源管理模塊6、雙元可見光照度檢測(cè)電路3、警示燈5和處理器模塊4。停車定位檢測(cè)裝置I通過處理器模塊內(nèi)置的ZigBee模塊與ZigBee設(shè)備12進(jìn)行通訊，ZigBee設(shè)備12連接終端計(jì)算機(jī)13，終端計(jì)算機(jī)13通過有線方式(如，網(wǎng)線)或無線方式(如，WIFI)與可變情報(bào)板11進(jìn)行通訊。
[0018]本實(shí)施方式中，處理器模塊采用無線微控制器實(shí)現(xiàn)，無線微控制器的型號(hào)為JN5161，終端計(jì)算機(jī)采用PC機(jī)即可，ZigBee設(shè)備采用的型號(hào)為WGT2422Z-R，電源管理模塊為處理器模塊、警示燈、雙元可見光照度檢測(cè)電路分別提供3V直流電的電源。
[0019]警示燈連接處理器模塊的DIO端口，雙元可見光照度檢測(cè)電路的輸出端連接處理器模塊的AD端口，電源管理模塊的VDD端口連接處理器模塊的VDD端口，處理器模塊內(nèi)部，DIO端口、AD端口、RAM、FLASH和EEPROM通過數(shù)據(jù)總線連接ZigBee模塊和RISC CPU模塊，如圖2所示。其中，雙元可見光照度檢測(cè)電路進(jìn)一步包括光敏電阻(RTl和RT2)、電阻(R1、R2和R3)、電容(Cl和C2)和運(yùn)算放大器，其中，光敏電阻RTl與光敏電阻RT2組成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路的一端連接電源管理模塊，另一端接地；光敏電阻RTl和光敏電阻RT2的連接點(diǎn)處連接電阻Rl —端、電阻R3 —端，電阻Rl的另一端連接運(yùn)算放大器的同相輸入端和電容Cl的一端，電容Cl的另一端接地；電阻R3的另一端連接電容C2 —端、電阻R2 —端和運(yùn)算放大器的反相輸入端，電阻R2的另一端、電容C2的另一端同時(shí)連接運(yùn)算放大器的輸出端Utl，本實(shí)施方式中，運(yùn)算放大器的輸出端Utl即為雙元可見光照度檢測(cè)電路的輸出端。在雙元可見光照度檢測(cè)電路的前端，還設(shè)置有菲涅爾透鏡，本實(shí)施方式中采用的菲涅爾透鏡分割為2個(gè)區(qū)域，用于在隧道照明過程中，將車輛行駛的道路分割成2個(gè)區(qū)域，在設(shè)置菲涅爾透鏡后，應(yīng)保證雙元可見光照度檢測(cè)電路中的光敏電阻RTl和光敏電阻RT2處于菲涅爾透鏡的焦點(diǎn)處。
[0020]停車定位檢測(cè)裝置的外殼如圖3所示。包括殼體7，在殼體的上表面還設(shè)置有用于保護(hù)警示燈的燈罩8，在殼體的正面中心處設(shè)置有菲涅爾透鏡2，在殼體的左側(cè)面設(shè)置有外部電源接口 9。
[0021]高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置的工作過程如下:
[0022]在一段長(zhǎng)600m的隧道內(nèi)，以3m間隔設(shè)置LED隧道燈10，在每個(gè)LED隧道燈10下方的側(cè)墻上均固定停車定位檢測(cè)裝置I (共200個(gè))，與LED隧道燈并聯(lián)于電路中，每個(gè)停車定位檢測(cè)裝置的菲涅爾透鏡2球面面向與道路路面水平并與行車方向垂直的方向，可變情報(bào)板11固定于隧道入口設(shè)置在面向行車方向的隧道上方，終端計(jì)算機(jī)和ZigBee設(shè)備設(shè)置在隧道管理機(jī)房?jī)?nèi)，ZigBee設(shè)備與200個(gè)停車定位檢測(cè)裝置組成ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示。停車定位檢測(cè)裝置Ia的菲涅爾透鏡將A區(qū)域和B區(qū)域的光線聚攏后，分別傳遞給雙元可見光照度檢測(cè)電路的光敏電阻RTl和光敏電阻RT2上，當(dāng)車輛行駛進(jìn)入A區(qū)域未到B區(qū)域時(shí)，車燈光透過菲涅爾透鏡組匯集到RTl上使RTl阻值降低，而RT2阻值沒有變化，此時(shí)ui值升高趨于VDD (即供電電壓)，或者當(dāng)車輛駛出A區(qū)域，進(jìn)入B區(qū)域時(shí)，此時(shí)ui值降低趨于零，這兩種情況均會(huì)產(chǎn)生變化的電壓信號(hào)。該變化的信號(hào)進(jìn)入由運(yùn)算放大器、電阻R1、電阻R2、電阻R3及電容Cl、電容C2組成反相帶通濾波放大電路，其中，電阻Rl和電容Cl組成的串聯(lián)電路用于提供濾除由光敏電阻RTl和光敏電阻RT2輸出的電壓信號(hào)低頻干擾的電壓信號(hào)頻率下限；電阻R2和電容C2組成的并聯(lián)電路用于提供濾除由光敏電阻RTl和光敏電阻RT2輸出的電壓信號(hào)高頻干擾的電壓信號(hào)頻率上限；電阻R2和R3用于提供放大增益倍數(shù)。
[0023]在車輛經(jīng)過停車定位檢測(cè)裝置檢測(cè)區(qū)域的過程中產(chǎn)生的變化的電壓信號(hào)Ui經(jīng)過反相帶通濾波放大電路濾除高頻和低頻干擾后，可得到如圖5所示電壓信號(hào)U0的波形圖。
[0024]電壓波動(dòng)信號(hào)通過處理器模塊的AD端口輸入處理器模塊，并由處理器模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，并通過對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)值變化分析判斷是否有行駛車輛經(jīng)過(波形為水平時(shí)，數(shù)據(jù)為1.5 ;波形為波峰時(shí)，數(shù)據(jù)為2.7 ;波形為谷底時(shí)，數(shù)據(jù)為0.3)。當(dāng)數(shù)據(jù)從1.5逐漸減小至0.3，再?gòu)?.3逐漸增大至2.7，又從2.7逐漸減小至1.5，且維持在1.5時(shí)，可判斷車輛正常行駛經(jīng)過本停車定位檢測(cè)裝置；當(dāng)車輛行駛至A區(qū)域就停止時(shí)，A區(qū)域光照強(qiáng)度增加，而B區(qū)域變化微小，數(shù)據(jù)從1.5逐漸減小且維持在低于1.5的一個(gè)數(shù)值不變；當(dāng)車輛行駛經(jīng)過A區(qū)域進(jìn)入B區(qū)域停止時(shí)，A區(qū)域光照強(qiáng)度先增加然后減小到原光照強(qiáng)度，B區(qū)域光照強(qiáng)度增加，數(shù)據(jù)從1.5逐漸減小至0.3，再?gòu)?.3逐漸增大至1，5以上且維持在高于1.5的一個(gè)數(shù)值不變。如圖4所示，在隧道內(nèi)卡車行駛經(jīng)過停車定位檢測(cè)裝置Ic的檢測(cè)區(qū)域，停車在停車定位檢測(cè)裝置Ib的B區(qū)域內(nèi)和停車定位檢測(cè)裝置Ia的A區(qū)域內(nèi)，未到達(dá)停車定位檢測(cè)裝置Id的檢測(cè)區(qū)域，在4個(gè)停車定位檢測(cè)裝置內(nèi)形成的電壓波動(dòng)信號(hào)分別如圖6中l(wèi)c、lb、Ia和Id所示。當(dāng)電壓波動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定時(shí)，停車定位檢測(cè)裝置Ic判斷行車狀態(tài)為行駛經(jīng)過，停車定位檢測(cè)裝置Ib判斷行車狀態(tài)是駐留在本裝置左側(cè)區(qū)域，停車定位檢測(cè)裝置Ia判斷行車狀態(tài)是駐留在本裝置右側(cè)區(qū)域，停車定位檢測(cè)裝置Id判斷行車狀態(tài)是無車輛經(jīng)過。
[0025]雖然以上描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域內(nèi)的熟練的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，而不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)。本實(shí)用新型的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【權(quán)利要求】
1.一種高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置，其特征在于:包括: 停車定位檢測(cè)裝置通過ZigBee設(shè)備與終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，終端計(jì)算機(jī)通過有線或無線方式與可變情報(bào)板通訊； 其中，所述的停車定位檢測(cè)裝置還進(jìn)一步包括:菲涅爾透鏡、警示燈、雙元可見光照度檢測(cè)電路、處理器模塊和電源管理模塊；電源管理模塊為警示燈、雙元可見光照度檢測(cè)電路和處理器模塊供電，菲涅爾透鏡經(jīng)雙元可見光照度檢測(cè)電路連接處理器模塊的輸入端，警示燈連接處理器模塊的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置，其特征在于:所述的可見光照度檢測(cè)電路進(jìn)一步包括光敏電阻、電阻、電容和運(yùn)算放大器，其中，第一光敏電阻與第二光敏電阻組成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路的一端連接電源管理模塊，另一端接地；第一光敏電阻和第二光敏電阻的連接點(diǎn)處連接第一電阻一端、第二電阻一端，第一電阻的另一端連接運(yùn)算放大器的同相輸入端和第一電容的一端，第一電容的另一端接地；第二電阻的另一端連接第二電容一端、第三電阻一端和運(yùn)算放大器的反相輸入端，第三電阻的另一端、第二電容的另一端同時(shí)連接運(yùn)算放大器的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置，其特征在于:所述的處理器模塊通過DIO接口連接警示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路隧道停車定位檢測(cè)和聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置，其特征在于:所述的處理器模塊通過AD端連接雙元可見光照度檢測(cè)電路。
【文檔編號(hào)】G08G1/123GK203386370SQ201320435591
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】石慶生, 周巍, 梁亞松, 宋平玉, 史大為, 康家宇, 王瑩, 牛闖, 趙立松, 李印保, 高昆, 刑巨剛, 周鈺涵 申請(qǐng)人:北京新一代照明有限公司