本發(fā)明涉及道路環(huán)境監(jiān)測設備領域，具體地，涉及一種城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的大氣污染引發(fā)了城市道路的可見度問題。同時，霧，雨，沙塵等自然天氣情況也會影響道路的可見度。了解城市道路的可見度情況，不僅有利于及時調整路燈的照明特性，及介入人工干預降塵，利于交通安全；同時，能作為智能交通的一部分，提供數(shù)據(jù)給交通管理部門協(xié)調交通，為高效安全的實時交通限速作為參考。但隨著城市的擴大，對道路可見度進行大范圍的實時采樣存在困難，同時專用的可見度檢測設備存在聯(lián)網，供電，成本等一系列問題。

綜上所述，本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請發(fā)明技術方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術至少存在如下技術問題：

在現(xiàn)有技術中，現(xiàn)有的城市道路可見度監(jiān)測存在實施困難，成本較高的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的城市道路可見度監(jiān)測存在難實施困難，成本較高的技術問題，實現(xiàn)了城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)易于實施，成本較低的技術效果。

為解決在大范圍的城市道路上進行可見度監(jiān)測的問題，本發(fā)明提出了一種城市道路可見度監(jiān)測led路燈。該系統(tǒng)可通過對現(xiàn)有l(wèi)ed路燈進行改進實現(xiàn)，同時該系統(tǒng)采用的監(jiān)測與傳輸方案也能夠大大降低系統(tǒng)成本。

本申請?zhí)峁┝艘环N城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

多個監(jiān)測子系統(tǒng)、控制中心，多個監(jiān)測子系統(tǒng)均與控制中心數(shù)據(jù)連通，多個監(jiān)測子系統(tǒng)分別安裝固定在城市道路的路燈上，監(jiān)測子系統(tǒng)用于采集城市道路的可見度信息，并將采集的可見度信息傳遞給控制中心。

進一步的，監(jiān)測子系統(tǒng)包括：采樣模塊和控制模塊，采樣模塊安裝固定在城市道路一側的路燈a燈柱上，控制模塊安裝固定在城市道路另一側的路燈b燈柱上，采集模塊用于定向僅采集路燈b的直射光，并將采集到的光照信息傳送給控制模塊，控制模塊用于分析處理光照信息，生成可見度報告，并將報告數(shù)據(jù)進行存儲和傳輸至控制中心，控制模塊還用于基于可見度報告對路燈的光照強度進行調整。其中，本申請的出發(fā)點是道路上能見度受到霧霾，沙塵，雨、霧等影響。因此，應該有一個相對恒定的參考值與獲得的信息比對，以確定能見度狀況，相對恒定的參考值就不能由其他照明設備提供，而必須由我們可控的設備提供。直射可以減小外界環(huán)境的干擾，因此，定向僅采集路燈b的直射光是為了保障檢測的準確性。

進一步的，所述采樣模塊具體包括：

定向光敏原件，用于僅接收路燈b的直射光；

采樣芯片，用于定時采集定向光敏原件的輸出信號，并將采樣數(shù)據(jù)傳輸給無線信號傳輸芯片；

無線信號發(fā)射芯片，用于將采樣數(shù)據(jù)傳輸給控制模塊。

進一步的，所述控制模塊具體包括：

無線信號接收芯片，用于接收來自采樣模塊的采樣數(shù)據(jù)，并將采樣數(shù)據(jù)傳輸給控制芯片；

控制芯片，用于控制路燈的亮度，并且同時分析處理采樣數(shù)據(jù)；在一個數(shù)據(jù)周期，形成一份可見度報告數(shù)據(jù)，并將該報告數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)記錄與上傳芯片；

數(shù)據(jù)記錄與上傳芯片，用于將可見度報告數(shù)據(jù)存儲，并按預設時間上報發(fā)送給控制中心。

進一步的，一個數(shù)據(jù)周期內控制模塊的控制芯片分析處理流程為：

step1：接收無線信號接收芯片的數(shù)據(jù)，記為s(t1)，表示在t1時刻獲得的信號；

step2：控制芯片控制其所在燈柱上led路燈的亮度產生的變化，該亮度變化能夠被采樣模塊中所反應，獲得該變化產生的數(shù)據(jù)為δs；

step3：獲得新一個時刻的數(shù)據(jù)，記為s(t2)，重復步驟step2，并增加時刻的編號，直到獲得的數(shù)據(jù)為s(tk)，k為系統(tǒng)設定值；

step4：由以下公式計算光相對衰減常數(shù)a；

step5：基于光相對衰減常數(shù)a獲得可見度數(shù)據(jù)。

本申請?zhí)峁┑囊粋€或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：

1.該系統(tǒng)通過差分的方式求得光的相對衰減，能夠有效反映可見度的情況，同時，系統(tǒng)結構簡單，系統(tǒng)具有較低成本，能夠大范圍安裝。

2.該系統(tǒng)可在當前的設備上通過改進實現(xiàn)，改建成本較低易推廣普及。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定；

圖1是本申請中道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)子系統(tǒng)分布示意圖；

圖2是本申請中城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)組成示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的城市道路可見度監(jiān)測存在難實施困難，成本較高的技術問題，實現(xiàn)了城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)易于實施，成本較低的技術效果。

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在相互不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述范圍內的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

請參考圖1，本申請?zhí)峁┝艘环N城市道路可見度監(jiān)測系統(tǒng)，城市道路可見度監(jiān)測led路燈由多個分立的子系統(tǒng)，與一個控制中心構成。

控制中心可以是專門設計的芯片，也可以是電腦終端。子系統(tǒng)通過led的電力載波與控制中心相連并進行數(shù)據(jù)傳輸。每一個子系統(tǒng)為一組led路燈，子系統(tǒng)分布式的布置在城市道路上。

每一個子系統(tǒng)，包括兩個模塊，分別為采樣模塊和控制模塊。子系統(tǒng)的位置分布如圖1所示。兩個模塊分別位于兩個路燈柱上，由無線信號傳輸芯片進行信息交互。

采樣模塊包括一個定向光敏原件，一個采樣芯片，一個無線信號傳輸芯片(發(fā)射端)。

其中，定向光敏原件被特殊設計，只能接收對側led路燈的直射光。采樣芯片用于定時采集光敏原件的輸出信號，并將數(shù)據(jù)傳輸給無線傳輸芯片。無線信號傳輸芯片可以采用藍牙，也可以采用(其他等等)芯片。

控制模塊包括一個控制芯片，一個無線信號傳輸芯片(接收端)，一個數(shù)據(jù)記錄與上傳芯片?？刂颇K端的無線信號傳輸芯片收到發(fā)射端傳來的采樣信息，將該信息傳遞給控制芯片。

控制芯片將控制led亮度，并且同時分析處理該采樣信息。在一個數(shù)據(jù)周期，形成一份可見度報告數(shù)據(jù)，將該報告數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)記錄與上傳芯片。

數(shù)據(jù)記錄與上傳芯片將可見度報告數(shù)據(jù)臨時存儲，并按系統(tǒng)設計時間上報發(fā)送給控制中心。

系統(tǒng)框圖如圖2所示。

其中，一個數(shù)據(jù)周期內控制模塊的控制芯片分析處理流程如下：

step1接收無線信號傳輸芯片的數(shù)據(jù)，記為s(t1)，表示在t1時刻獲得的信號。

step2控制芯片控制其所在燈柱上led路燈的亮度產生固定的細微變化，該變化能夠被光敏原件所反應，在能見度正常時，實驗可得該變化產生的數(shù)據(jù)為δs。

step3獲得新一個時刻的數(shù)據(jù)，記為s(t2)，重復以上步驟，并增加時刻的編號，直到獲得的數(shù)據(jù)為s(tk)，k為系統(tǒng)設定值。

step4由以下公式計算光相對衰減常數(shù)a：

step5光相對衰減常數(shù)a反映了可見度信息，將這個數(shù)據(jù)作為可見度的指標。

說明，以上步驟的數(shù)據(jù)周期是滑動的，即一個新的數(shù)據(jù)周期會去掉上一個數(shù)據(jù)周期最早的數(shù)據(jù)，將tk改寫為tk-1，并補充最新的采樣記作s(tk)。

說明，固定的細微變化可以是增大led的亮度，也可以是減小，變化范圍在led亮度調整的線性區(qū)域。

說明，取絕對值多次平均是為了降低測量誤差，k可根據(jù)實際情況設定。

說明，以上公式是基于以下事實，設測量光強信號分別為s1和s2，真實光強的信號分別為s01和s02，a為空間中的相對衰減系數(shù)，當能見度較低時，衰減系數(shù)a較小，則存在：

a*s01＝s1

a*s02＝s2

|s02-s01|＝δs

從而，可以導出基于實驗數(shù)據(jù)下相對衰減a的表達式。

上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優(yōu)點：

1.該系統(tǒng)通過差分的方式求得光的相對衰減，能夠有效反映可見度的情況，同時，系統(tǒng)結構簡單，系統(tǒng)具有較低成本，能夠大范圍安裝。

2.該系統(tǒng)可在當前的設備上通過改進實現(xiàn)，改建成本較低易推廣普及。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。