一種高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置制造方法
【專利摘要】一種高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置，屬于可見光檢測【技術領域】。包括：停車定位檢測裝置、終端計算機、ZigBee設備和可變情報板，其中所述的停車定位檢測裝置還進一步包括：警示燈、雙元可見光照度檢測電路和處理器模塊。本實用新型提出的停車定位檢測裝置體積小、成本低、安裝方便，可以無死角的檢測隧道內(nèi)車輛行車狀態(tài)，可以確定車輛停止位置；創(chuàng)新的使用兩個熱敏電阻及帶通濾波器組成雙元可見光檢測電路，用于檢測車輛行駛經(jīng)過時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的對檢測的干擾，更有效的檢測車輛行駛經(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和聯(lián)動報警裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于可見光檢測【技術領域】，特別涉及一種高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置。
【背景技術】
[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；一旦事故發(fā)生，交通中斷時間較長，危險性大，事故處理比較困難。目前對高速公路隧道停車定位檢測仍使用在隧道沿線安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)高速公路隧道內(nèi)現(xiàn)場監(jiān)控，此方法在交通流量較少情況下具有良好的檢測效果，同時在視頻監(jiān)控攝像頭安裝不密集時會出現(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)控難度相應增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、低成本的高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置及方法，以實現(xiàn)無死角實時檢測高速公路隧道內(nèi)行車情況，及時發(fā)現(xiàn)故障停車，并提醒后方車輛避讓的目的。
[0004]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:一種高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置，包括:
[0005]停車定位檢測裝置通過ZigBee設備與終端計算機進行通訊，終端計算機通過有線或無線方式與可變情報板通訊；
[0006]其中，所述的停車定位檢測裝置還進一步包括:菲涅爾透鏡、警示燈、雙元可見光照度檢測電路、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電路進一步包括光敏電阻、電阻、電容和運算放大器，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連接運算放大器的輸出端。
[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算機發(fā)布的控制命令后被點亮，警示過路車輛。
[0009]有益效果:本實用新型提出的停車定位檢測裝置體積小、成本低、安裝方便，可以無死角的檢測隧道內(nèi)車輛行車狀態(tài)，可以確定車輛停止位置；創(chuàng)新的使用兩個熱敏電阻及帶通濾波器組成雙元可見光檢測電路，用于檢測車輛行駛經(jīng)過時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的對檢測的干擾，更有效的檢測車輛行駛經(jīng)過和異常停車情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型一種實施方式高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置結構框圖；
[0011]圖2為本實用新型一種實施方式高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置電路原理圖；
[0012]圖3為本實用新型一種實施方式停車定位檢測裝置外殼，其中，(a)為外殼的主視圖，(b)為殼體的左視圖；
[0013]圖4為本實用新型一種實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為本實用新型一種實施方式的在車輛行駛經(jīng)過時雙元可見光檢測電路輸出的電壓信號波形圖；
[0015]圖6為本實用新型一種實施方式車輛經(jīng)過停車定位檢測裝置時的電壓信號波形圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細的說明。
[0017]本實用新型的實施方式給出高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置結構框圖，如圖2所示。包括可變情報板11、終端計算機13、ZigBee設備12和停車定位檢測裝置I，其中，如圖1所示，停車定位檢測裝置I進一步包括:菲涅爾透鏡2、電源管理模塊6、雙元可見光照度檢測電路3、警示燈5和處理器模塊4。停車定位檢測裝置I通過處理器模塊內(nèi)置的ZigBee模塊與ZigBee設備12進行通訊，ZigBee設備12連接終端計算機13，終端計算機13通過有線方式(如，網(wǎng)線)或無線方式(如，WIFI)與可變情報板11進行通訊。
[0018]本實施方式中，處理器模塊采用無線微控制器實現(xiàn)，無線微控制器的型號為JN5161，終端計算機采用PC機即可，ZigBee設備采用的型號為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電路進一步包括光敏電阻(RTl和RT2)、電阻(R1、R2和R3)、電容(Cl和C2)和運算放大器，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的連接點處連接電阻Rl —端、電阻R3 —端，電阻Rl的另一端連接運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的另一端同時連接運算放大器的輸出端Utl，本實施方式中，運算放大器的輸出端Utl即為雙元可見光照度檢測電路的輸出端。在雙元可見光照度檢測電路的前端，還設置有菲涅爾透鏡，本實施方式中采用的菲涅爾透鏡分割為2個區(qū)域，用于在隧道照明過程中，將車輛行駛的道路分割成2個區(qū)域，在設置菲涅爾透鏡后，應保證雙元可見光照度檢測電路中的光敏電阻RTl和光敏電阻RT2處于菲涅爾透鏡的焦點處。
[0020]停車定位檢測裝置的外殼如圖3所示。包括殼體7，在殼體的上表面還設置有用于保護警示燈的燈罩8，在殼體的正面中心處設置有菲涅爾透鏡2，在殼體的左側面設置有外部電源接口 9。
[0021]高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置的工作過程如下:
[0022]在一段長600m的隧道內(nèi)，以3m間隔設置LED隧道燈10，在每個LED隧道燈10下方的側墻上均固定停車定位檢測裝置I (共200個)，與LED隧道燈并聯(lián)于電路中，每個停車定位檢測裝置的菲涅爾透鏡2球面面向與道路路面水平并與行車方向垂直的方向，可變情報板11固定于隧道入口設置在面向行車方向的隧道上方，終端計算機和ZigBee設備設置在隧道管理機房內(nèi)，ZigBee設備與200個停車定位檢測裝置組成ZigBee無線通信網(wǎng)絡，如圖4所示。停車定位檢測裝置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電路的光敏電阻RTl和光敏電阻RT2上，當車輛行駛進入A區(qū)域未到B區(qū)域時，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ui值升高趨于VDD (即供電電壓)，或者當車輛駛出A區(qū)域，進入B區(qū)域時，此時ui值降低趨于零，這兩種情況均會產(chǎn)生變化的電壓信號。該變化的信號進入由運算放大器、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輸出的電壓信號低頻干擾的電壓信號頻率下限；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輸出的電壓信號高頻干擾的電壓信號頻率上限；電阻R2和R3用于提供放大增益倍數(shù)。
[0023]在車輛經(jīng)過停車定位檢測裝置檢測區(qū)域的過程中產(chǎn)生的變化的電壓信號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U0的波形圖。
[0024]電壓波動信號通過處理器模塊的AD端口輸入處理器模塊，并由處理器模塊轉換成數(shù)據(jù)并存儲，并通過對數(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，數(shù)據(jù)為1.5 ;波形為波峰時，數(shù)據(jù)為2.7 ;波形為谷底時，數(shù)據(jù)為0.3)。當數(shù)據(jù)從1.5逐漸減小至0.3，再從0.3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，可判斷車輛正常行駛經(jīng)過本停車定位檢測裝置；當車輛行駛至A區(qū)域就停止時，A區(qū)域光照強度增加，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的一個數(shù)值不變；當車輛行駛經(jīng)過A區(qū)域進入B區(qū)域停止時，A區(qū)域光照強度先增加然后減小到原光照強度，B區(qū)域光照強度增加，數(shù)據(jù)從1.5逐漸減小至0.3，再從0.3逐漸增大至1，5以上且維持在高于1.5的一個數(shù)值不變。如圖4所示，在隧道內(nèi)卡車行駛經(jīng)過停車定位檢測裝置Ic的檢測區(qū)域，停車在停車定位檢測裝置Ib的B區(qū)域內(nèi)和停車定位檢測裝置Ia的A區(qū)域內(nèi)，未到達停車定位檢測裝置Id的檢測區(qū)域，在4個停車定位檢測裝置內(nèi)形成的電壓波動信號分別如圖6中l(wèi)c、lb、Ia和Id所示。當電壓波動信號穩(wěn)定時，停車定位檢測裝置Ic判斷行車狀態(tài)為行駛經(jīng)過，停車定位檢測裝置Ib判斷行車狀態(tài)是駐留在本裝置左側區(qū)域，停車定位檢測裝置Ia判斷行車狀態(tài)是駐留在本裝置右側區(qū)域，停車定位檢測裝置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用新型的【具體實施方式】，但是本領域內(nèi)的熟練的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，而不背離本實用新型的原理和實質(zhì)。本實用新型的范圍僅由所附權利要求書限定。
【權利要求】
1.一種高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置，其特征在于:包括: 停車定位檢測裝置通過ZigBee設備與終端計算機進行通訊，終端計算機通過有線或無線方式與可變情報板通訊； 其中，所述的停車定位檢測裝置還進一步包括:菲涅爾透鏡、警示燈、雙元可見光照度檢測電路、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)權利要求1所述的高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置，其特征在于:所述的可見光照度檢測電路進一步包括光敏電阻、電阻、電容和運算放大器，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連接運算放大器的輸出端。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置，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)權利要求1所述的高速公路隧道停車定位檢測和聯(lián)動報警裝置，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電路。
【文檔編號】G08G1/123GK203386370SQ201320435591
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權日: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 申請人:北京新一代照明有限公司