CN110702739A - 一种道路路面状态检测预警方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种道路路面状态检测预警方法及设备。该道路路面状态检测预警方法包括：对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；上传含有所述状态的检测数据结果。还涉及一种道路路面状态检测预警设备包括微处理器、无线模块、时钟模块、温度传感器和阻抗检测模块；所述阻抗检测模块，用于对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；所述微处理器，用于将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；所述无线模块，用于上传含有所述状态的检测数据结果。

Description

一种道路路面状态检测预警方法及设备

技术领域

本发明涉及路面状态检测技术领域，尤其涉及一种道路路面状态检测预警方法及设备。

背景技术

截至2018年年末，全国公路总里程484.65万公里，公路密度50.48公里/百平方公里，公路养护里程475.78万公里，占公路总里程98.2％。其中，全国公路桥梁85.15万座，公路隧道17738处。我国幅员辽阔，地形复杂，季节温差和海拔温差较大，导致公路特别是桥梁和隧道易结冰路段比较多，驾驶人员一旦在不知情的情况下进入结冰路段，造成的危害非常严重。恶劣天气引起的道路结冰，会导致路面抗滑能力显著降低，增加了汽车制动距离，造成车辆打滑和侧翻，是影响行车安全的最不利影响因素之一。据统计，在所有的交通安全事故中，路面结冰导致的事故是干燥路面的10倍以上。如何通过现代技术，建立路面结冰自动监测和及时预警系统，对保障行车安全、减少交通事故具有重要意义。

目前，道路结冰状态监测传感器主要分为非接触式和接触式。传统非接触式传感器主要采取光学分析的方法，主要有Vaisala公司的DSC111、Lufft公司的DIRS31-UMB和Innovative Dynamics公司的ICE SIGHT等。由于材料成本和技术壁垒等因素，非接触式道路结冰传感器售价高昂。

传统接触式路面状态传感器和待测对象直接或间接接触，主要采用的技术方式包括地温测量、光纤测量、电容测量、谐振筒等，采用了温度传感器、光电传感器、电容传感器、振动传感器等，缺点是结构复杂、性能差、准确度普遍不高。

发明内容

为解决上述现有技术中，存在传感器结构复杂、性能差、价格高、准确度不高的技术问题，本发明提供了一种道路路面状态检测预警方法、装置及设备。

本发明提供一种道路路面状态检测预警方法，包括：

S1，对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；

S2，将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；

S3，上传含有所述状态的检测数据结果。

本发明的有益效果：通过上述的方法，使用阻抗检测模块准确得到道路路面阻抗值，再将得到的阻抗值与阻抗值参考区间作对比，判断出路面状态，简化了检测器结构，降低了检测器价格、提高了检测精准度。

进一步地，所述S2包括，所述阻抗值在1kΩ到50kΩ之间，所述路面状态为积水；所述阻抗值大于1MΩ，所述路面状态为干燥。

上述进一步的有益效果：通过划分准确的阻抗参考区间，根据所述阻抗参考区间和所测得的阻抗值，准确的判断出路面状态。

进一步地，所述S1步骤之前还包括，对路面温度的检测，当检测到路面温度大于5℃时，进入日常监测模式，在所述日常监测模式中，以每2小时执行一遍所述S1到S3步骤的执行频率进行监测；

或，对路面温度的检测，当检测到路面温度小于5℃时，进入结冰监测模式，在所述结冰监测模式中，以大于2小时执行频率执行所述S1到S3步骤；

所述结冰检测模式中，在所述路面温度小于0.5℃时，若判断出之前一段时间的所述阻抗值在50kΩ到1MΩ之间呈现上升趋势，则所述路面状态为结冰。

上述进一步的有益效果：通过对路面温度进行检测，进入不同的监测模式，在路面温度低于0.5℃时，对一段时间内的阻抗变化进行分析，根据阻抗的上升变化准确得到路面的结冰情况。

进一步地，所述检测数据结果包括电源模块的电压值、路面温度、所述阻抗值、及检测时间。

上述进一步的有益效果：通过上传电源模块电压信息对监测设备的可工作时长有所监控，反馈路面实时温度、阻抗值以及所述路面状态，实现远程自动化监测预警。

进一步地，所述S2包括：若测得所述阻抗值小于1kΩ，则导电环境异常，上传警报信息。

上述进一步的有益效果：通过设置检测阻抗值过低预警值，保证在检测装置所处导电环境异常时发出报警，保证检测装置的电气安全。

本发明还提供一种道路路面状态检测预警设备，包括微处理器、无线模块、时钟模块、温度传感器和阻抗检测模块，其特征在于：

所述阻抗检测模块，用于对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；

所述微处理器，用于将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；

本发明的有益效果：简化了检测器结构，降低了检测器价格、提高了检测精准度，实现远程自动化监测预警。

所述无线模块，用于上传含有所述状态的检测数据结果。

进一步地，所述温度传感器，用于执行检测路面温度的步骤；

在所述阻抗检测模块执行步骤前，所述微处理器执行如下步骤：

对路面温度的检测，当检测到路面温度大于5℃时，进入日常监测模式，在所述日常监测模式中，以每2小时执行一遍所述S1到S3步骤的执行频率进行监测；

或，对路面温度的检测，当检测到路面温度小于5℃时，进入结冰监测模式，在所述结冰监测模式中，以大于2小时执行频率执行所述S1到S3步骤；

所述结冰检测模式中，在所述路面温度小于0.5℃时，若判断出之前一段时间的所述阻抗值在50kΩ到1MΩ之间呈现上升趋势，则所述路面状态为结冰。

上述进一步的有益效果：通过上述设备，对路面温度进行检测，进入不同的监测模式，在路面温度低于0.5℃时，对一段时间内的阻抗变化进行分析，根据阻抗的上升变化准确得到路面的结冰情况。

进一步地，所述微处理器，还用于执行若测得所述阻抗值小于1kΩ，则导电环境异常，上传警报信息。

上述进一步的有益效果：通过上述设置检测阻抗值过低预警值，保证在检测装置所处导电环境异常时发出报警，保证上述设备的电气安全。

进一步地，所述无线模块上传的所述检测数据结果包括：所述检测过程中使用的电源模块的电压值、路面温度、所述阻抗值、及检测时间。

上述进一步的有益效果：通过上述设备上传电源模块电压信息对监测设备的可工作时长有所监控，反馈路面实时温度、阻抗值以及所述路面状态，实现远程自动化监测预警。

进一步地，所述微处理器，用于执行以下步骤之一：

若比较所述阻抗值在1kΩ到50kΩ之间，则判断出所述路面状态为积水；

若比较所述阻抗值大于1MΩ，则判断出所述路面状态为干燥；

若比较所述阻抗值小于1kΩ，则确定导电环境异常。

上述进一步的有益效果：使用微处理器通过路面阻抗值准确判断路面状态。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种道路路面状态检测预警方法流程图之一；

图2为本发明实施例提供的一种道路路面状态检测预警方法流程图之二；

图3为本发明实施例提供的一种道路路面状态检测预警设备示意图之一；

图4为本发明实施例提供的一种道路路面状态检测预警设备示意图之二；

图5为本发明实施例提供的一种道路路面状态检测预警设备示意图之三。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

图1为本发明实施例提供的一种道路路面状态检测预警方法，包括：初始化后，S1，阻抗检测模块对路面进行检测，得到所述路面的阻抗值；S2，将所述阻抗值对比系统中预设的阻抗值参考区间，判断所述路面的状态；S3，上传检测数据结果。

现有技术中，存在传感器结构复杂、性能差、价格高、准确度不高的技术问题。

本发明的实施例提供一种道路路面状态检测预警方法，通过上述的方法，使用阻抗检测模块准确得到道路路面阻抗值，再将得到的阻抗值与阻抗值参考区间作对比，判断出路面状态，简化了检测器结构，降低了检测器价格、提高了检测精准度。

如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例提供一种道路路面状态检测预警方法，S11，检测路面温度；根据路面温度的不同设有两种不同的监测模式，在温度低于5℃时，进入S12，结冰检测模式，此模式下一般以每1～5min一次的数据监测和上传频率；在温度高于5℃时，进入S13，日常检测模式，此模式下一般以每2小时一次的数据监测和上传频率；以此达到节省功耗，延长电池使用寿命的目的。

在上述实施例的基础上，本实施例提供一种道路路面状态检测预警方法，S14，检测路面的阻抗值；S15，将所述阻抗值对比系统中预设的阻抗参考区间，判断所述路面的状态；若所述阻抗值大于1兆欧，则执行S16，输出路面状态为干燥的检测结果，若所述阻抗值在1千欧到50千欧之间，则执行S18，输出路面状态为积水的检测结果，若所述阻抗值小于1千欧，则执行S17，输出导电环境异常的结果，上传报警信息；在所述阻抗值在1千欧到50千欧之间，且路面温度小于0.5℃的情况下，在结冰检测模式下执行S19，判断之前一段时间的所述阻抗值是否为明显上升趋势，若所述阻抗只在50千欧到1兆欧之间呈现上升趋势，则所述路面状态为结冰。

如图3所示，在上述全部或部分实施例的基础上，本实施例提供一种道路路面状态检测预警设备，包括电源模块，无线模块，实时时钟，微处理器，阻抗检测模块，温度检测模块，所述微处理器控制所述电源模块、所述无线模块、所述实时时钟模块、所述温度传感器和所述阻抗检测模块执行上述全部或部分实施例的步骤。电源模块：提供电源输入，实现电池电量管理等；微处理器：系统核心处理器，实现对各个外设模块进行采集控制、核心算法搭载运行、设备管理、通信控制等功能；无线模块：实现传感器与物联网网关的无线通信，进行数据的回传上报、控制命令下发应答、设备运行状态监控等功能；实时时钟：为系统提供稳定可靠的时钟源，具备独立电源，具有日历功能，用于传感器与物联网网关的时间同步、工作唤醒、工作模式切换等。温度监测模块：与微处理器采用I2C接口连接，用于测量道路路面温度；接触式阻抗检测模块：主要包含阻抗转换器芯片AD5933，与MCU采用I2C接口连接。AD5933通过两根探针与道路表面接触，一根探针连接激励电压信号，另一根探针连接阻抗输入。MCU设置激励信号频率为10K，每一次阻抗转换完成后，将阻抗转换芯片输出的实部电阻和虚部电抗，计算成阻抗模值。无线模块通过无线局域网与物联网网关相连，物联网网关通过运营商网络可把监测数据上传到后端管理平台。

如图4所示，在上述全部或部分实施例的基础上，本实施例提供一种道路路面状态检测预警设备，包括阻抗检测模块，微处理器和无线模块；所述阻抗检测模块，用于对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；所述微处理器，用于将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；所述无线模块，用于上传含有所述状态的检测数据结果。

如图4所示，在上述全部或部分实施例的基础上，本实施例提供一种道路路面状态检测预警设备，包括阻抗检测模块，微处理器，无线模块，温度检测模块；所述阻抗检测模块，用于对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；所述微处理器，用于将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；所述无线模块，用于上传含有所述状态的检测数据结果；温度检测模块，用于执行检测路面温度的步骤；微处理器还用于执行如下步骤：当所述路面温度大于5℃时，进入日常监测模式，在所述日常监测模式中，以每2小时执行一遍所述S1到S3步骤的执行频率进行监测；当所述路面温度小于5℃时，进入结冰监测模式，在所述结冰监测模式中，提高所述执行频率；所述结冰检测模式中，在所述路面温度小于0.5℃时，判断过去一段时间的所述阻抗值是否为明显上升趋势，若所述阻抗值在50kΩ到1MΩ之间呈现上升趋势，则所述路面状态为结冰。所述数据传输模块上传的所述检测数据结果包括电源模块的电压值、所述路面温度、所述阻抗值、所述路面状态及检测时间。微处理器用于执行若测得所述阻抗值小于1kΩ，则导电环境异常，上传警报信息的步骤。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种道路路面状态检测预警方法，其特征在于，包括：

S1，对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；

S2，将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；

S3，上传含有所述状态的检测数据结果。

2.根据权利要求1所述的一种道路路面状态检测预警方法，其特征在于：所述S2包括：

所述阻抗值在1kΩ到50kΩ之间，所述路面状态为积水；

所述阻抗值大于1MΩ，所述路面状态为干燥。

3.根据权利要求1所述的一种道路路面状态检测预警方法，其特征在于：所述S1步骤之前还包括：

对路面温度的检测，当检测到路面温度大于5℃时，进入日常监测模式，在所述日常监测模式中，以每2小时执行一遍所述S1到S3步骤的执行频率进行监测；

或，对路面温度的检测，当检测到路面温度小于5℃时，进入结冰监测模式，在所述结冰监测模式中，以大于2小时执行频率执行所述S1到S3步骤；

所述结冰检测模式中，在所述路面温度小于0.5℃时，若判断出之前一段时间的所述阻抗值在50kΩ到1MΩ之间呈现上升趋势，则所述路面状态为结冰。

4.根据权利要求1所述的一种道路路面状态检测预警方法，其特征在于：

所述检测数据结果包括：所述检测过程中使用的电源模块的电压值、路面温度、所述阻抗值、及检测时间。

5.根据权利要求2所述的一种道路路面状态检测预警方法，其特征在于，所述S2包括：

若测得所述阻抗值小于1kΩ，则导电环境异常，上传警报信息。

6.一种道路路面状态检测预警设备，包括：微处理器、无线模块、时钟模块、温度传感器和阻抗检测模块，其特征在于：

所述阻抗检测模块，用于对路面进行阻抗检测，得到所述路面的阻抗值；

所述微处理器，用于将所述阻抗值与多个预设的阻抗值参考区间比较，根据比较结果判断所述路面的状态；

所述无线模块，用于上传含有所述状态的检测数据结果。

7.根据权利要求6所述的一种道路路面状态检测预警设备，其特征在于，包括：

所述温度传感器，用于执行检测路面温度的步骤；

在所述阻抗检测模块执行步骤前，所述微处理器执行如下步骤：

对路面温度的检测，当检测到路面温度大于5℃时，进入日常监测模式，在所述日常监测模式中，以每2小时执行一遍所述S1到S3步骤的执行频率进行监测；

或，对路面温度的检测，当检测到路面温度小于5℃时，进入结冰监测模式，在所述结冰监测模式中，以大于2小时执行频率执行所述S1到S3步骤；

所述结冰检测模式中，在所述路面温度小于0.5℃时，若判断出之前一段时间的所述阻抗值在50kΩ到1MΩ之间呈现上升趋势，则所述路面状态为结冰。

8.根据权利要求7所述的一种道路路面状态检测预警设备，其特征在于，包括：所述微处理器，还用于执行若测得所述阻抗值小于1kΩ，则导电环境异常，上传警报信息。

9.根据权利要求7所述的一种道路路面状态检测预警设备，其特征在于：所述无线模块上传的所述检测数据结果包括：所述检测过程中使用的电源模块的电压值、路面温度、所述阻抗值、及检测时间。

10.根据权利要求6所述的一种道路路面状态检测预警设备，其特征在于：所述微处理器，用于执行以下步骤之一：

若比较所述阻抗值在1kΩ到50kΩ之间，则判断出所述路面状态为积水；

若比较所述阻抗值大于1MΩ，则判断出所述路面状态为干燥；

若比较所述阻抗值小于1kΩ，则确定导电环境异常。

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