CN203149842U - 一种基于能见度仪的车速警告装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于能见度仪的车速警告装置，包括电源模块、稳压模块、限速显示模块、自动控制模块和能见度传感模块；其中，所述电源模块分别连接自动控制模块、限速显示模块和能见度传感模块；所述能见度传感模块的输出端连接自动控制模块，自动控制模块的输出端连接限速显示模块。该装置能够在遇到雾、雨、雪、沙尘、冰雹等低能见度天气时，根据实时监控得到的能见度大小自动给出相应的最高安全车速，为道路交通安全提供重要的保障。其制作成本低廉、制作方便、性能稳定。

Description

一种基于能见度仪的车速警告装置

技术领域

本实用新型属于自动控制领域，具体涉及一种基于能见度仪的车速警告装置。

技术背景

近年来，随着车辆的普及程度越来越高，我国的交通量迅速增长，交通安全问题也随之日益突出。由于我国高速公路途经地区气候地貌复杂，很多地方容易出现雾、雨、雪、沙尘、冰雹等低能见度天气，这对行车安全产生了极大的威胁，严重影响交通安全。在这样的天气条件下，车辆速度在行车安全中起到至关重要的作用，而现有的高速公路限速标志并不能满足天气变化而导致的安全车速变化要求，且针对不同的能见度大小对汽车超速进行警示的装置还不多见，因此，研究一种基于能见度仪的车速警告装置对于交通安全是非常有现实意义的。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于能见度仪的车速警告装置，该装置能够在遇到雾、雨、雪、沙尘、冰雹等低能见度天气时，根据实时监控得到的能见度大小自动给出相应的最高安全车速，为道路交通安全提供重要的保障。其成本低廉、制作方便、性能稳定。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于能见度仪的车速警告装置，包括电源模块、稳压模块、限速显示模块、自动控制模块和能见度传感模块；其中，所述电源模块分别连接自动控制模块、限速显示模块和能见度传感模块；所述能见度传感模块的输出端连接自动控制模块，自动控制模块的输出端连接限速显示模块。

本实用新型还包括如下其他技术特征：

所述自动控制模块采用美国ATMEL公司的AT89C2051单片机。

所述能见度传感模块采用CJY系列前向散射能见度传感器。

所述限速显示模块采用LED灯组。

综上，使用本实用新型具有以下优点：

（1）制作容易，费用低廉。本实用新型所采用原件均为通用元件，费用低，制作简单。

（2）结构简单，原理清晰，安装方便。

（3）本实用新型结构简单，性能稳定，经久耐用。

（4）本实用新型为自动控制装置，能减少交通事故，保障安全，节能环保。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步解释说明。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为稳压模块的电路图。

图3为能见度传感模块的结构示意图。

图4为能见度传感模块的原理示意图。

图5为限速显示模块的示意图。

图6为自动控制单元的示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的基于能见度仪的车速警告装置，包括电源模块、稳压模块、限速显示模块、自动控制模块和能见度传感模块；其中，所述电源模块分别连接自动控制模块、限速显示模块和能见度传感模块；所述能见度传感模块的输出端连接自动控制模块，自动控制模块的输出端连接限速显示模块。

参照图2，所示电源模块采用市电220V交流电。将本实用新型串联在路灯的市电电路中，220V交流电经过降压整流变换直接为限速显示模块提供工作电压。电源模块通过稳压模块连接自动控制模块和能见度传感模块。所述稳压模块采用稳压电路。

将220V交流电通过稳压电路：变压器、由D1、D2、D3、D4以及25V330uf电容C1、电阻R1串接D5构成的桥式整流电路，经过整流为220V直流电，再通过稳压芯片7805并联电容C2转换成稳定的5V直流电给自动控制模块和能见度传感模块提供工作电压。

参照图3所示，所述能见度传感模块采用CJY系列前向散射能见度仪。CJY前向散射能见度仪由发射器、接收器、电源/控制器和支架等部分组成，采用近红外波段光源的前向散射体制和交叉光路结构，发射器与接收器之间的距离为1200毫米，主散射角为35度。

根据柯西密德（Koschmieder）定律，对以水平天空为背景的黑体目标物，目标物和背景视亮度对比可以表示为：

ε＝e^-rσ $r=\frac{-\ln \mathrm{\ϵ}}{\mathrm{\σ}}---\left(1\right)$

式中r——目标物与观测者之间的距离；

σ——大气水平消光系数；

ε——视觉对比阈值。

经对光的散射原理和大气物理光学特性的研究和分析，并执行世界气象组织（WMO）和国际民航组织（ICAO）的有关规定，可以得出：

（a）根据对散射线函数的研究可知，在不敏感区，消光系数与散射系数的比值是不变的。

（b）在一定条件下，光的吸收效应可以忽略，因而在工程应用上，消光系数被认为等于散射系数。

（c）对能见度观测来讲，视觉对比阈值选用0.05是合适的。

（d）只要能遮蔽来自其它光源的干扰，能见度观测仪器在白天和夜间都可以使用。

因此有ε＝e^-rσ＝0.05，故可推出

r=2.996/σ    （2）

参照图4，仪器工作时，发射单元通过红外发光管发出一束中心波长为940nm的红外光射入大气中，接收单元将特定体积大气的前向散射光汇聚到硅光电传感器的接收面上并将其转换成电信号，最终将电信号输入到自动控制模块中。

参照图5，所述限速显示模块采用LED灯组，限速显示模块用以随着从自动控制单元接收的控制信号的变化而显示不同的限速值。

参照图6，所述自动控制模块采用美国ATMEL公司的AT89C2051单片机，该单片机功能强大、性能稳定，是低电压、高性能的8位单片机。其VCC端与稳压电路输出端相连接，随着从能见度传感模块接收到的电信号，根据公式（2）进行运算后，按照以下原则输出控制信号：

机动车条例指出《第八十一条》机动车在高速公路上行驶，遇有雾、雨、雪、沙尘、冰雹等低能见度气象条件时，应当遵守下列规定：

（一）能见度小于200米时，开启雾灯、近光灯、示廓灯和前后位灯，车速不得超过每小时60公里，与同车道前车保持100米以上的距离；LED灯组显示最高安全车速值显示为60。

（二）能见度小于100米时，开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯和危险报警闪光灯，车速不得超过每小时40公里，与同车道前车保持50米以上的距离；LED灯组显示最高安全车速值显示为40。

（三）能见度小于50米时，开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯和危险报警闪光灯，车速不得超过每小时20公里，并从最近的出口尽快驶离高速公路。LED灯组显示最高安全车速值显示为20。

通过上述方案来达到防止在能见度低的恶劣天气下车速过快而导致交通事故的目的，对于我国的道路交通安全有重要意义。

Claims (4)

1.一种基于能见度仪的车速警告装置，其特征在于，包括电源模块、稳压模块、限速显示模块、自动控制模块和能见度传感模块；其中，所述电源模块分别连接自动控制模块、限速显示模块和能见度传感模块；所述能见度传感模块的输出端连接自动控制模块，自动控制模块的输出端连接限速显示模块。

2.如权利要求1所述的基于能见度仪的车速警告装置，其特征在于，所述自动控制模块采用美国ATMEL公司的AT89C2051单片机。

3.如权利要求1所述的基于能见度仪的车速警告装置，其特征在于，所述能见度传感模块采用CJY系列前向散射能见度传感器。

4.如权利要求1所述的基于能见度仪的车速警告装置，其特征在于，所述限速显示模块采用LED灯组。

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