CN205486816U - 一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，包括控制模块，以及与控制模块相连的超声波发射模块、超声波接收模块、显示模块、按键模块、报警模块和电源模块，其中，所述超声波发射模块采用超声波换能器，所述超声波接收模块采用红外线检波器。通过本实用新型所述的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，可以对违法驶入硬路肩的车辆及时发车告警信息，同时也提醒后方车辆不要驶入硬路肩，最终实现对高速公路的硬路肩起到有效隔离保护作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，属于电子报警技术领域。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展和汽车保有量的激增,交通问题日趋严峻。高速公路硬路肩已成为高速路上的生命通道线，是专门供路面发生交通事故，救助突发性伤病员和救险等紧急情况下，为使救援车辆和救治人员能够快速到达事发地点而设置的专用通道，或者是在其他应急时候使用的应急通道，是一条“生命通道”。但是，现在很多车辆驾驶员无视这种交通法规，随意占用应急车道超车、行驶、停留，尤其在发生突发事件造成高速公路拥堵时，应急车道被违法行驶的车辆占用，导致救援车辆无法快速又顺利的到达出事点，造成救援延迟，对受伤者的人身安全和财产安全造成不可估量的损失。虽然交通法规规定违法占用应急车道（硬路肩）需受到严厉的处罚，但是在实际执法过程中采用视频抓拍，次数有限，起不到有效的警示作用。
为了使驾驶员在高速行驶过程中主观上认识到行驶硬路肩的危险性，本实用新型人对此进行研究，专门开发出一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，可以及时对违法驶入硬路肩的车辆发车告警信息，对高速公路的硬路肩起到有效隔离保护作用。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，包括控制模块，以及与控制模块相连的超声波发射模块、超声波接收模块、显示模块、按键模块、报警模块和电源模块，其中，所述超声波发射模块采用超声波换能器，所述超声波接收模块采用红外线检波器。
作为优选，所述控制模块采用单片机控制。
作为优选，所述超声波发射模块包括超声波换能器和反相器，超声波换能器2个电极通过反相器与单片机方波信号输出端相连。
作为优选，所述超声波接收模块包括红外信号接收器、红外线检波器，以及与红外线检波器相连的电阻和电容，红外信号接收器将接收到的信号输送给红外线检波器，红外线检波器处理分析后向控制单元输出对应的电平。
作为优选，所述显示模块采用LED显示。
作为优选，所述按键模块包括单次测量按键、连续测量按键、远距离测量按键、近距离测量按键和复位按键。
作为优选，所述电源模块包括依次相连的变压器、整流滤波电路和稳压芯片，为告警系统提供工作电源。
上述结构的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统工作原理：超声波发射模块发出超声波信号，当违法车辆驶入硬路肩时，超声波接收模块接收到反馈信号，并发送给控制模块，控制模块经过分析处理后一方面通过报警模块发出声音、灯光（警示灯）等告警信号，另一方面通过显示器显示各项数据。通过本实用新型所述的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，可以对违法驶入硬路肩的车辆及时发车告警信息，同时也提醒后方车辆不要驶入硬路肩，最终实现对高速公路的硬路肩起到有效隔离保护作用。本实用新型所述的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统还具有结构简洁、使用方便、能耗低和成本低廉等特点。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统框图；
图2为本实施例的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统部分电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，包括控制模块1，与控制模块1相连的超声波发射模块2、超声波接收模块3、显示模块4、按键模块5、报警模块6，以及为告警系统供电的电源模块。
如图2所示，本实施例所述的控制模块1采用单片机控制，具体可以采用型号为AT89C4051的单片机。单片机用于方波发送、计时和外部中断检测、距离计算等，接通电源模块后，用户可通过按键模块5选择连续测量和单次测量、远距和近距等。
所述超声波发射模块2包括超声波换能器LS1和反相器，单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器U4C、U4E后送到超声波换能器LS1的一个电极，另一路经两级反向器U4A、U4B、U4D后送到超声波换能器U4C、U4E的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器U4C、U4E的两端，可以提高超声波的发射强度。上位电阻R8、R9一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器LS1的阻尼效果，缩短其自由振荡时间，阻值一般为1k。
考虑到红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz较为接近，所以采用红外接收模块，本实施例所述的所述超声波接收模块3包括红外信号接收器LS4、红外线检波器CX20106，以及与红外线检波器相连的电阻和电容，红外线检波器CX20106是一款红外线检波接收的专用芯片，由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。其中的电平自动控制电路ABLC可以保证在输入弱信号时前置放大器有较高增益，在输入强信号时前置放大器不会过载，可以保证在一定遥控距离（约10m）内工作可靠。其内部设置的滤波器中心频率f0由其５脚外接电阻调节，范围可从30KHz－60KHz。
CX20106的工作电程大致如下：其中的前置放大器将红外信号接收器LS4产生的脉冲电压进行放大，电压增益约77－79dＢ。然后将信号送限幅放大器，使其变为矩形脉冲，再由滤波器进行频率选择，滤除干扰信号，由检波器滤掉载频检出指令信号，再经整形后，由７脚输出指令信号。即：当接收到与CX20106滤波器中心频率相符的红外光信号时，其输出端７脚就输出低电平。超声波接收模块3具有工作原理为：
红外线检波器CX20106的1脚适当更改电容C9的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力，这里采用473电容能达到较好的效果；
红外线检波器CX20106的2脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻R14或减小C17，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。但C17的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，这里选用参数为R14=4.7Ω，C17=1μF；
红外线检波器CX20106的3脚：该脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，这里选用3.3μf；
红外线检波器CX20106的4脚：接地端；
红外线检波器CX20106的5脚：该脚与电源间接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低。例如，取R=200kΩ时，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，则中心频率f0≈38kHz；
红外线检波器CX20106的6脚： 该脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短；
红外线检波器CX20106的7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，阻值为22kΩ，没有接受信号是该端输出为高电平，有信号时则产生下降；
红外线检波器CX20106的8脚：电源正极，接5V电源。
所述显示模块4采用LED显示，段码用芯片74LS244驱动，位码用PNP三极管8550驱动，图2中显示了其中段码驱动部分电路。
所述按键模块5包括单次测量按键、连续测量按键、远距离测量 按键、近距离测量按键和复位按键。按键用于测量方式和距离的选择。不同的按键可以选择连续测量和单次测量，长距离和短距离测量，提高了测距仪的灵活性，可以根据不同的测量精度选择相应的按键。
所述报警模块6采用声音和告警灯等形式告警。
所述电源模块包括依次相连的变压器、整流滤波电路和稳压芯片，为告警系统提供5V工作电源。
上述结构的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统工作原理：超声波发射模块2发出超声波信号，当违法车辆驶入硬路肩时，超声波接收模块3接收到反馈信号，并发送给控制模块1，控制模块1经过分析处理后一方面通过报警模块6发出声音、灯光（警示灯）等告警信号，另一方面通过显示模块4显示各项数据。通过本实施例所述的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，可以对违法驶入硬路肩的车辆及时发车告警信息，同时也提醒后方车辆不要驶入硬路肩，最终实现对高速公路的硬路肩起的有效隔离保护作用。本实施例所述的高速公路硬路肩行驶超声波告警系统还具有结构简洁、使用方便、能耗低和成本低廉等特点。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (7)
1.一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，其特征在于：包括控制模块，以及与控制模块相连的超声波发射模块、超声波接收模块、显示模块、按键模块、报警模块和电源模块，其中，所述超声波发射模块采用超声波换能器，所述超声波接收模块采用红外线检波器。
2.如权利要求1所述的一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，其特征在于：所述控制模块采用单片机控制。
3.如权利要求1所述的一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，其特征在于：所述超声波发射模块包括超声波换能器和反相器，超声波换能器2个电极通过反相器与单片机方波信号输出端相连。
4.如权利要求1所述的一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，其特征在于：所述超声波接收模块包括红外信号接收器、红外线检波器，以及与红外线检波器相连的电阻和电容，红外信号接收器将接收到的信号输送给红外线检波器，红外线检波器处理分析后向控制单元输出对应的电平。
5.如权利要求1所述的一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，其特征在于：所述显示模块采用LED显示。
6.如权利要求1所述的一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，其特征在于：所述按键模块包括单次测量按键、连续测量按键、远距离测量 按键、近距离测量按键和复位按键。
7.如权利要求1所述的一种高速公路硬路肩行驶超声波告警系统，其特征在于：所述电源模块包括依次相连的变压器、整流滤波电路和稳压芯片，为告警系统提供工作电源。
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| CN107730914A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-23 | 谢张驰 | 一种高速公路应急车道防占用管理装置 |
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