CN206497567U - 高速公路团雾监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高速公路团雾监测装置；该装置含有相隔一段距离设置的图像检测器和图像显示牌，图像检测器的检测面和图像显示牌的显示面相对应；图像检测器中的检测电路中含有微处理器、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块、LED灯组和电源模块，光线检测模块的输出端与微处理器的光线信号输入端连接，摄像头与微处理器的第一通讯口连接，无线通讯模块与微处理器的第二通讯口连接，微处理器的控制输出端的信号通过LED灯驱动模块控制LED灯组的工作，摄像头和LED灯组均安装在图像检测器的检测面；本实用新型能检测出高速公路沿线空气的能见度并发送给高速公路控制中心进行团雾判断，检测准确、成本低。

Description

高速公路团雾监测装置

（一）、技术领域：

本实用新型涉及一种雾监测装置，特别涉及一种高速公路团雾监测装置。

（二）、背景技术：

团雾是一种自然现象,它是受局部地区微气候环境的影响，在大雾中数十米到上百米的局部范围内出现的能见度更低的雾，与大雾弥漫有所不同，团雾的势力范围比较小，就像一朵落在地上的云彩，团雾外视线良好，团雾内四顾朦胧；团雾预测预报难、区域性强，容易造成重大交通事故。

与市区相比，郊区和乡村地带容易出现团雾，尤其是部分比较空旷的高速公路路段。团雾常在高速公路上出现的原因：一是由于团雾与局部小气候环境关系密切，而高速公路路面白天温度较高，昼夜温差更大，更有利于团雾形成；二是由于高速公路附近排放的一些污染物颗粒的增加（如秋季秸秆焚烧、工业粉尘污染、汽车尾气排放等），空气中微小颗粒的增加，有利于形成团雾。

由于团雾预测预报难、区域性很强，车辆难以提前得到通知或警示，等驾驶员意识到有雾的时候，已进入团雾中心了，有时驾驶员刚从一团雾中出来，可下一团雾却又在不经意间降临，让人防不胜防，常常酿成重大交通事故，因此，团雾被称为高速公路上的“流动杀手”。据统计，雾天发生交通事故的概率比平常高出几倍，甚至几十倍，因浓雾、团雾造成的多车连续追尾事故屡有发生，损失严重，极具杀伤力。

现有技术中一般采用能见度监测仪对高速公路上的团雾进行监测，这就需要在高速公路沿线密集地安装一连串能见度监测仪，而能见度监测仪结构复杂、安装维护成本高，这样做将是一项很大的投入，一旦能见度监测仪被盗窃或被人为破坏，将会使国家财产受到很大的损失，而如果减少能见度监测仪的安装密度，则又起不到监测团雾的作用。

（三）、实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种高速公路团雾监测装置，该高速公路团雾监测装置能检测出高速公路沿线空气的能见度状况并发送给高速公路控制中心进行团雾判断，其检测准确、成本低。

本实用新型的技术方案：

一种高速公路团雾监测装置，含有图像检测器和图像显示牌，图像检测器和图像显示牌相隔一段距离设置，图像检测器的检测面和图像显示牌的显示面相对应；图像检测器含有检测箱体、检测电路和太阳能电池，检测电路设置在检测箱体中，太阳能电池安装在检测箱体上方；检测电路中含有中央处理模块、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块、LED灯组和电源模块，中央处理模块中含有微处理器，光线检测模块的输出端与微处理器的光线信号输入端连接，摄像头与微处理器的第一通讯口连接，无线通讯模块与微处理器的第二通讯口连接，微处理器的控制输出端的信号通过LED灯驱动模块控制LED灯组的工作，电源模块给中央处理模块、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块和LED灯组供电；摄像头和LED灯组均安装在检测箱体的一个外侧面上，该外侧面即为图像检测器的检测面，图像显示牌的显示面上画有黑白相间的图案，光线检测模块中含有光敏电阻，光敏电阻安装在检测箱体的外表面上，太阳能电池的电源输出线与电源模块连接。

检测电路中还含有语音报警模块，微处理器的语音信号输出口与语音报警模块连接，电源模块还给语音报警模块供电。

语音报警模块中含有语音芯片、第二三极管和喇叭，微处理器的语音数据输出端与语音芯片的数据输入端连接，微处理器的复位输出端与语音芯片的复位端连接，语音芯片的输出端的信号通过第二三极管驱动喇叭工作，喇叭安装在检测箱体内且位于检测箱体上的出声孔处。

无线通讯模块为GSM模块或GPRS模块；摄像头为串口摄像头；语音芯片的型号为：AP89085；微处理器的型号为：STM32F103ZET6。

光线检测模块中还含有第一分压电阻和第一三极管，光敏电阻和第一分压电阻串联后接在电源和地之间，光敏电阻和第一分压电阻的连接点与第一三极管的基极连接，第一三极管的集电极与微处理器的光线信号输入端连接，第一三极管的发射极接地。

LED灯驱动模块中含有第三三极管和继电器，微处理器的控制输出端的信号通过第三三极管驱动继电器的线圈，继电器的触点与LED灯组连接。

LED灯组含有N个并联在一起的LED灯，摄像头位于图像检测器的检测面的中部，N个LED灯均匀分布在摄像头四周，图像显示牌的显示面上画有黑白相间的横条纹。

电源模块中含有AC/DC变换器、可充电电池、充电保护电路和电压变换器，外部输入的220V交流电进入AC/DC变换器的输入端，AC/DC变换器的输出端通过第一防倒流二极管与电压变换器的输入端连接，太阳能电池的电源输出线通过第二防倒流二极管与电压变换器的输入端连接，可充电电池通过充电保护电路与电压变换器的输入端连接，电压变换器的输出给中央处理模块、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块、LED灯组和语音报警模块供电。

图像检测器和图像显示牌均通过支撑杆安装在地面上。

实际安装团雾监测装置时，可将支撑杆直接埋在高速公路旁边即可；各团雾监测装置沿高速公路沿线依次安装，安装密度可根据具体情况来确定。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型采用图像检测器来实时检测图像显示牌上的图案，当检测到的图案的模糊程度达到一定标准时，就可判断出当地空气的能见度低到了一定程度，即该处有雾，这时，图像检测器就通过无线通讯模块将有雾的信号发送给高速公路控制中心，高速公路控制中心根据安装在高速公路沿线的各团雾监测装置发来的信号就可判断出团物发生的路段，从而迅速采取措施，关闭相关路段，防止交通事故发生，保证人们的生命和财产安全。

2.本实用新型的图像检测器不仅能将有雾的信号以无线的方式发送给高速公路控制中心，还能及时发出语音报警，提醒已经上了高速公路的车辆注意，防止车辆发生碰撞事故。

3.本实用新型采用摄像头进行空气能见度的检测，采用光敏电阻检测白天 和黑夜，黑夜时打开LED灯组，白天时关闭LED灯组，从而使检测时光线的状况接近车辆行驶时光线的状况，不仅使检测准确，而且使本实用新型的制作成本降低。

4.本实用新型的图像检测器上设有太阳能电池，为在位置偏远、供电不便的高速路段施工时提供了方便。

（四）、附图说明：

图1为高速公路团雾监测装置的结构示意图；

图2为图像检测器的结构示意图；

图3为图像显示牌的结构示意图；

图4为检测电路的电路原理示意图。

（五）、具体实施方式：

参见图1～图4，图中，高速公路团雾监测装置含有图像检测器和图像显示牌5，图像检测器和图像显示牌5相隔一段距离设置，图像检测器的检测面和图像显示牌5的显示面相对应；图像检测器含有检测箱体3、检测电路和太阳能电池1，检测电路设置在检测箱体3中，太阳能电池1安装在检测箱体3上方；检测电路中含有中央处理模块、光线检测模块、摄像头7、无线通讯模块、LED灯驱动模块、LED灯组和电源模块，中央处理模块中含有微处理器U1，光线检测模块的输出端与微处理器U1的光线信号输入端连接，摄像头7与微处理器U1的第一通讯口（USATR1_TX、USATR1_RX）连接，无线通讯模块与微处理器U1的第二通讯口（USATR2_TX、USATR2_RX）连接，微处理器U1的控制输出端的信号通过LED灯驱动模块控制LED灯组的工作，电源模块给中央处理模块、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块和LED灯组供电；摄像头7和LED灯组均安装在检测箱体3的一个外侧面上，该外侧面即为图像检测器的检测面，图像显示牌5的显示面上画有黑白相间的图案，光线检测模块中含有光敏电阻RG，光敏电阻RG安装在检测箱体3的外表面上，太阳能电池1的电源输出线与电源模块连接。

检测电路中还含有语音报警模块，微处理器U1的语音信号输出口（PA0、PA1、PA2、PA3）与语音报警模块连接，电源模块还给语音报警模块供电。

语音报警模块中含有语音芯片U3、第二三极管Q2和喇叭S1，微处理器U1的语音数据输出端（PA1、PA2、PA3）与语音芯片U3的数据输入端（S1、S2、S3）连接，微处理器U1的复位输出端PA0与语音芯片的复位端RST连接，语音芯片U3的输出端Cout的信号通过第二三极管Q2驱动喇叭S1工作，喇叭S1安装在检测箱体3内且位于检测箱体3上的出声孔9处。

无线通讯模块为GPRS模块；摄像头7为串口摄像头；语音芯片U3的型号为：AP89085；微处理器U1的型号为：STM32F103ZET6。

光线检测模块中还含有第一分压电阻R11和第一三极管Q1，光敏电阻RG和第一分压电阻R11串联后接在电源VCC2和地之间，光敏电阻RG和第一分压电阻R11的连接点与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极与微处理器U1的光线信号输入端PA6连接，第一三极管Q1的发射极接地。

LED灯驱动模块中含有第三三极管Q3和继电器J1，微处理器U1的控制输出端PA4的信号通过第三三极管Q3驱动继电器J1的线圈，继电器J1的触点与LED灯组连接。

LED灯组含有8个并联在一起的LED灯8，摄像头7位于图像检测器的检测面的中部，8个LED灯9均匀分布在摄像头7四周，图像显示牌5的显示面上画有黑白相间的横条纹。

电源模块中含有AC/DC变换器、可充电电池BT1、充电保护电路和电压变换器，外部输入的220V交流电进入AC/DC变换器的输入端，AC/DC变换器的输出端通过第一防倒流二极管D3与电压变换器的输入端连接，太阳能电池1的电源输出线通过第二防倒流二极管D4与电压变换器的输入端连接，可充电电池BT1通过充电保护电路与电压变换器的输入端连接，电压变换器的输出给中央处理模块、光线检测模块、摄像头7、无线通讯模块、LED灯驱动模块、LED灯组和语音报警模块供电。

图像检测器通过支撑杆4安装在地面上，图像显示牌5均通过支撑杆6安装在地面上。

实际安装团雾监测装置时，可将支撑杆4、6直接埋在高速公路旁边即可；各团雾监测装置沿高速公路沿线依次安装，安装密度可根据具体情况来确定。

Claims (9)

1.一种高速公路团雾监测装置，其特征是：含有图像检测器和图像显示牌，图像检测器和图像显示牌相隔一段距离设置，图像检测器的检测面和图像显示牌的显示面相对应；图像检测器含有检测箱体、检测电路和太阳能电池，检测电路设置在检测箱体中，太阳能电池安装在检测箱体上方；检测电路中含有中央处理模块、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块、LED灯组和电源模块，中央处理模块中含有微处理器，光线检测模块的输出端与微处理器的光线信号输入端连接，摄像头与微处理器的第一通讯口连接，无线通讯模块与微处理器的第二通讯口连接，微处理器的控制输出端的信号通过LED灯驱动模块控制LED灯组的工作，电源模块给中央处理模块、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块和LED灯组供电；摄像头和LED灯组均安装在检测箱体的一个外侧面上，该外侧面即为图像检测器的检测面，图像显示牌的显示面上画有黑白相间的图案，光线检测模块中含有光敏电阻，光敏电阻安装在检测箱体的外表面上，太阳能电池的电源输出线与电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述检测电路中还含有语音报警模块，微处理器的语音信号输出口与语音报警模块连接，电源模块还给语音报警模块供电。

3.根据权利要求2所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述语音报警模块中含有语音芯片、第二三极管和喇叭，微处理器的语音数据输出端与语音芯片的数据输入端连接，微处理器的复位输出端与语音芯片的复位端连接，语音芯片的输出端的信号通过第二三极管驱动喇叭工作，喇叭安装在检测箱体内且位于检测箱体上的出声孔处。

4.根据权利要求3所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述无线通讯模块为GSM模块或GPRS模块；摄像头为串口摄像头；语音芯片的型号为：AP89085；微处理器的型号为：STM32F103ZET6。

5.根据权利要求1所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述光线检测模块中还含有第一分压电阻和第一三极管，光敏电阻和第一分压电阻串联后接在电源和地之间，光敏电阻和第一分压电阻的连接点与第一三极管的基极连接，第一三极管的集电极与微处理器的光线信号输入端连接，第一三极管的发射极接地。

6.根据权利要求1所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述LED灯驱动模块中含有第三三极管和继电器，微处理器的控制输出端的信号通过第三三极管驱动继电器的线圈，继电器的触点与LED灯组连接。

7.根据权利要求1所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述LED灯组含有N个并联在一起的LED灯，摄像头位于图像检测器的检测面的中部，N个LED灯均匀分布在摄像头四周，图像显示牌的显示面上画有黑白相间的横条纹。

8.根据权利要求2所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述电源模块中含有AC/DC变换器、可充电电池、充电保护电路和电压变换器，外部输入的220V交流电进入AC/DC变换器的输入端，AC/DC变换器的输出端通过第一防倒流二极管与电压变换器的输入端连接，太阳能电池的电源输出线通过第二防倒流二极管与电压变换器的输入端连接，可充电电池通过充电保护电路与电压变换器的输入端连接，电压变换器的输出给中央处理模块、光线检测模块、摄像头、无线通讯模块、LED灯驱动模块、LED灯组和语音报警模块供电。

9.根据权利要求1所述的高速公路团雾监测装置，其特征是：所述图像检测器和图像显示牌均通过支撑杆安装在地面上。