本實(shí)用新型涉及自動(dòng)檢測、無線傳輸報(bào)警設(shè)備，尤其是涉及一種高速公路橋面結(jié)冰檢測與報(bào)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高速公路橋面結(jié)冰給交通運(yùn)輸帶來了極大的安全隱患。尤其是在冬季，由于橋面是懸空的，周圍空氣流動(dòng)快，橋體的熱量散發(fā)和表面溫度下降也快，加之沒有地溫的補(bǔ)償，所以橋面路段比路基路段更容易結(jié)冰。冬季里，在路基路段與橋面路段交匯的地方，往往會出現(xiàn)路基路段沒結(jié)冰，而橋面路段結(jié)了冰的情況。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，如果司機(jī)沒能提前得知橋面路段的結(jié)冰情況，仍然駕駛汽車高速駛?cè)虢Y(jié)了冰的橋面路段，那么車輛就會出現(xiàn)打滑的情況，極易導(dǎo)致車輛側(cè)翻、追尾等交通事故的發(fā)生。目前尚未具備有效解決橋面結(jié)冰問題的辦法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種高速公路橋面結(jié)冰檢測與報(bào)警系統(tǒng)，能全天候的檢測橋面路段的結(jié)冰情況，并將檢測到的信息及時(shí)發(fā)送給即將駛?cè)胍呀Y(jié)冰橋面路段的車輛；此系統(tǒng)不僅適用于在路基路段與橋面路段交匯的地方路基路段沒結(jié)冰，而橋面路段結(jié)了冰的情況，而且還適用于高速公路易結(jié)冰的路基路段。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種高速公路橋面結(jié)冰檢測與報(bào)警系統(tǒng)，包括路面子系統(tǒng)和車載子系統(tǒng)，路面子系統(tǒng)安裝在橋面路段，向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結(jié)冰情況，車載子系統(tǒng)安裝在汽車駕駛室內(nèi)，接收路面子系統(tǒng)發(fā)送過來的橋面路段結(jié)冰信息，并向司機(jī)提供預(yù)警信息；其中：路面子系統(tǒng)由第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、ZigBee路由器組成，第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)安裝在路基路段與橋面路段交匯處的右端路緣石下方，第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)安裝在路基路段與橋面路段交匯處的中心線上，第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)安裝在路基路段與橋面路段交匯處的左端路緣石下方，第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)的檢測面和橋面平齊，在橋的橫向上水平放置，用于檢測橋面的結(jié)冰情況，并將檢測到的信息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給ZigBee路由器，ZigBee路由器安裝在橋頭，用于接收第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)發(fā)送回來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)打包后通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載子系統(tǒng)，在橋的縱向上，每隔40米安裝一個(gè)路面子系統(tǒng)；車載子系統(tǒng)由ZigBee協(xié)調(diào)器和語音報(bào)警器組成，ZigBee協(xié)調(diào)器用于接收、處理ZigBee路由器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并控制語音報(bào)警器為司機(jī)提供前方橋面結(jié)冰情況。

ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)由溫度傳感器、濕度傳感器、結(jié)冰傳感器、放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)組成，溫度傳感器采用IC溫度傳感器，啟動(dòng)溫度設(shè)置為2攝氏度（即溫度低于2攝氏度時(shí)啟動(dòng)），用于檢測橋面的溫度并判斷是否達(dá)到結(jié)冰的溫度；濕度傳感器采用電阻式濕度傳感器，用于檢測橋面濕度并判斷結(jié)冰的外界濕度條件；結(jié)冰傳感器采用電容式結(jié)冰傳感器（根據(jù)冰、空氣、水的介電常數(shù)不同來判斷電極之間的介質(zhì)是冰、空氣還是水），用于檢測橋面是否結(jié)冰；放大電路采用低失真差分放大器 (AD8138)作為主控芯片，對溫度傳感器、濕度傳感器、結(jié)冰傳感器檢測到的信號進(jìn)行放大；濾波電路采用四運(yùn)放集成電路（M324）作為主控芯片，將放大電路發(fā)送來的信號中攜帶的雜波進(jìn)行濾除；A/D轉(zhuǎn)換電路采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（AD9254）作為主控芯片，將濾波電路發(fā)送來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；再由ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)將A/D轉(zhuǎn)換電路發(fā)送來的數(shù)字信號發(fā)送給ZigBee路由器；正常情況下，ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)、ZigBee路由器、ZigBee協(xié)調(diào)器處于休眠狀態(tài)，當(dāng)橋面溫度和濕度同時(shí)達(dá)到結(jié)冰時(shí)的外界條件，或結(jié)冰傳感器檢測到橋面結(jié)冰時(shí)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)、ZigBee路由器、ZigBee協(xié)調(diào)器恢復(fù)正常工作。

本實(shí)用新型由路面子系統(tǒng)（由第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)、ZigBee路由器組成）和車載子系統(tǒng)（由ZigBee協(xié)調(diào)器和語音報(bào)警器組成）組成。路面子系統(tǒng)向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結(jié)冰情況，車載子系統(tǒng)接收路面子系統(tǒng)發(fā)送過來的橋面路段結(jié)冰信息，并向司機(jī)提供預(yù)警信息。

本實(shí)用新型能全天候的檢測橋面路段的結(jié)冰情況，并將檢測到的信息及時(shí)發(fā)送給即將駛?cè)胍呀Y(jié)了冰的橋面路段的車輛，提醒司機(jī)做好減速準(zhǔn)備；此系統(tǒng)不僅適用于在路基路段與橋面路段交匯的地方路基路段沒結(jié)冰，而橋面路段結(jié)了冰的情況，而且還適用于高速公路易結(jié)冰的路基路段。有效的解決了司機(jī)在不知前方路面是否結(jié)冰的情況下，盲目的行車而發(fā)生交通事故的問題，降低交通安全事故。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的工作原理圖。

圖3為本實(shí)用新型的ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例并對照附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的高速公路橋面結(jié)冰檢測與報(bào)警系統(tǒng)，由路面子系統(tǒng)1和車載子系統(tǒng)2組成，路面子系統(tǒng)1安裝在橋面路段，向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結(jié)冰情況，車載子系統(tǒng)2安裝在汽車駕駛室儀表板上的雜物箱內(nèi)，接收路面子系統(tǒng)1發(fā)送過來的橋面路段結(jié)冰信息，并向司機(jī)提供預(yù)警信息；其中：路面子系統(tǒng)1由第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)3、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)4、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)5、ZigBee路由器6組成，第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)3安裝在路基路段與橋面路段交匯處的右端路緣石下方，第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)4安裝在路基路段與橋面路段交匯處的中心線上，第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)5安裝在路基路段與橋面路段交匯處的左端路緣石下方，第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)3、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)4、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)5的檢測面和橋面平齊，在橋的橫向上水平放置，用于檢測橋面的結(jié)冰情況，并將檢測到的信息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給ZigBee路由器6，ZigBee路由器6安裝在橋頭，用于接收第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)3、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)4、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)5發(fā)送回來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)打包后通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載子系統(tǒng)2，在橋的縱向上，每隔40米安裝一個(gè)路面子系統(tǒng)；車載子系統(tǒng)2由ZigBee協(xié)調(diào)器7和語音報(bào)警器8組成，ZigBee協(xié)調(diào)器7用于接收、處理ZigBee路由器6發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并控制語音報(bào)警器8為司機(jī)提供前方橋面結(jié)冰情況。

如圖3所示，ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)由溫度傳感器9、濕度傳感器10、結(jié)冰傳感器11、放大電路12、濾波電路13、A/D轉(zhuǎn)換電路14、ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)15組成，溫度傳感器9采用IC溫度傳感器，啟動(dòng)溫度設(shè)置為2攝氏度（即溫度低于2攝氏度時(shí)啟動(dòng)），用于檢測橋面的溫度并判斷是否達(dá)到結(jié)冰的溫度；濕度傳感器10采用電阻式濕度傳感器，用于檢測橋面濕度并判斷結(jié)冰的外界濕度條件；結(jié)冰傳感器11采用電容式結(jié)冰傳感器（根據(jù)冰、空氣、水的介電常數(shù)不同來判斷電極之間的介質(zhì)是冰、空氣還是水），用于檢測橋面是否結(jié)冰；放大電路12采用低失真差分放大器 (AD8138)作為主控芯片，對溫度傳感器9、濕度傳感器10、結(jié)冰傳感器11檢測到的信號進(jìn)行放大；濾波電路13采用四運(yùn)放集成電路（M324）作為主控芯片，將放大電路12發(fā)送來的信號中攜帶的雜波進(jìn)行濾除；A/D轉(zhuǎn)換電路14采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（AD9254）作為主控芯片，將濾波電路13發(fā)送來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；再由ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)15將A/D轉(zhuǎn)換電路14發(fā)送來的數(shù)字信號發(fā)送給ZigBee路由器6；正常情況下，ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)15、ZigBee路由器6、ZigBee協(xié)調(diào)器7處于休眠狀態(tài)，當(dāng)橋面溫度和濕度同時(shí)達(dá)到結(jié)冰時(shí)的臨界條件，或結(jié)冰傳感器11檢測到橋面結(jié)冰時(shí)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)15、ZigBee路由器6、ZigBee協(xié)調(diào)器7恢復(fù)正常工作。

本實(shí)用新型由路面子系統(tǒng)1（由第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)3、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)4、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)5、ZigBee路由器6組成）和車載子系統(tǒng)2（由ZigBee協(xié)調(diào)器7和語音報(bào)警器8組成）組成。路面子系統(tǒng)1向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結(jié)冰情況，車載子系統(tǒng)2接收路面子系統(tǒng)1發(fā)送過來的橋面路段結(jié)冰信息，并向司機(jī)提供預(yù)警信息。

冬季里，在路基路段與橋面路段交匯的地方出現(xiàn)路基路段沒結(jié)冰，而橋面路段結(jié)了冰的情況時(shí)，第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)3、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)4、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)5將橋面路段結(jié)冰情況發(fā)送給ZigBee路由器6，當(dāng)有車輛即將駛?cè)胍呀Y(jié)了冰的橋面路段時(shí)，ZigBee路由器6與ZigBee協(xié)調(diào)器7進(jìn)行通訊，通過語音報(bào)警器8向司機(jī)報(bào)道該處橋面的結(jié)冰情況。只需第一ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)3、第二ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)4、第三ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)5之中任一個(gè)ZigBee檢測節(jié)點(diǎn)檢測到橋面路段結(jié)冰時(shí)，就向即將駛?cè)胍呀Y(jié)冰的橋面路段的車輛發(fā)送該路段結(jié)冰的信息。有效的解決了司機(jī)在不知前方路面是否結(jié)冰的情況下，盲目行車而發(fā)生交通事故的問題。