一種高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，屬于氣象監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]惡劣天氣現(xiàn)象會影響高速公路行車安全，極易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。另外，高速公路車速較快，如果由于能見度較低引發(fā)交通事故，經(jīng)常會引起連鎖反應(yīng)，例如形成多車連續(xù)碰撞的交通事故。因此，對高速公路的道路天氣的監(jiān)測就顯得尤為重要。
[0003]申請?zhí)枮?01210177451.3，申請日為2012年6月1日的發(fā)明專利申請公開了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的高速公路惡劣天氣監(jiān)測系統(tǒng)，包括在高速公路上按照一定距離布置的多個環(huán)境監(jiān)測裝置以及在每輛汽車中配置的車載裝置，所述環(huán)境監(jiān)測裝置將監(jiān)測到的高速公路惡劣天氣狀況信息通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸給所述車載裝置，所述車載裝置將接收到的信息通過GPS車載導(dǎo)航儀的地圖將該信息的確切位置報告給汽車駕駛員，以掌握路段的天氣狀況。該發(fā)明所提供的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路惡劣天氣的實時監(jiān)測，并將該信息提前通知駕駛員，使駕駛員能夠直觀掌握路段的天氣狀況，防止出現(xiàn)交通意外。
[0004]申請?zhí)枮?01310735765.5，申請日為2013年12月28日的發(fā)明專利申請公開了一種惡劣氣象條件下的高速公路實時監(jiān)測系統(tǒng)。天氣條件的變化，特別是極端惡劣天氣條件，給高速公路的車輛行駛帶來了巨大的風(fēng)險，不僅嚴重影響交通運輸，而且還造成國家財產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)的嚴重損失。該發(fā)明的組成包括:氣象信息檢測器模塊(1)，所述的氣象信息檢測器模塊與數(shù)據(jù)采集裝置(2)連接，所述的數(shù)據(jù)采集裝置與前端處理裝置(3)連接，所述的前端處理裝置分別與手動控制器(4)、通信接口裝置(5)、PC機(6)連接。該發(fā)明用于高速公路的氣象環(huán)境進行實時監(jiān)測。
[0005]申請?zhí)枮?01410441504.7，申請日為2014年9月1日的該發(fā)明提出一種具有實時通信、安全防護功能的高速公路安全通行裝置，包括高速公路安全通行卡、與高速公路安全通行卡相配套的車載0BU、裝有與車載0BU通信的路側(cè)單元(RSU)。將安全通行卡置于車載單元(0BU)中，利用專用短程通信技術(shù)(DSRC)進行通信，實時告知駕駛員應(yīng)注意的行車信息。特別地，通過數(shù)據(jù)的交互、運算，阻斷事故鏈的產(chǎn)生，將高速公路車輛事故造成的連環(huán)危害減至最小。該發(fā)明所述高速公路安全通行卡全程鎖死在車載0BU中，可防止車輛偷逃高速公路過路費；使用DSRC進行通信，在惡劣天氣條件下可保證通信質(zhì)量，同時DSRC通信模塊具有加密功能，可保證通信的安全性。
[0006]目前的高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)主要側(cè)重采集各種氣象信息并提供預(yù)警信息，但在天氣條件惡劣時，監(jiān)測系統(tǒng)采集到的氣象信息在傳輸時可能會發(fā)生錯誤或者信息傳輸不完整，提供的預(yù)警信息很可能是有偏差的，這樣不利于提前做好預(yù)防措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，在惡劣的天氣環(huán)境下，提高監(jiān)測系統(tǒng)采集的氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?br>[0008]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
一種高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置在高速公路上的信號采集單元和無線發(fā)送單元，以及設(shè)置在監(jiān)控中心的無線接收單元和監(jiān)控中心服務(wù)器，所述信號采集單元包括氣象監(jiān)測模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊、信號處理模塊和FPGA模塊，所述監(jiān)控中心服務(wù)器包括RS解碼模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和顯示模塊，其中氣象監(jiān)測模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊分別與信號處理模塊連接，信號處理模塊、FPGA模塊、無線發(fā)送單元、無線接收單元、RS解碼模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和顯示模塊順序連接；
所述氣象監(jiān)測模塊，用于采集高速公路的氣象信息；
所述環(huán)境監(jiān)測模塊，用于采集高速公路的環(huán)境信息；
所述信號處理模塊，用于對氣象監(jiān)測模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊傳輸?shù)男盘栠M行濾波降噪處理；
所述FPGA模塊，用于將信號處理模塊處理后的氣象信息和環(huán)境信息通過FPGA芯片進行RS編碼加密；
所述無線發(fā)送單元，用于將加密后的氣象信息和環(huán)境信息采用無線方式發(fā)送；
所述無線接收模塊，用于接收加密后的氣象信息和環(huán)境信息；
所述RS解碼模塊，用于將加密后的氣象信息和環(huán)境信息進行解碼；
所述數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲解碼后的氣象信息和環(huán)境信息；
所述顯示模塊，用于將氣象信息和環(huán)境信息直觀的顯示出來。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述氣象監(jiān)測模塊包括雨雪傳感器、風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述風(fēng)速傳感器為超聲波風(fēng)速傳感器。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述信號采集單元采用交流供電和蓄電池供電兩種方式。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述蓄電池與太陽能電池板連接。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述FPGA芯片的型號為EP2C5Q208C8N。
[0014]本發(fā)明所述一種高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明對傳輸?shù)臍庀笮畔⒑铜h(huán)境信息進行RS編碼加密，RS碼是一種循環(huán)碼，有嚴謹?shù)拇鷶?shù)結(jié)構(gòu)，在碼率固定的情況下它具有較大的糾錯能力，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0015]2、本發(fā)明使用FPGA芯片對RS編碼進行門級電路實現(xiàn)，相比單片機等片上系統(tǒng)(S0C)技術(shù)可以更加快速的實現(xiàn)編碼，從而減少了氣象數(shù)據(jù)從采集經(jīng)過傳輸?shù)竭_接收端的延時。
[0016]3、本發(fā)明可以在惡劣氣象環(huán)境下降低無線傳輸氣象數(shù)據(jù)的傳輸誤碼情況，從而提尚數(shù)據(jù)有效性。
[0017]4、本發(fā)明信號采集單元采用交流供電和蓄電池兩種供電方式，如果交流電供電發(fā)生故障，即啟用蓄電池供電，保證信號采集的不間斷性。
[0018]5、本發(fā)明的蓄電池與太陽能電池板連接，綠色環(huán)保、節(jié)約能源。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)的原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進一步詳細說明。
[0021]—種高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示，包括設(shè)置在高速公路上的信號采集單元和無線發(fā)送單元，以及設(shè)置在監(jiān)控中心的無線接收單元和監(jiān)控中心服務(wù)器，所述信號采集單元包括氣象監(jiān)測模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊、信號處理模塊和FPGA模塊，所述監(jiān)控中心服務(wù)器包括RS解碼模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和顯示模塊，其中氣象監(jiān)測模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊分別與信號處理模塊連接，信號處理模塊、FPGA模塊、無線發(fā)送單元、無線接收單元、RS解碼模塊、數(shù)據(jù)存儲t旲塊和顯不t旲塊順序連接；
所述氣象監(jiān)測模塊，用于采集高速公路的氣象信息；
所述環(huán)境監(jiān)測模塊，用于采集高速公路的環(huán)境信息；
所述信號處理模塊，用于對氣象監(jiān)測模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊傳輸?shù)男盘栠M行濾波降噪處理；
所述FPGA模塊，用于將信號處理模塊處理后的氣象