專(zhuān)利名稱(chēng)：坡路會(huì)車(chē)監(jiān)測(cè)警示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用磁場(chǎng)探測(cè)原理、保護(hù)汽車(chē)司機(jī)駕駛安全的山區(qū)坡路會(huì)車(chē)監(jiān)測(cè)警示裝置。
背景技術(shù)：
隨著山區(qū)公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，山區(qū)公路運(yùn)輸愈加繁忙，但由于山區(qū)交通管理困難，加之交通設(shè)施建設(shè)的薄弱，其道路安全問(wèn)題形勢(shì)嚴(yán)峻，尤其是在盤(pán)山公路的狹窄坡路急轉(zhuǎn)彎處會(huì)車(chē)，往往因視野盲區(qū)，導(dǎo)致交通事故頻發(fā)，為杜絕此類(lèi)交通隱患，許多山區(qū)采用在危險(xiǎn)坡路懸崖邊上設(shè)置標(biāo)志牌或裝設(shè)會(huì)車(chē)觀測(cè)玻璃視鏡的辦法、雖然可在一定程度上提醒司機(jī)或改善其視野，降低交通事故發(fā)生頻率，但不能從根本上解決司機(jī)視野盲區(qū)之隱患，尤其是在夜間或霧天會(huì)車(chē)時(shí)毫無(wú)作用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種基于磁場(chǎng)探測(cè)原理、保護(hù)汽車(chē)司機(jī)駕駛安全的山區(qū)坡路會(huì)車(chē)監(jiān)測(cè)警示裝置，該裝置能對(duì)上、下坡車(chē)輛進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)坡路轉(zhuǎn)彎處附近出現(xiàn)相向行駛車(chē)輛時(shí)，能及時(shí)提供相應(yīng)信息，提醒司機(jī)謹(jǐn)慎駕駛、從而有效地避免了坡路會(huì)車(chē)事故的發(fā)生，確保行車(chē)安全。
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種坡路會(huì)車(chē)監(jiān)測(cè)警示裝置，包括磁場(chǎng)傳感器、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、聲光警示電路、同軸信號(hào)電纜及信號(hào)燈柱組成，環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)聲光警示電路安裝在信號(hào)燈柱上，兩套結(jié)構(gòu)完全相同的磁場(chǎng)傳感器分別預(yù)埋入上、下坡路行駛車(chē)輛必經(jīng)路面下，并通過(guò)同軸信號(hào)電纜與A/D轉(zhuǎn)換器相連，共用的一套環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出與單片機(jī)相連，單片機(jī)的輸出與聲光警示電路相連。
上述磁場(chǎng)傳感器由振蕩電路、環(huán)形檢測(cè)線圈、相敏檢波電路、運(yùn)算放大器及采保器電路組成，環(huán)形檢測(cè)線圈由高導(dǎo)磁材料環(huán)形磁環(huán)、分別繞在磁環(huán)上的勵(lì)磁線圈、行駛車(chē)輛檢測(cè)線圈組成，振蕩電路輸出與勵(lì)磁線圈相連、行駛車(chē)輛檢測(cè)線圈與相敏檢波電路相連、相敏檢波電路的輸出經(jīng)運(yùn)算放大器與采保器電路相連。
上述聲光警示電路由繼電器電路、語(yǔ)音及功放電路、揚(yáng)聲器、交通警示燈組成，繼電器電路的輸入接單片機(jī)的輸出、繼電器的接點(diǎn)分別與交通警示燈和語(yǔ)音及功放電路的輸入相連，語(yǔ)音及功放電路的輸出與揚(yáng)聲器相連。
本實(shí)用新型的信號(hào)燈柱(如鋼筋水泥或金屬柱)可樹(shù)立在需要會(huì)車(chē)監(jiān)測(cè)警示的公路邊如盤(pán)山公路的坡路轉(zhuǎn)彎懸崖邊，坡路轉(zhuǎn)彎處附近上、下坡路的路面下分別埋入磁場(chǎng)傳感器。當(dāng)坡路轉(zhuǎn)彎處附近出現(xiàn)行駛車(chē)輛時(shí)，對(duì)應(yīng)另一邊的警示交通燈自動(dòng)點(diǎn)燃，提示對(duì)邊司機(jī)注意。若轉(zhuǎn)彎處上下坡均出現(xiàn)相向行駛車(chē)輛時(shí)，不僅雙方的警示交通燈均點(diǎn)燃、且信號(hào)燈柱上的聲訊預(yù)警揚(yáng)聲器將反復(fù)發(fā)出“對(duì)面有車(chē)，小心駕駛”面的語(yǔ)音提示，當(dāng)車(chē)輛駛過(guò)后，聲訊預(yù)警自動(dòng)停止。本實(shí)用新型能對(duì)上、下坡車(chē)輛進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)坡路轉(zhuǎn)彎處附近出現(xiàn)相向行駛車(chē)輛時(shí)，能及時(shí)提供相應(yīng)信息，提醒司機(jī)謹(jǐn)慎駕駛、從而有效地避免了坡路會(huì)車(chē)事故的發(fā)生，確保行車(chē)安全。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型磁場(chǎng)傳感器振蕩電路、環(huán)形線圈及相敏檢波電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型磁場(chǎng)傳感器運(yùn)算放大器及采保器電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型環(huán)境溫度檢測(cè)電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型A/D轉(zhuǎn)換及單片機(jī)電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型聲光警示電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
參見(jiàn)圖1；本實(shí)用新型包括磁場(chǎng)傳感器1、2，環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路5，A/D轉(zhuǎn)換器6、單片機(jī)7(80C51)及聲光警示電路8、同軸信號(hào)電纜3及信號(hào)燈柱4組成，環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路5、A/D轉(zhuǎn)換器6、單片機(jī)7及聲光警示電路8安裝在信號(hào)燈柱4上，兩套結(jié)構(gòu)完全相同的磁場(chǎng)傳感器1、2分別預(yù)埋入上、下坡路行駛車(chē)輛必經(jīng)路面下，并通過(guò)同軸信號(hào)電纜3與A/D轉(zhuǎn)換器6相連，共用的一套環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路5與A/D轉(zhuǎn)換器6相連，A/D轉(zhuǎn)換器6的輸出與單片機(jī)7相連，單片機(jī)7的輸出與聲光警示電路8相連。圖3及圖4參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型磁場(chǎng)傳感器1、2分別由振蕩電路、環(huán)形檢測(cè)線圈、相敏檢波電路、運(yùn)算放大器及采保器電路組成，環(huán)形檢測(cè)線圈由高導(dǎo)磁材料環(huán)形磁環(huán)、分別繞在磁環(huán)上的勵(lì)磁線圈L1、行駛車(chē)輛檢測(cè)線圈L2組成，它是利用鐵磁材料的非線性磁化特性來(lái)測(cè)量微弱外磁場(chǎng)的一種高靈敏度的飽和磁心傳感器。其中IC1(LM741)和IC2(LM741)芯片構(gòu)成巴特沃茲帶通濾波器，經(jīng)移相、限幅后引入反饋，組成正弦及余弦振蕩器。IC2輸出的余弦信號(hào)由IC3(555)及BG1、BG2組成的施密特觸發(fā)器整形放大為同頻的方波信號(hào)后，接入環(huán)形檢測(cè)線圈上的勵(lì)磁線圈L1、并使環(huán)形磁心往復(fù)磁化至飽和。若此時(shí)不存在被測(cè)外磁場(chǎng)(無(wú)行駛車(chē)輛)，檢測(cè)線圈L2輸出的感應(yīng)電勢(shì)作傅氏級(jí)數(shù)展開(kāi)時(shí)，只包含激勵(lì)方波頻率的奇次諧波。當(dāng)有行駛車(chē)輛切割環(huán)形線圈時(shí)，因外磁場(chǎng)在鐵芯中形成的磁通為交變磁場(chǎng)所調(diào)制，造成激勵(lì)周期內(nèi)正負(fù)半周不對(duì)稱(chēng)，從而使檢測(cè)線圈L2輸出以二次諧波為主要成分的偶次諧波信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)由乘法器IC5(4066)、低通濾波器IC6、R14、R15、C10、C11、C12組成的相敏檢波電路后，再經(jīng)運(yùn)算放大器IC7增益放大，輸出Vout的幅值正比于外磁場(chǎng)強(qiáng)度及變化ΔH(參見(jiàn)圖3)。IC1輸出的正弦信號(hào)經(jīng)IC4(555)施密特電路整形后，接入乘法器IC5，與L2輸出信號(hào)作乘法運(yùn)算。
圖3磁場(chǎng)傳感器中的采保器是以采樣保持芯片IC8(398)為主體，包括比較器IC9(393)、TT1與非門(mén)IC10。當(dāng)坡路存在行駛車(chē)輛時(shí)，IC7的輸出Vout信號(hào)經(jīng)IC8、IC9、IC10輸出端(1M或2M)分別送至圖5中單片機(jī)80C51的P1.0或P1.1口，告之單片機(jī)鎖存行駛車(chē)輛的位置、并通過(guò)IC20向80C51提出中斷申請(qǐng)、中斷允許時(shí)，Vout輸入至IC12(AD0809)的IN0或IN1口經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后、送到單片機(jī)進(jìn)行相關(guān)處理。圖3中IC8的控制端口分別連接到單片機(jī)80C51的P1.3及P1.4口，由單片機(jī)控制采保器的工作狀態(tài)。由于磁場(chǎng)環(huán)形檢測(cè)線圈上取得的二次諧波信號(hào)對(duì)環(huán)境溫度較敏感，故在系統(tǒng)中設(shè)置環(huán)境溫度檢測(cè)電路，由A/D轉(zhuǎn)換器3M端口采樣后、送單片機(jī)予以補(bǔ)償。
參見(jiàn)圖4，本實(shí)用新型環(huán)境溫度檢測(cè)電路主要由溫度敏感元件AD590及IC11(LM324)構(gòu)成的射極跟隨器組成，AD590將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)坡路環(huán)境溫度、并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)經(jīng)射極跟隨器的IC11送至A/D轉(zhuǎn)換器IN2端口，離散量化后由80C51對(duì)二次諧波信號(hào)進(jìn)行修正和補(bǔ)償，以消除環(huán)境溫度變化引起的系統(tǒng)誤差，從而確保系統(tǒng)的辨識(shí)率及可靠性。
參見(jiàn)圖5、圖6，本實(shí)用新型聲光警示電路由繼電器電路(JK1、JK2)、語(yǔ)音及功率放大電路、揚(yáng)聲器SP、交通警示燈NP1、NP2組成，繼電器電路的輸入接單片機(jī)的輸出、繼電器的接點(diǎn)分別與交通警示燈和語(yǔ)音及功率放大電路的輸入相連，語(yǔ)音及功率放大的輸出與揚(yáng)聲器相連。圖5中IC15-IC19為A/D轉(zhuǎn)換與單片機(jī)之間的接口芯片。上、下坡路轉(zhuǎn)彎處附近無(wú)行駛車(chē)輛時(shí)，信號(hào)燈柱無(wú)聲光信號(hào)提示。當(dāng)上坡或下坡路面存在行駛車(chē)輛，因車(chē)輛金屬底盤(pán)切割飽和磁心環(huán)形線圈，則檢測(cè)線圈L2輸出二次諧波信號(hào)、經(jīng)相敏檢波(乘法器IC5和低通濾波器IC6)、采保器IC8、比較整形電路IC9、電平接口電路IC10輸出端1M或2M分別送至圖5中80C51P1.0或P1.1口，告之單片機(jī)鎖存行駛車(chē)輛的位置并由P1.5或P1.6口輸出低電平、經(jīng)IC21或IC22反相后，分別使開(kāi)關(guān)晶體管BG3或BG4飽和導(dǎo)通。一旦晶體管BG3或BG4飽和導(dǎo)通，繼電器JK1或JK2線圈得電，其常開(kāi)接點(diǎn)JK1或JK2閉合，自動(dòng)點(diǎn)燃對(duì)應(yīng)的警示交通燈。當(dāng)上下坡轉(zhuǎn)彎處路面出現(xiàn)會(huì)車(chē)時(shí)，常開(kāi)接點(diǎn)JK1和JK2均閉合，除點(diǎn)燃上下坡對(duì)應(yīng)交通警示燈外，BG5飽和導(dǎo)通，語(yǔ)音芯片IC23得電，語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)功率放大器IC24(386)由揚(yáng)聲器反復(fù)播放“對(duì)面有車(chē)，小心駕駛”警示語(yǔ)音，提示司機(jī)謹(jǐn)慎駕駛，并延時(shí)到會(huì)車(chē)消除后，繼電器JK1.JK2線圈自動(dòng)失電，聲光預(yù)警信號(hào)自行解除。
本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能較穩(wěn)定、靈敏度較高、檢測(cè)電路易于實(shí)現(xiàn)諸優(yōu)點(diǎn)，適合盤(pán)山公路路面施工方便，電源便利的地方安裝使用。
權(quán)利要求1.一種坡路會(huì)車(chē)監(jiān)測(cè)警示裝置，其特征在于包括磁場(chǎng)傳感器、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、聲光警示電路、同軸信號(hào)電纜及信號(hào)燈柱組成，環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)聲光警示電路安裝在信號(hào)燈柱上，兩套結(jié)構(gòu)完全相同的磁場(chǎng)傳感器分別預(yù)埋入上、下坡路行駛車(chē)輛必經(jīng)路面下，并通過(guò)同軸信號(hào)電纜與A/D轉(zhuǎn)換器相連，共用的一套環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出與單片機(jī)相連，單片機(jī)的輸出與聲光警示電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)警示裝置，其特征在于磁場(chǎng)傳感器由振蕩電路、環(huán)形檢測(cè)線圈、相敏檢波電路、運(yùn)算放大器及采保器電路組成，環(huán)形檢測(cè)線圈由高導(dǎo)磁材料環(huán)形磁環(huán)、分別繞在磁環(huán)上的勵(lì)磁線圈和行駛車(chē)輛檢測(cè)線圈組成，振蕩電路輸出與勵(lì)磁線圈相連、行駛車(chē)輛檢測(cè)線圈與相敏檢波電路相連、相敏檢波電路的輸出經(jīng)運(yùn)算放大器與采保器電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測(cè)警示裝置，其特征在于聲光警示電路由繼電器電路、語(yǔ)音及功率放大電路、揚(yáng)聲器、交通警示燈組成，繼電器電路的輸入接單片機(jī)的輸出、繼電器的接點(diǎn)分別與交通警示燈和語(yǔ)音及功率放大電路的輸入相連，語(yǔ)音及功率放大電路的輸出與揚(yáng)聲器相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種坡路會(huì)車(chē)監(jiān)測(cè)警示裝置，包括磁場(chǎng)傳感器、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、聲光警示電路、同軸信號(hào)電纜及信號(hào)燈柱組成，環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)聲光警示電路安裝在信號(hào)燈柱上，兩套結(jié)構(gòu)完全相同的磁場(chǎng)傳感器分別預(yù)埋入上、下坡路行駛車(chē)輛必經(jīng)路面下，并通過(guò)同軸信號(hào)電纜與A/D轉(zhuǎn)換器相連，共用的一套環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)電路與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出與單片機(jī)相連，單片機(jī)的輸出與聲光警示電路相連。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能較穩(wěn)定、靈敏度較高、檢測(cè)電路易于實(shí)現(xiàn)諸優(yōu)點(diǎn)，適合盤(pán)山公路路面施工方便，電源便利的地方安裝使用。
文檔編號(hào)G08G1/0962GK2775770SQ20052009556
公開(kāi)日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者熊昌侖, 李可, 曹樹(shù)平 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)