专利名称：高速公路全路段及时提示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及提示系统，尤其是涉及一种高速公路全路段及时提示系统。
背景技术：
在高速公路上行驶的车辆时常会遇到一些突发或异常情况，如交通事故、恶劣气象、道路维修等。由于高速公路的路况良好，所以驾驶员很容易麻痹，一旦遇到异常或突发情况，如未能及时反应和快速处置，就极易发生交通事故，特别是近年来因恶劣气象造成的车辆连续追尾或特大交通事故屡见不鲜。因而研发一种在高速公路全路段某区域出现异常或突发情况时，能在该区域前几公里(或更远距离)及时提醒驾驶员，且能自动采集和发布恶劣气象信息的及时提示系统显得极为重要。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能根据各种突发或异常情况并根据气象条件自动采集各种气象信息、提前并及时提醒驾驶员前方发生的情况和发布恶劣气象信息、使驾驶员能提前采取相应措施、以避免交通事故发生、自动化程度高、提示醒目、能耗和造价低的高速公路全路段及时提示系统。本发明的目的是这样实现的
一种高速公路全路段及时提示系统，特征是由带有固定INTERNET IP地址的监控中心计算机、移动通信网络、若干种监控设备和若干个及时提示终端组成，监控设备通过光纤网与监控中心计算机连接，及时提示终端经终端GPRS发送\接收模块、终端天线、移动通信网络、互联网与监控中心计算机连网；每个及时提示终端又包括终端主控制器、终端GPRS 发送\接收模块、终端天线、气象数据采集单元、LED显示单元和太阳能供电控制单元，其中气象数据采集单元由雨雪冰雾传感器、A/D转换电路和采集接口电路、气象数据采集处理器(MCU)组成，LED显示单元由显示数据接收模块、驱动模块和LED显示屏组成，太阳能供电控制单元由太阳能电池板、充放电控制器、胶体蓄电池和DC - DC多路输出稳压电源组成，终端GPRS发送\接收模块和气象数据采集处理器分别与终端主控制器的RS232接口电路连接，显示数据接收模块与终端主控制器的驱动接口电路连接，太阳能供电控制单元为终端主控制器、气象数据采集单元和LED显示单元供电，气象数据采集处理器将雨雪冰雾传感器采集到的各种气象信号经处理后通过RS232接口电路传输给终端主控制器，终端主控制器经过处理后，经终端GPRS发送\接收模块、终端天线、移动通信网络、互联网向监控中心计算机发送处理后的数据；监控中心计算机根据所有联网的及时提示终端提供的当前数据和历史数据进行综合处理，然后把处理结果和人工发布的信息、控制指令进行优先级别比较，最后结果数据通过互联网、移动通信网络、需要发布信息的几个终端天线和终端 GPRS发送\接收模块，将需要显示的信息通过终端主控制器的驱动接口电路、显示数据接收模块、驱动模块在LED显示屏上予以显示，提醒沿路驾驶员；太阳能电池板将接收到的太阳能转换成电能，经充放电控制器给胶体蓄电池充电，胶体蓄电池经充放电控制器通过DC-DC多路输出稳压电源为及时提示终端提供电源。所述雨雪冰雾传感器由雨雪冰传感器和浓雾传感器组成，雨雪冰传感器又由固定在雨雪冰线路板正面的镀金的雨雪冰盘绕铜箔和温度传感器集成电路组成，雨雪冰盘绕铜箔的两个雨雪冰信号感应输出端分别接气象数据采集处理器的雨雪冰信号输入端和地，温度传感器集成电路的温度信号输出端接气象数据采集处理器的温度信号输入端；浓雾传感器由固定在浓雾线路板正面的镀金的浓雾盘绕铜箔和温湿度传感器集成电路组成，浓雾盘绕铜箔的两个浓雾信号感应输出端分别接气象数据采集处理器的浓雾信号输入端和地，温湿度传感器集成电路的两个温湿度信号输出端分别接气象数据采集处理器的两个温湿度信号输入端。在高速公路中央隔离带或公路两旁的钢管上从下至上依次安装有及时提示终端箱、信号采集盒和太阳能电池板，浓雾传感器通过吊杆安装在向下开口的信号采集盒内的顶板上，在信号采集盒的前后侧板上均加工有让雾气渗入信号采集盒内的百叶孔，在信号采集盒外的顶板设有顶端上开口的雨雪冰传感器安装盒，雨雪冰传感器通过支撑杆安装在雨雪冰传感器安装盒内，雨雪冰传感器安装盒的四周侧壁可以防止大风吹跑落在雨雪冰传感器表面的雪，胶体蓄电池安装在钢管的下面基础的凹坑中，使胶体蓄电池的工作温度保持在适宜范围并防止盗窃。在雨雪冰传感器安装盒的底角设有排水口。所述监控设备为事件检测仪、视频监控器、气象仪和隧道火灾报警传感器。所述LED显示屏为单面显示屏或前、后双面显示屏的一种。充放电控制器还可以直接与220V市电相连。DC - DC多路输出稳压电源设计为高效率低损耗的电压变换稳压电源，采用三路输出+5V给终端GPRS发送\接收模块供电，+2. 5V给红色LED驱动供电，+3. 3V给绿色LED 驱动和其他部分供电。本发明由监控中心计算机、互联网、移动通信网络、若干种监控设备和若干个及时提示终端组成，每个及时提示终端又由终端主控制器、终端天线、终端GPRS发送\接收模块、气象数据采集单元、LED显示单元和太阳能供电控制单元组成，其中
1、终端主控制器终端主控制器作为整个及时提示终端的控制中心，控制终端GPRS发送/接收模块与监控中心计算机的信息传输、LED显示单元的驱动与数据接收、气象数据采集单元的采集与换算，同时接收监控中心计算机指令的远程控制，反馈各种信息，如确认信息、故障信息、警告信息等。2、气象数据采集单元气象数据采集的项目包括雨水、冰雪和浓雾的定性检测，气温和相对湿度的定量检测。终端主控制器控制和采集雨雪冰雾传感器的数据，并对采集的数据进行计算和处理，监控中心计算机通过软件把各个及时提示终端按位排队，并记录该及时提示终端的设备标识字符串，各个及时提示终端不间断地每隔约10秒从气象数据采集单元采集气象数据，经过计算处理得出气象状态(正常、雨水、冰雪、浓雾)的判断，然后把气象状态的判断值和采集的(温度/湿度)数据以及当前LED显示单元中的LED显示屏的单面或双面显示信息的编号，组成一个数据包发送给监控中心计算机，当有数据包表明某个及时提示终端处有雨水、冰雪、浓雾时，则通过移动通信网络，由监控中心计算机自动向需要警示的及时提示终端的LED显示屏的单面或双面发送相应信息。
由于雨雪冰传感器安装在信号采集盒外的顶部，这样，雨、雪就可以直接降在雨雪冰线路板的雨雪冰盘绕铜箔上，雨雪冰盘绕铜箔和温度传感器一起检测雨雪冰信号，测量雨雪冰线路板上的温度以判断雨水或冰雪；当雨雪冰线路板的表面干燥时，雨雪冰盘绕铜箔间的电阻在几百兆欧以上；当雨水淋湿雨雪冰线路板时，雨雪冰盘绕铜箔间的电阻由几百兆欧会迅速下降到50千欧以下；当冰雪覆盖在雨雪冰线路板时，由于冰和雪覆盖在雨雪冰线路板上会和雨雪冰线路板之间产生微小空隙，从而使雨雪冰盘绕铜箔间的电阻由几百兆欧下降到100千欧到2兆欧之间。气象数据采集处理器会根据相应的阻值和温度值做出判断并输出相关指令。由于浓雾传感器安装在信号采集盒内的顶部，这样，露水和雾气就可以进入到信号采集盒内的浓雾线路板的浓雾盘绕铜箔上，形成水膜，浓雾盘绕铜箔和温湿度传感器一起检测浓雾信号，结合雾水和大气相对湿度判断是否有浓雾存在。根据温湿度传感器集成电路检测到的相对湿度和温度以及浓雾盘绕铜箔间的电阻值的测量数据，气象数据采集处理器会综合判断雾已产生、浓雾已形成和浓雾已消散等几种情况并输出相关指令。3、LED显示单元及时提示终端由于采用太阳能+蓄电池的供电方式，所以对系统功耗有较高的要求，作为耗电大户的LED显示屏降低耗电更为重要。在不影响亮度和视觉识别时间的前提下，及时提示终端采用1/4动态扫描方式，点间距为P20的红色和绿色超高亮发光二极管组成32*48点阵LED (4个字)显示屏。在告警提示时采用红色闪烁显示方式，在普通提示时采用绿色慢闪显示方式，经过长时间测试，红色LED和绿色LED驱动分别用+2. 5V和+3. 3V供电，可使显示屏功耗降到最低，而不影响显示亮度和保证系统可靠工作。4、太阳能供电控制单元太阳能电池板和胶体蓄电池的功率选定，要充分考虑设备的性价比，计算功率要准确，根据本地区全年平均连续阴雨天天数来计算，本发明在江西地区选择90W太阳能电池板，胶体蓄电池为200AH来保证连续15天的阴雨天天气工作。 为了保证及时提示终端功耗最低，DC - DC多路输出稳压电源设计为高效率低损耗的电压变换稳压电源，采用三路输出+5V给终端GPRS发送\接收模块供电，+2. 5V给红色LED驱动供电，+3. 3V给绿色LED驱动和其他部分供电。本发明的及时提示终端设置在高速公路中央隔离带或公路两旁，由于高速公路大部分路段都在荒郊野外，布设光纤和供电电缆受到限制，所以本发明采用GPRS方式作为无线数据传输，太阳能作为及时提示终端供电，在取电方便的地方也可采用市电供电。本发明在高速公路中央隔离带约每隔1-2公里处设置一个双面、双向、双色(也可在公路两旁设为单面单向)的及时提示终端，利用LED显示屏作为文字提示语信息的发布。 当在高速公路的某路段某区域出现冰、雪、雨、雾天气时，气象数据采集单元采集各种信号， 通过终端GPRS发送\接收模块经终端天线、移动通信网络、互联网传送至监控中心计算机，再由监控中心计算机处理后自动发出指令，通过互联网、移动通信网络、终端天线、终端 GPRS发送\接收模块自动激活该路段该区域范围前、来车方向5-10公里(或更远距离)的所有及时提示终端，在这些及时提示终端的LED显示屏上显示相应的提示语。在高速公路出现交通事故或其他异常情况时，由监控中心计算机根据本路段的监控设备或路政、交警或驾驶员提供的信息内容，激活事故点的前方及来车方向5-10公里(或更远距离)的所有及时提示终端，将需要发布的提示语在及时提示终端中的LED显示屏上以红色闪烁的显示方式轮番显示相对应的内容，如(前方大雾、低速慢行，前方事故、绕道行驶等)，做到提前并及时提醒驾驶员前方发生的异常或突发情况，使驾驶员能提前采取相应措施，以避免事故的发生。在正常状态下，及时提示终端的LED显示屏可用绿色慢闪显示，如“保持车距”、“安全行驶”、“严禁超速”、“一路平安”等等。因此，本发明具有能根据各种突发或异常情况并根据气象条件自动采集各种气象信息、提前并及时提醒驾驶员前方发生的情况和发布恶劣气象信息、使驾驶员能提前采取相应措施、以避免交通事故发生、保障公路安全、自动化程度高、提示醒目、能耗和成本低的优点，能带来较好的社会效益。

发明内容
在此处键入技术领域描述段落。


图1为本发明的系统组成示意图； 图2为及时提示终端的结构框图3为雨雪冰雾传感器的电路示意图； 图4为信号采集盒的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。一种高速公路全路段及时提示系统，由带有固定INTERNET IP地址的监控中心计算机、互联网、移动通信网络、若干种监控设备和若干个及时提示终端组成，监控设备通过光纤网与监控中心计算机连接，及时提示终端经终端GPRS发送\接收模块、终端天线、移动通信网络、互联网与监控中心计算机连网；每个及时提示终端又包括终端主控制器、终端 GPRS发送\接收模块、终端天线、气象数据采集单元、LED显示单元和太阳能供电控制单元， 其中气象数据采集单元由雨雪冰雾传感器、A/D转换电路和采集接口电路及气象数据采集处理器(MCU)U2组成，LED显示单元由显示数据接收模块、驱动模块和LED显示屏组成，太阳能供电控制单元由太阳能电池板、充放电控制器、胶体蓄电池6和DC - DC多路输出稳压电源组成，终端GPRS发送\接收模块和气象数据采集处理器分别与终端主控制器的RS232 接口电路连接，显示数据接收模块与终端主控制器的驱动接口电路连接，太阳能供电控制单元为终端主控制器、气象数据采集单元和LED显示单元供电，气象数据采集处理器U2将雨雪冰雾传感器采集到的各种气象信号经处理后通过RS232接口电路传输给终端主控制器，终端主控制器经过处理后，一方面经终端GPRS发送\接收模块、终端天线、移动通信网络、互联网向监控中心计算机发送处理后的数据，监控中心计算机根据处理后的数据内容通过互联网、移动通信网络、需要发布信息的几个终端天线和终端GPRS发送\接收模块， 将需要显示的信息通过终端主控制器的驱动接口电路、显示数据接收模块、驱动模块在LED 显示屏上予以显示，提醒沿路驾驶员；太阳能电池板将接收到的太阳能转换成电能，经充放电控制器给胶体蓄电池6充电，胶体蓄电池6经充放电控制器通过DC - DC多路输出稳压电源为及时提示终端提供电源。
所述雨雪冰雾传感器由雨雪冰传感器Sl和浓雾传感器S2组成，雨雪冰传感器Sl 又由固定在雨雪冰线路板8正面的镀金的雨雪冰盘绕铜箔9和温度传感器集成电路Ul组成，雨雪冰盘绕铜箔9的两个雨雪冰信号感应输出端分别接气象数据采集处理器U2的雨雪冰信号输入端9脚和地，温度传感器集成电路Ul的温度信号输出端4脚接气象数据采集处理器U2的温度信号输入端16脚；浓雾传感器S2由固定在浓雾线路板10正面的镀金的浓雾盘绕铜箔11和温湿度传感器集成电路U3组成，浓雾盘绕铜箔11的两个浓雾信号感应输出端分别接气象数据采集处理器U2的浓雾信号输入端2脚和地，温湿度传感器集成电路U3 的两个温湿度信号输出端2、3脚分别接气象数据采集处理器U2的两个温湿度信号输入端 5、4 脚。在高速公路中央隔离带或公路两旁的钢管4上从下至上依次安装有及时提示终端箱3、信号采集盒2和太阳能电池板1，浓雾传感器S2通过吊杆19安装在向下开口的信号采集盒2内的顶板17上，在信号采集盒2的前后侧板15上均加工有让雾气渗入信号采集盒2内的百叶孔16，在信号采集盒2外的顶板13上设有顶端开口的雨雪冰传感器安装盒 18，雨雪冰传感器Sl通过支撑杆12安装在雨雪冰传感器安装盒18内，雨雪冰传感器安装盒18的四周侧壁可以防止大风吹跑落在雨雪冰传感器Sl表面的雪，胶体蓄电池6安装在钢管4的下面基础7的凹坑5中，使胶体蓄电池6的工作温度保持在适宜范围并防止盗窃。在雨雪冰传感器安装盒18的底角设有排水口 14。所述监控设备为事件检测仪、视频监控器、气象仪和隧道火灾报警传感器。所述LED显示屏为单面显示屏或前、后双面显示屏的一种。充放电控制器还可以直接与220V市电相连。DC - DC多路输出稳压电源设计为高效率低损耗的电压变换稳压电源，采用三路输出+5V给终端GPRS发送\接收模块供电，+2. 5V给红色LED驱动供电，+3. 3V给绿色LED 驱动和其他部分供电。
权利要求
1.一种高速公路全路段及时提示系统，其特征在于由带有固定INTERNET IP地址的监控中心计算机、互联网、移动通信网络、若干种监控设备和若干个及时提示终端组成，监控设备通过光纤网与监控中心计算机连接，及时提示终端经终端GPRS发送\接收模块、终端天线、移动通信网络、互联网与监控中心计算机连网；每个及时提示终端又包括终端主控制器、终端GPRS发送\接收模块、终端天线、气象数据采集单元、LED显示单元和太阳能供电控制单元，其中气象数据采集单元由雨雪冰雾传感器、A/D转换电路和采集接口电路及气象数据采集处理器(MCU)组成，LED显示单元由显示数据接收模块、驱动模块和LED显示屏组成，太阳能供电控制单元由太阳能电池板、充放电控制器、胶体蓄电池和DC - DC多路输出稳压电源组成，终端GPRS发送\接收模块和气象数据采集处理器分别与终端主控制器的 RS232接口连接，显示数据接收模块与终端主控制器的驱动接口电路连接，太阳能供电控制单元为终端主控制器、气象数据采集单元和LED显示单元供电，气象数据采集处理器将雨雪冰雾传感器采集到的各种气象信号经处理后通过气象数据通信接口电路传输给终端主控制器，终端主控制器经过处理后，经终端GPRS发送\接收模块、终端天线、移动通信网络、 互联网向监控中心计算机发送处理后的数据；监控中心计算机根据所有联网的及时提示终端提供的当前数据和历史数据进行综合处理，然后把处理结果和人工发布的信息、控制指令进行优先级别比较，最后结果数据通过互联网、移动通信网络、需要发布信息的几个终端天线和终端GPRS发送\接收模块，将需要显示的信息通过终端主控制器的驱动接口电路、 显示数据接收模块、驱动模块在LED显示屏上予以显示，提醒沿路驾驶员；太阳能电池板将接收到的太阳能转换成电能，经充放电控制器给胶体蓄电池充电，胶体蓄电池经充放电控制器通过DC - DC多路输出稳压电源为及时提示终端提供电源。
2.根据权利要求1所述的高速公路全路段及时提示系统，其特征在于所述雨雪冰雾传感器由雨雪冰传感器和浓雾传感器组成，雨雪冰传感器又由固定在雨雪冰线路板正面的镀金的雨雪冰盘绕铜箔和温度传感器集成电路组成，雨雪冰盘绕铜箔的两个雨雪冰信号感应输出端分别接气象数据采集处理器的雨雪冰信号输入端和地，温度传感器集成电路的温度信号输出端接气象数据采集处理器的温度信号输入端；浓雾传感器由固定在浓雾线路板正面的镀金的浓雾盘绕铜箔和温湿度传感器集成电路组成，浓雾盘绕铜箔的两个浓雾信号感应输出端分别接气象数据采集处理器的浓雾信号输入端和地，温湿度传感器集成电路的两个温湿度信号输出端分别接气象数据采集处理器的两个温湿度信号输入端。
3.根据权利要求2所述的高速公路全路段及时提示系统，其特征在于在高速公路中央隔离带或公路两旁的钢管上从下至上依次安装有及时提示终端箱、信号采集盒和太阳能电池板，浓雾传感器通过吊杆安装在向下开口的信号采集盒内的顶板上，在信号采集盒的前后侧板上均加工有让雾气渗入信号采集盒内的百叶孔，在信号采集盒外的顶板设有顶端上开口的雨雪冰传感器安装盒，雨雪冰传感器通过支撑杆安装在雨雪冰传感器安装盒内， 胶体蓄电池安装在钢管下面基础的凹坑中。
4.根据权利要求3所述的高速公路全路段及时提示系统，其特征在于在雨雪冰传感器安装盒的底角设有排水口。
5.根据权利要求1所述的高速公路全路段及时提示系统，其特征在于所述监控设备为事件检测仪、视频监控器、气象仪和隧道火灾报警传感器。
6.根据权利要求1所述的高速公路全路段及时提示系统，其特征在于所述LED显示屏为单面显示屏或前、后双面显示屏的一种。
7.根据权利要求1所述的高速公路全路段及时提示系统，其特征在于所述DC - DC 多路输出稳压电源设计为高效率低损耗的电压变换稳压电源，采用三路输出+5V给终端 GPRS发送\接收模块供电，+2. 5V给红色LED驱动供电，+3. 3V给绿色LED驱动和其他部分
全文摘要
本发明公开了一种高速公路全路段及时提示系统，它由监控中心计算机、互联网、移动通信网络、若干种监控设备和若干个及时提示终端组成，每个及时提示终端又由终端主控制器、终端GPRS发送\接收专用模块、终端天线、气象数据采集单元、LED显示单元和太阳能供电控制单元组成。本发明具有能根据各种突发或异常情况并根据气象条件自动采集各种气象信息、提前并及时提醒驾驶员前方发生的情况和发布恶劣气象信息、使驾驶员能提前采取相应措施、以避免交通事故发生、保障公路安全、自动化程度高、提示醒目、造价和能耗低的优点，能带来较好的社会效益。
文档编号G01W1/06GK102201170SQ201110131218
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者邝仲平 申请人:江西方兴科技有限公司