適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在路段中最危險位置的風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、控制器、通信模塊及設(shè)置在距離最危險位置500?1000米的LED顯示屏，風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器的信號輸出端與控制器的信號輸入端連接，控制器的信號輸出端分別與通信模塊、LED顯示屏連接。其中，風(fēng)速傳感器為三杯式風(fēng)速脈沖傳感器；控制器為89C51單片機控制器；通信模塊為ATK?SIM900A通信模塊。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、功耗小，既經(jīng)濟也環(huán)保且便于實現(xiàn)、成本較低。
【專利說明】
適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速路段駛?cè)朐训罆r車容易遇到垂直車身方向吹來的風(fēng)，很容易造成危險。這就是所謂的橫風(fēng)。高速行駛的汽車受到橫風(fēng)作用時，往往誘發(fā)車禍。橫風(fēng)對面包車、大型客車、帆布篷貨車等箱形車的影響較大，因為這類車輛的整體重心較高，側(cè)向面積較大;但重量輕的小汽車，也容易受到橫風(fēng)的影響。此外橫風(fēng)的作用是隨車速的提高而加劇的，汽車從隧道駛出的瞬間，或駛向風(fēng)力貫穿的橋梁、高路堤等路段時，往往會突然遭到強橫風(fēng)的襲擊。在山區(qū)行車，容易遇到突如其來的山風(fēng)，時間短而風(fēng)力強，吹動車輛偏離行車路線。由于風(fēng)速和風(fēng)向的非連續(xù)變化，駕駛員會感到汽車發(fā)飄，很容易造成交通事故。
[0003]傳感器作為現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，被認為是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，也是國內(nèi)外公認的最具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)有自動化方面的專家指出塑料工業(yè)網(wǎng)，傳感器技術(shù)直接關(guān)系到我國自動化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形勢，認為“傳感器技術(shù)強，則自動化產(chǎn)業(yè)強”。由此可見傳感器技術(shù)對自動化產(chǎn)業(yè)乃至整個國家工業(yè)建設(shè)的重要性。
[0004]近來傳感器與單片機結(jié)合的發(fā)展與研究已經(jīng)成為一種必然趨勢，因此將其應(yīng)用到道路安全上來也是理所當(dāng)然的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在路段中最危險位置的風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、控制器、通信模塊及設(shè)置在距離最危險位置500-1000米的LED顯示屏，所述風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端連接，所述控制器的信號輸出端分別與所述通信模塊、LED顯示屏連接，所述風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器固定在支撐桿上。
[0007]在上述方案中，所述風(fēng)速傳感器為三杯式風(fēng)速脈沖傳感器。
[0008]在上述方案中，所述控制器為89C51單片機控制器。
[0009]在上述方案中，所述通信模塊為ATK-SIM900A通信模塊。
[0010]在上述方案中，所述風(fēng)向傳感器的感應(yīng)組件為前端裝有輔助標(biāo)板的單板式風(fēng)向標(biāo)，角度變換采用七位格雷碼光電盤。
[0011]實施本實用新型適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0012]1、本實用新型的風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器將風(fēng)速和風(fēng)向信號傳遞給單片機控制器，單片機控制器對該信號進行處理，判斷當(dāng)前風(fēng)速和風(fēng)向的危險等級是否適合行車，若達到危險等級則將實時的天氣情況經(jīng)過通信模塊發(fā)送給交通部門使其對可能發(fā)生的交通事故做好救援準(zhǔn)備，同時及時在LED顯示屏上顯示當(dāng)前路況信息以告知司機靠邊停車，這樣能直接防止事故的發(fā)生。在距離最危險位置500-1000米處設(shè)置LED顯示屏，這樣能讓司機及時作出判斷。
[0013]2、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、功耗小，既經(jīng)濟也環(huán)保且便于實現(xiàn)、成本較低。
【附圖說明】

[0014]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0015]圖1為本實用新型適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:風(fēng)向傳感器1、風(fēng)速傳感器2、控制器3、通信模塊4、LED顯示屏5。
【具體實施方式】
[0017]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0018]如圖1所示，本實用新型適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在路段中最危險位置的風(fēng)向傳感器1、風(fēng)速傳感器2、控制器3、通信模塊4及設(shè)置在距離最危險位置500-1000米的LED顯示屏5，風(fēng)向傳感器1、風(fēng)速傳感器2的信號輸出端與控制器3的信號輸入端連接，控制器3的信號輸出端分別與通信模塊4、LED顯示屏5連接。其中，風(fēng)速傳感器2為三杯式風(fēng)速脈沖傳感器;控制器3為89C51單片機控制器;通信模塊4為ATK-S頂900A通信模塊。風(fēng)向傳感器I和風(fēng)速傳感器2固定在支撐桿上。
[0019]本實用新型的風(fēng)速傳感器2采用三杯式風(fēng)速傳感器，其信號變換電路為霍爾集成電路。當(dāng)風(fēng)速大于0.4m/s時，水平風(fēng)力驅(qū)動風(fēng)杯組旋轉(zhuǎn)，通過主軸帶動磁棒盤旋轉(zhuǎn)，磁棒盤上數(shù)十個小磁體形成若干個旋轉(zhuǎn)磁場，通過霍爾磁敏元件感應(yīng)出脈沖信號，其頻率隨風(fēng)速的增大而線性增加，計算公式為v = 0.1F，V為風(fēng)速(單位m/s)，F(xiàn)為脈沖頻率(單位Hz)。風(fēng)向傳感器I的感應(yīng)組件為前端裝有輔助標(biāo)板的單板式風(fēng)向標(biāo)，角度變換采用七位格雷碼光電盤。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)時，通過主軸帶動碼盤旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)動一定角度，位于碼盤上下兩側(cè)的七組發(fā)光與接收電器件就會產(chǎn)生一組新的七位并行格雷碼，經(jīng)過整形、倒相后輸出，方位-角度-格雷碼-二進制碼對照表是控制器3編程的依據(jù)。總的來講，風(fēng)速傳感器具有動態(tài)性能好、線性精度高、靈敏度高、測量范圍寬、互換性好、抗風(fēng)強度大等特點。
[0020]本實用新型的風(fēng)速傳感器2輸出信號為脈沖信號，可以直接為控制器3所接收，通過控制器3中斷/計數(shù)功能，對單位時間內(nèi)輸入的脈沖信號計數(shù)處理。不同次數(shù)對應(yīng)的風(fēng)速風(fēng)向各不相同。值得注意的是:控制器3每次接受的脈沖，其每一幀不同頻段的信息也是不相同，通常情況前面是風(fēng)速信息，后面則是風(fēng)向信息。
[0021]本實用新型的控制器3采用89C51單片機控制器(當(dāng)然也可以用更為強大的單片機)。目前89C51單片機在工業(yè)檢測領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。89C51單片機是Intel公司生產(chǎn)的一種單片機，在一小塊芯片上集成了一個微型計算機的各個組成部分。每個單片機包括:一個8位的微型處理器CPU，一個256K的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM，片內(nèi)程序存儲器R0M，四個8位并行的I/O接口 P0-P3(每個接口既可以輸入也可以輸出)，兩個定時器/計數(shù)器，五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)，一個全雙工UART的串行I/0 口，片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路(但石英晶體和微調(diào)電容需要外接，最高允許振蕩頻率是12MHZ)。以上各個部分通過內(nèi)部總線相連接。
[0022]本實用新型的通信模塊4為ATK-S頂900A通信模塊，便于其與單片機直接進行數(shù)據(jù)傳輸。ATK-SIM900A模塊支持RS232串口和LVTTL串口，并帶硬件流控制，支持5?24V的超寬工作范圍，使得本模塊可以非常方便與單片機進行連接，在使用時給ATK-S頂900A裝上一個SIM卡，再將ATK-S頂900A上STXD和SRXD串口與單片機系統(tǒng)的RXD和TXD串口(P2.2 口和P2.3口)連接，其中STXD和SRXD是SM900A的數(shù)據(jù)通信串口，我們默認發(fā)送的AT指令以及數(shù)據(jù)等都是通過這兩個端口。而DTXD和DRXD則是調(diào)試串口，主要是軟件升級時使用，一般用不到。RTXD和RRXD則是RS232串口經(jīng)過SP3232芯片轉(zhuǎn)換后的串口端口。通過單片機控制，該控制系統(tǒng)可以完成包括語音、短信和GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。需要注意的?單片機與ATK-S頂900A模塊需采用共地接法。這樣在風(fēng)速傳感器2檢測風(fēng)速達到危險等級時，在單片機的控制下就能及時的通知交通部門對可能發(fā)生的交通事故做好救援準(zhǔn)備。
[0023]本實用新型中LED顯示屏5可以直接采用高速公路常用顯示屏，LED顯示屏5通過單片機I/O口再配置相關(guān)的數(shù)據(jù)線即可達到控制目的，使其完成相關(guān)動作。本實用新型中LED顯示屏5僅在風(fēng)力達到危險條件時才顯示，這樣既可以減少不必要的能源浪費，也可以增加顯示屏的使用時間，從兩方面都節(jié)約了成本。
[0024]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在路段中最危險位置的風(fēng)向傳感器(I)、風(fēng)速傳感器(2)、控制器(3)、通信模塊(4)及設(shè)置在距離最危險位置500-1000米的LED顯示屏(5)，所述風(fēng)向傳感器(I)、風(fēng)速傳感器(2)的信號輸出端與所述控制器(3)的信號輸入端連接，所述控制器(3)的信號輸出端分別與所述通信模塊(4)、LED顯示屏(5)連接，所述風(fēng)向傳感器(I)和風(fēng)速傳感器(2)固定在支撐桿上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)速傳感器(2)為三杯式風(fēng)速脈沖傳感器，其信號變換電路為霍爾集成電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(3)為89C51單片機控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊(4)為ATK-S頂900A通信模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于橫風(fēng)環(huán)境的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)向傳感器(2)的感應(yīng)組件為前端裝有輔助標(biāo)板的單板式風(fēng)向標(biāo)，角度變換采用七位格雷碼光電盤。
【文檔編號】G01P13/02GK205721238SQ201620428527
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】謝磊, 甘燕
【申請人】武漢理工大學(xué)