惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)屬于惡劣天氣檢測和交通信息提示【技術(shù)領(lǐng)域】。該智能檢測顯示系統(tǒng)包括中央控制處理單元、智能檢測單元和顯示單元，中央控制處理單元控制智能檢測單元和顯示單元。中央控制處理單元包括第一單片機(jī)、短信控制模塊和無線傳輸模塊；智能檢測單元包括第二單片機(jī)、信息采集模塊、雨雪智能識別模塊和霧天能見度檢測模塊；第二單片機(jī)控制信息采集模塊、雨雪智能識別模塊和霧天能見度檢測模塊；顯示單元包括可變自發(fā)光顯示牌。該發(fā)明可實(shí)時檢測外面氣候條件，當(dāng)室外天氣突變時，外部傳感器檢測到信號，將信號反饋給主機(jī)，并通過顯示牌做出限速或信號燈提示，提示過往車輛行人注意安全或減速慢行，進(jìn)而減少交通事故。
【專利說明】惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及惡劣天氣檢測和交通信息提示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種惡劣天氣智能 檢測顯示系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國幅員遼闊，氣候復(fù)雜多變，交通管制多樣，惡劣氣候不但對日常交通管理工作 有著巨大的影響，與交通事故的發(fā)生之間也有許多內(nèi)在的聯(lián)系。惡劣天氣對人、車、道路和 交通環(huán)境都有不同程度的消極影響。經(jīng)常誘發(fā)重大、特大惡性交通事故。研究惡劣氣候條 件與交通事故之間發(fā)生的內(nèi)在聯(lián)系，采取有針對性的預(yù)防措施，從而消除惡劣氣候條件對 交通安全的消極影響，對預(yù)防交通事故的發(fā)生有著十分重要的意義。每年因?yàn)閻毫犹鞖鉅?況如大雪、暴雨、大霧、霧霾、沙塵暴等突發(fā)的惡劣氣候影響，造成天氣突變，司機(jī)瞬間視線 不清，車速過快，反應(yīng)不及時，造成的交通事故多達(dá)上萬起。
[0003] 目前還沒有針對上述惡劣天氣對于行車中的司機(jī)和行人更有效的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)， 該智能檢測顯示系統(tǒng)可以實(shí)時檢測外面氣候條件，當(dāng)室外天氣突變時，外部傳感器檢測到 信號，將信號反饋給主機(jī)系統(tǒng)，并通過顯示牌做出限速或信號燈提示，使過往車輛行人及時 注意安全或減速慢行。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，包括中央控制處理單元、智能檢測單元和顯示 單元，中央控制處理單元控制智能檢測單元和顯示單元。
[0007] 所述的中央控制處理單元包括第一單片機(jī)、短信控制模塊和無線傳輸模塊。
[0008] 所述的智能檢測單元包括第二單片機(jī)、信息采集模塊、雨雪智能識別模塊和霧天 能見度檢測模塊；所述的第二單片機(jī)控制信息采集模塊、雨雪智能識別模塊和霧天能見度 檢測模塊。
[0009] 所述的顯示單元包括可變自發(fā)光顯示牌，所述的可變自發(fā)光顯示牌為發(fā)光二極 管；所述的可變自發(fā)光顯示牌可根據(jù)預(yù)先設(shè)定更換顯示內(nèi)容。
[0010] 所述的無線傳輸模塊處理智能檢測單元和顯示單元之間的信息傳輸。
[0011] 所述的短信控制模塊將智能檢測單元和顯示單元的信息通過短信傳輸給客戶端。
[0012] 所述的信息采集模塊設(shè)于室外，所述的信息采集模塊包括雨雪傳感器與能見度傳 感器。
[0013] 通過上述本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)安裝于室外， 可以實(shí)時檢測外面氣候條件，當(dāng)室外天氣突變時，外部傳感器檢測到信號，將信號反饋給第 二單片機(jī)（從機(jī)）和第一單片機(jī)（主機(jī)），并通過可變自發(fā)光顯示牌做出限速或信號燈提 示，提示過往車輛行人注意安全或減速慢行。這樣就不會因?yàn)槟芤姸韧蝗唤档突虻缆吠蝗?變得濕滑，車速過快，制動距離變長等原因造成交通事故，本發(fā)明可以極大的提高在惡劣氣 候條件下行人與車輛的行駛安全，降低事故發(fā)生率，可以及時有效的發(fā)出警示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的智能檢測顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明的信息采集模塊和加熱單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明的智能檢測單元的一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明的中央控制處理單元電路結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖5為智能檢測單元與顯示單元電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 其中，圖5a為顯示接口電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖5b為電源電路結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖5c為外部接口電路結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖5d為3. 3V電源電路結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖5e為反向電源電路結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖5f為放大信號電路結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖5g為驅(qū)動信號牌與加熱電路結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖5h為設(shè)定值調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖5i為12V電源電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0029] 如圖1、圖2和圖3所示，一種惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，包括中央控制處理單元 10、智能檢測單元20和顯示單元30,中央控制處理單元10控制智能檢測單元20和顯示單 元30,即所述的中央控制處理單元10接收智能檢測單元20和顯示單元30傳來的數(shù)據(jù)（信 息）并進(jìn)行處理，中央控制處理單元10向智能檢測單元20和顯示單元30發(fā)送指令（信 息）控制智能檢測單元20和顯示單元30的工作。
[0030] 如圖1所示，所述的中央控制處理單元10包括第一單片機(jī)（即主機(jī)）11、短信控制 模塊12和無線傳輸模塊13。短信控制模塊12可實(shí)現(xiàn)將有關(guān)該智能檢測顯示系統(tǒng)提示信息 通過短信方式發(fā)送給預(yù)先設(shè)定的客戶端。無線傳輸模塊13控制各單元或模塊之間的無線 傳輸。
[0031] 所述的無線傳輸模塊13可控制和處理智能檢測單元20和顯示單元30之間的信 息傳輸。
[0032] 所述的短信控制模塊12將智能檢測單元20和顯示單元30的信息通過短信傳輸 給客戶端，告知預(yù)先設(shè)定的客戶有關(guān)惡劣天氣狀況的信息。
[0033] 如圖1所示，所述的智能檢測單元20包括第二單片機(jī)21、信息采集模塊22、雨雪 智能識別模塊23和霧天能見度檢測模塊25。所述的第二單片機(jī)21控制信息采集模塊22、 雨雪智能識別模塊23和霧天能見度檢測模塊24,即所述的第二單片機(jī)（從機(jī)）21接收信息 采集模塊22、雨雪智能識別模塊23和霧天能見度檢測模塊24傳來的數(shù)據(jù)（信息）并進(jìn)行 處理，第二單片機(jī)21向信息采集模塊22、雨雪智能識別模塊23和霧天能見度檢測模塊24 發(fā)送指令（信息）控制信息采集模塊22、雨雪智能識別模塊23和霧天能見度檢測模塊24 的工作。
[0034] 所述的顯示單元30包括可變自發(fā)光顯示牌，所述的可變自發(fā)光顯示牌為發(fā)光二 極管。所述的可變自發(fā)光顯示牌可根據(jù)預(yù)先設(shè)定更換顯示內(nèi)容。
[0035] 如圖2所示，所述的信息采集模塊22設(shè)于室外，所述的信息采集模塊22包括雨雪 傳感器221與能見度傳感器222。
[0036] 如圖2所示，為了實(shí)現(xiàn)在冬季工作，本智能檢測顯示系統(tǒng)還包括加熱單元40,所述 的加熱單元40設(shè)于信息采集模塊22上。加熱單元40的設(shè)置是為了解決雨天雪天的檢測及 冬天惡劣條件下傳感器防凍的問題。因?yàn)榭紤]到冬天嚴(yán)寒天氣，雪大，容易造成設(shè)于室外的 信息采集模塊22被覆蓋、結(jié)冰的問題，在雨雪信息采集模塊22上（可以設(shè)于該模塊下面） 加裝特殊低電壓加熱單元40,該智能檢測顯示系統(tǒng)可以根據(jù)雨雪傳感器221采集回來的連 續(xù)數(shù)據(jù)對傳感器結(jié)冰或雨雪覆蓋等情況做出判斷，并發(fā)布指令進(jìn)而啟動加熱單元40發(fā)熱， 融化積雪積冰，保證該智能檢測顯示系統(tǒng)正常使用。
[0037] 如圖3所示，所述的智能檢測單元20還包括手動短信控制模塊25,客戶可以根據(jù) 主觀要求實(shí)施強(qiáng)制變換。即該系統(tǒng)有兩組控制模式，一種為自動控制模式，即系統(tǒng)自動檢 測，自動反應(yīng)，自動提示過往行人車輛；第二種是手動短信控制模式，即客戶可以根據(jù)主觀 要求通過手動短信控制模塊25實(shí)施強(qiáng)制變換。該系統(tǒng)在自動控制模式下完全智能檢測，智 能轉(zhuǎn)換，每次檢測結(jié)果都會通過短信形式發(fā)送到客戶手機(jī)，告知客戶顯示牌當(dāng)前顯示的內(nèi) 容。
[0038] 所述的手動短信控制模塊25切換到手動模式的時候，通過短信給客戶手機(jī)發(fā)送 轉(zhuǎn)換命令或者客戶用手機(jī)在遠(yuǎn)端直接發(fā)送命令讓顯示單元30的顯示內(nèi)容強(qiáng)制變化，客戶 在發(fā)送強(qiáng)制變換以后，所述的智能檢測單元20將客戶的短信命令設(shè)為第一優(yōu)先級，所述的 顯示單元30優(yōu)先顯示客戶命令，屏蔽自動檢測顯示內(nèi)容。
[0039] 所述的可變自發(fā)光顯示牌設(shè)于室外。該可變自發(fā)光顯示牌可在低溫條件下正常工 作，模擬顯示屏的字體，采用高亮度的發(fā)光二極管（LED)，耗電量極低。
[0040] 所述的能見度傳感器222每分鐘對天氣狀況自動檢測一次，并將采集的信號報告 回第二單片機(jī)21及第一單片機(jī)11，第一單片機(jī)11進(jìn)而將判斷結(jié)果傳遞至外部顯示單元 30,外部顯示單元30顯示相應(yīng)的結(jié)果。采集的信號報告回第二單片機(jī)21，第二單片機(jī)21將 數(shù)據(jù)傳遞給第一單片機(jī)11。
[0041] 所述的雨雪傳感器221為帶有模擬量信號輸出的電感雨雪濕度檢測傳感器。
[0042] 為了保證整個智能檢測顯示系統(tǒng)的正常工作，本發(fā)明的技術(shù)方案還包括系統(tǒng)供電 單元，所述的系統(tǒng)供電單元選用太陽能蓄電池。
[0043] 所述的無線傳輸模塊采用高頻信號，傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)300米。智能檢測單元20 與顯示單元30之間采用了中距離無線傳輸模塊13,無線控制，無線變化，采用高頻信號，抗 干擾強(qiáng)，傳輸準(zhǔn)確，傳輸最遠(yuǎn)距離可達(dá)300米。
[0044] 所述的信息采集模塊22設(shè)置在霧氣頻發(fā)路段，用無線信號控制。發(fā)送信號到相距 150m處的顯示牌上，給車輛預(yù)留減速制動時間，采用無線控制可以有效的解決道路施工拉 線成本高的問題。
[0045] 圖4和圖5公開了本發(fā)明的中央控制處理單元10、智能檢測單元20和顯示單元 30的部分功能電路結(jié)構(gòu)圖。
[0046] 本發(fā)明的技術(shù)方案主要應(yīng)用在市內(nèi)道路、城市快速干道、公路、高速公路上，可起 到對來往車輛因?yàn)樘鞖馔蛔兊葠毫犹鞖庠蛟斐山煌〒矶录敖煌ㄊ鹿实闹悄芫咀饔?。?惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)為內(nèi)部單片機(jī)控制，可選用太陽能蓄電池供電，并可根據(jù)設(shè)定 更換警示內(nèi)容，采用高亮度，低能耗發(fā)光二極管，符合當(dāng)前節(jié)約型社會要求，低碳環(huán)保，節(jié)能 減排。
[0047] 本發(fā)明的技術(shù)方案還具有如下技術(shù)效果：
[0048] (1)本系統(tǒng)可以在室外低寒天氣下工作，不需要人為的監(jiān)控，節(jié)省人力，檢測信息 時時傳回。能見度傳感器222每分鐘對天氣狀況自動檢測一次，對可能出現(xiàn)的天氣，如雨 天，雪天，霧天或者是此較惡劣的天氣，包括霧霾天氣、沙塵暴等天氣都可以進(jìn)行智能檢測， 當(dāng)測出外面天氣異常時，第一時間會把采集的信號報告回系統(tǒng)主機(jī)，主機(jī)在瞬間識別以后， 馬上做出判斷，調(diào)整外部顯示標(biāo)牌，以便提示過往車輛注意安全行駛。該系統(tǒng)的優(yōu)異之處在 于，體積小，功耗小，節(jié)能環(huán)保，不需要市電工作，完全依靠太陽能電池就可以正常工作。本 發(fā)明采用工業(yè)級模塊及單片機(jī)電路，完全能夠勝任東北的嚴(yán)寒天氣。目前市場上有的天氣 狀況檢測設(shè)備都動輒幾萬，進(jìn)口的動輒幾十萬，而且都是氣象上專用的大型設(shè)備，在交通設(shè) 備不合適大面積應(yīng)用。造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以說本發(fā)明的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)填補(bǔ) 了警示交通設(shè)備的一項(xiàng)空白，對行車，行人安全有著重大意義。
[0049] (2)短信控制，實(shí)時信號自動采集，自動發(fā)射返回。該系統(tǒng)顯示標(biāo)牌內(nèi)容可以根據(jù) 客戶主觀意愿手動控制。因?yàn)橛暄╈F可變標(biāo)志為系統(tǒng)自動識別控制，所以每次切換到手動 模式的時候都會給客戶手機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換命令，客戶也可以用手機(jī)在遠(yuǎn)端直接發(fā)送命令讓標(biāo)牌 強(qiáng)制變化，客戶在發(fā)送強(qiáng)制變換以后，惡劣環(huán)境檢測顯示系統(tǒng)會將客戶的短信命令設(shè)為第 一優(yōu)先級，優(yōu)先顯示客戶命令，屏蔽自動檢測。
[0050] 智能檢測單元工作原理如下：
[0051] 1、霧天能見度檢測模塊工作原理
[0052] 霧天能見度檢測模塊主要用于檢測天氣中的霧天及霧霾天氣，主要原理如下：
[0053] 利用紅外激光發(fā)射和接收過程中被空氣中的顆粒或水霧阻擋的程度值來判斷是 否出現(xiàn)異常天氣（霧天或霧霾天），即發(fā)射端為紅外激光頭，距離600_處為接收端光敏電 阻。正常天氣下，接收端接收的紅外光線信號為固定值，當(dāng)出現(xiàn)阻擋時，（有霧或霧霾）接 收端接收的紅外光線信號開始衰減，當(dāng)光線衰減到規(guī)定數(shù)值時，即能見度檢測模塊認(rèn)為霧 天（霧霾天）出現(xiàn)，然后將霧天（霧霾天）信號反饋給主程序，主程序經(jīng)過單片機(jī)處理，將 信號放大，啟動LED。
[0054] 2、雨雪智能識別模塊工作原理
[0055] 雨雪智能識別模塊主要用于檢測和識別天氣中出現(xiàn)的雨天和雪天，主要檢測原理 如下：
[0056] 利用"帶有模擬量信號輸出的電感雨雪濕度檢測傳感器（即探頭）"，即當(dāng)雨水或 雪水落到該模塊的"雨雪電感濕度檢測探頭"上時，電阻值升高。在沒有雨水或冰雪的天 氣時，該檢測數(shù)值為固定值，當(dāng)有一定量的雨水或雪水落到檢測探頭上時，電阻值超過固定 值，模塊即認(rèn)為天氣下雪或下雨，雨雪天檢測模塊將采集的信號反饋給主程序，主程序經(jīng)過 單片機(jī)處理，將信號放大，啟動可變自發(fā)光顯示牌。
[0057] 當(dāng)冬天室外溫度處于零攝氏度以下時，防止因?yàn)檠┨旎騼鲇陮㈦姼袧穸葯z測探頭 凍上，造成一直報警的假象，通過加熱單元可解決上述問題。即該加熱單元每小時啟動一 次，每次啟動保證將被雪水凍住的電感濕度檢測探頭化開，防止誤報警。
[0058] 綜上所述，惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)在經(jīng)過雨雪傳感器與能見度傳感器的采集 與反饋信息，經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部邏輯運(yùn)算，智能分析，信號放大傳導(dǎo)到繼電器，實(shí)現(xiàn)了 LED警 示顯示單元的智能切換，實(shí)現(xiàn)了無人操作，無人實(shí)時檢測，該系統(tǒng)具有簡單準(zhǔn)確，誤報率低 等特點(diǎn)。
[0059] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范 圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，包括中央控制處理單元、智能檢測單元和顯示單 元，中央控制處理單元控制智能檢測單元和顯示單元，其特征在于， 所述的中央控制處理單元包括第一單片機(jī)、短信控制模塊和無線傳輸模塊； 所述的智能檢測單元包括第二單片機(jī)、信息采集模塊、雨雪智能識別模塊和霧天能見 度檢測模塊；所述的第二單片機(jī)控制信息采集模塊、雨雪智能識別模塊和霧天能見度檢測 模塊； 所述的顯示單元包括可變自發(fā)光顯示牌，所述的可變自發(fā)光顯示牌為發(fā)光二極管；所 述的可變自發(fā)光顯示牌可根據(jù)預(yù)先設(shè)定更換顯示內(nèi)容； 所述的無線傳輸模塊處理智能檢測單元和顯示單元之間的信息傳輸； 所述的短信控制模塊將智能檢測單元和顯示單元的信息通過短信傳輸給客戶端； 所述的信息采集模塊設(shè)于室外，所述的信息采集模塊包括雨雪傳感器與能見度傳感 器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱單元， 所述的加熱單元設(shè)于信息采集模塊上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能檢測 單元還包括手動短信控制模塊，客戶可以根據(jù)主觀要求實(shí)施強(qiáng)制變換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的手動短信 控制模塊切換到手動模式的時候，通過短信給客戶手機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換命令或者客戶用手機(jī)在遠(yuǎn) 端直接發(fā)送命令讓顯示單元的顯示內(nèi)容強(qiáng)制變化，客戶在發(fā)送強(qiáng)制變換以后，所述的智能 檢測單元將客戶的短信命令設(shè)為第一優(yōu)先級，所述的顯示單元優(yōu)先顯示客戶命令，屏蔽自 動檢測顯示內(nèi)容。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的可變自發(fā) 光顯不牌設(shè)于室外。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的能見度傳 感器每分鐘對天氣狀況自動檢測一次，并將采集的信號報告回第二單片機(jī)及第一單片機(jī)， 第一單片機(jī)進(jìn)而將判斷結(jié)果傳遞至外部顯示單元，外部顯示單元顯示相應(yīng)的結(jié)果。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的雨雪傳感 器為帶有模擬量信號輸出的電感雨雪濕度檢測傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)供電 單元，所述的系統(tǒng)供電單元選用太陽能蓄電池。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線傳輸 模塊采用高頻信號，傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)300米。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣天氣智能檢測顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的信息采集 模塊設(shè)置在霧氣頻發(fā)路段，用無線信號控制。
【文檔編號】G08G1/0967GK104091459SQ201410334444
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】祁東 申請人:沈陽翼飛達(dá)交通設(shè)施有限公司