專利名稱：坡路會車監測警示裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用磁場探測原理、保護汽車司機駕駛安全的山區坡路會車監測警示裝置。
背景技術：
隨著山區公路建設的迅猛發展，山區公路運輸愈加繁忙，但由于山區交通管理困難，加之交通設施建設的薄弱，其道路安全問題形勢嚴峻，尤其是在盤山公路的狹窄坡路急轉彎處會車，往往因視野盲區，導致交通事故頻發，為杜絕此類交通隱患，許多山區采用在危險坡路懸崖邊上設置標志牌或裝設會車觀測玻璃視鏡的辦法、雖然可在一定程度上提醒司機或改善其視野，降低交通事故發生頻率，但不能從根本上解決司機視野盲區之隱患，尤其是在夜間或霧天會車時毫無作用。
實用新型內容本實用新型針對上述問題，提供一種基于磁場探測原理、保護汽車司機駕駛安全的山區坡路會車監測警示裝置，該裝置能對上、下坡車輛進行全天候實時監測，當坡路轉彎處附近出現相向行駛車輛時，能及時提供相應信息，提醒司機謹慎駕駛、從而有效地避免了坡路會車事故的發生，確保行車安全。
本實用新型提供的技術方案是一種坡路會車監測警示裝置，包括磁場傳感器、環境溫度監測電路、A/D轉換器、單片機、聲光警示電路、同軸信號電纜及信號燈柱組成，環境溫度監測電路、A/D轉換器、單片機聲光警示電路安裝在信號燈柱上，兩套結構完全相同的磁場傳感器分別預埋入上、下坡路行駛車輛必經路面下，并通過同軸信號電纜與A/D轉換器相連，共用的一套環境溫度監測電路與A/D轉換器相連，A/D轉換器的輸出與單片機相連，單片機的輸出與聲光警示電路相連。
上述磁場傳感器由振蕩電路、環形檢測線圈、相敏檢波電路、運算放大器及采保器電路組成，環形檢測線圈由高導磁材料環形磁環、分別繞在磁環上的勵磁線圈、行駛車輛檢測線圈組成，振蕩電路輸出與勵磁線圈相連、行駛車輛檢測線圈與相敏檢波電路相連、相敏檢波電路的輸出經運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、語音及功放電路、揚聲器、交通警示燈組成，繼電器電路的輸入接單片機的輸出、繼電器的接點分別與交通警示燈和語音及功放電路的輸入相連，語音及功放電路的輸出與揚聲器相連。
本實用新型的信號燈柱(如鋼筋水泥或金屬柱)可樹立在需要會車監測警示的公路邊如盤山公路的坡路轉彎懸崖邊，坡路轉彎處附近上、下坡路的路面下分別埋入磁場傳感器。當坡路轉彎處附近出現行駛車輛時，對應另一邊的警示交通燈自動點燃，提示對邊司機注意。若轉彎處上下坡均出現相向行駛車輛時，不僅雙方的警示交通燈均點燃、且信號燈柱上的聲訊預警揚聲器將反復發出“對面有車，小心駕駛”面的語音提示，當車輛駛過后，聲訊預警自動停止。本實用新型能對上、下坡車輛進行全天候實時監測，當坡路轉彎處附近出現相向行駛車輛時，能及時提供相應信息，提醒司機謹慎駕駛、從而有效地避免了坡路會車事故的發生，確保行車安全。
圖1是本實用新型的結構框圖；圖2是本實用新型磁場傳感器振蕩電路、環形線圈及相敏檢波電路原理圖；圖3是本實用新型磁場傳感器運算放大器及采保器電路原理圖；圖4是本實用新型環境溫度檢測電路原理圖；圖5是本實用新型A/D轉換及單片機電路原理圖；圖6是本實用新型聲光警示電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例，對本實用新型作進一步詳細的描述。
參見圖1；本實用新型包括磁場傳感器1、2，環境溫度監測電路5，A/D轉換器6、單片機7(80C51)及聲光警示電路8、同軸信號電纜3及信號燈柱4組成，環境溫度監測電路5、A/D轉換器6、單片機7及聲光警示電路8安裝在信號燈柱4上，兩套結構完全相同的磁場傳感器1、2分別預埋入上、下坡路行駛車輛必經路面下，并通過同軸信號電纜3與A/D轉換器6相連，共用的一套環境溫度監測電路5與A/D轉換器6相連，A/D轉換器6的輸出與單片機7相連，單片機7的輸出與聲光警示電路8相連。圖3及圖4參見圖2，本實用新型磁場傳感器1、2分別由振蕩電路、環形檢測線圈、相敏檢波電路、運算放大器及采保器電路組成，環形檢測線圈由高導磁材料環形磁環、分別繞在磁環上的勵磁線圈L1、行駛車輛檢測線圈L2組成，它是利用鐵磁材料的非線性磁化特性來測量微弱外磁場的一種高靈敏度的飽和磁心傳感器。其中IC1(LM741)和IC2(LM741)芯片構成巴特沃茲帶通濾波器，經移相、限幅后引入反饋，組成正弦及余弦振蕩器。IC2輸出的余弦信號由IC3(555)及BG1、BG2組成的施密特觸發器整形放大為同頻的方波信號后，接入環形檢測線圈上的勵磁線圈L1、并使環形磁心往復磁化至飽和。若此時不存在被測外磁場(無行駛車輛)，檢測線圈L2輸出的感應電勢作傅氏級數展開時，只包含激勵方波頻率的奇次諧波。當有行駛車輛切割環形線圈時，因外磁場在鐵芯中形成的磁通為交變磁場所調制，造成激勵周期內正負半周不對稱，從而使檢測線圈L2輸出以二次諧波為主要成分的偶次諧波信號，該信號經過由乘法器IC5(4066)、低通濾波器IC6、R14、R15、C10、C11、C12組成的相敏檢波電路后，再經運算放大器IC7增益放大，輸出Vout的幅值正比于外磁場強度及變化ΔH(參見圖3)。IC1輸出的正弦信號經IC4(555)施密特電路整形后，接入乘法器IC5，與L2輸出信號作乘法運算。
圖3磁場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IC10。當坡路存在行駛車輛時，IC7的輸出Vout信號經IC8、IC9、IC10輸出端(1M或2M)分別送至圖5中單片機80C51的P1.0或P1.1口，告之單片機鎖存行駛車輛的位置、并通過IC20向80C51提出中斷申請、中斷允許時，Vout輸入至IC12(AD0809)的IN0或IN1口經A/D轉換后、送到單片機進行相關處理。圖3中IC8的控制端口分別連接到單片機80C51的P1.3及P1.4口，由單片機控制采保器的工作狀態。由于磁場環形檢測線圈上取得的二次諧波信號對環境溫度較敏感，故在系統中設置環境溫度檢測電路，由A/D轉換器3M端口采樣后、送單片機予以補償。
參見圖4，本實用新型環境溫度檢測電路主要由溫度敏感元件AD590及IC11(LM324)構成的射極跟隨器組成，AD590將實時監測坡路環境溫度、并將其轉換成電壓信號經射極跟隨器的IC11送至A/D轉換器IN2端口，離散量化后由80C51對二次諧波信號進行修正和補償，以消除環境溫度變化引起的系統誤差，從而確保系統的辨識率及可靠性。
參見圖5、圖6，本實用新型聲光警示電路由繼電器電路(JK1、JK2)、語音及功率放大電路、揚聲器SP、交通警示燈NP1、NP2組成，繼電器電路的輸入接單片機的輸出、繼電器的接點分別與交通警示燈和語音及功率放大電路的輸入相連，語音及功率放大的輸出與揚聲器相連。圖5中IC15-IC19為A/D轉換與單片機之間的接口芯片。上、下坡路轉彎處附近無行駛車輛時，信號燈柱無聲光信號提示。當上坡或下坡路面存在行駛車輛，因車輛金屬底盤切割飽和磁心環形線圈，則檢測線圈L2輸出二次諧波信號、經相敏檢波(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，告之單片機鎖存行駛車輛的位置并由P1.5或P1.6口輸出低電平、經IC21或IC22反相后，分別使開關晶體管BG3或BG4飽和導通。一旦晶體管BG3或BG4飽和導通，繼電器JK1或JK2線圈得電，其常開接點JK1或JK2閉合，自動點燃對應的警示交通燈。當上下坡轉彎處路面出現會車時，常開接點JK1和JK2均閉合，除點燃上下坡對應交通警示燈外，BG5飽和導通，語音芯片IC23得電，語音信號經功率放大器IC24(386)由揚聲器反復播放“對面有車，小心駕駛”警示語音，提示司機謹慎駕駛，并延時到會車消除后，繼電器JK1.JK2線圈自動失電，聲光預警信號自行解除。
本實用新型具有結構簡單、性能較穩定、靈敏度較高、檢測電路易于實現諸優點，適合盤山公路路面施工方便，電源便利的地方安裝使用。
權利要求1.一種坡路會車監測警示裝置，其特征在于包括磁場傳感器、環境溫度監測電路、A/D轉換器、單片機、聲光警示電路、同軸信號電纜及信號燈柱組成，環境溫度監測電路、A/D轉換器、單片機聲光警示電路安裝在信號燈柱上，兩套結構完全相同的磁場傳感器分別預埋入上、下坡路行駛車輛必經路面下，并通過同軸信號電纜與A/D轉換器相連，共用的一套環境溫度監測電路與A/D轉換器相連，A/D轉換器的輸出與單片機相連，單片機的輸出與聲光警示電路相連。
2.根據權利要求1所述的監測警示裝置，其特征在于磁場傳感器由振蕩電路、環形檢測線圈、相敏檢波電路、運算放大器及采保器電路組成，環形檢測線圈由高導磁材料環形磁環、分別繞在磁環上的勵磁線圈和行駛車輛檢測線圈組成，振蕩電路輸出與勵磁線圈相連、行駛車輛檢測線圈與相敏檢波電路相連、相敏檢波電路的輸出經運算放大器與采保器電路相連。
3.根據權利要求1或2所述的監測警示裝置，其特征在于聲光警示電路由繼電器電路、語音及功率放大電路、揚聲器、交通警示燈組成，繼電器電路的輸入接單片機的輸出、繼電器的接點分別與交通警示燈和語音及功率放大電路的輸入相連，語音及功率放大電路的輸出與揚聲器相連。
專利摘要本實用新型涉及一種坡路會車監測警示裝置，包括磁場傳感器、環境溫度監測電路、A/D轉換器、單片機、聲光警示電路、同軸信號電纜及信號燈柱組成，環境溫度監測電路、A/D轉換器、單片機聲光警示電路安裝在信號燈柱上，兩套結構完全相同的磁場傳感器分別預埋入上、下坡路行駛車輛必經路面下，并通過同軸信號電纜與A/D轉換器相連，共用的一套環境溫度監測電路與A/D轉換器相連，A/D轉換器的輸出與單片機相連，單片機的輸出與聲光警示電路相連。本實用新型具有結構簡單、性能較穩定、靈敏度較高、檢測電路易于實現諸優點，適合盤山公路路面施工方便，電源便利的地方安裝使用。
文檔編號G08G1/0962GK2775770SQ20052009556
公開日2006年4月26日 申請日期2005年3月21日 優先權日2005年3月21日
發明者熊昌侖, 李可, 曹樹平 申請人:武漢大學