本實用新型涉及自動檢測、無線傳輸報警設備，尤其是涉及一種高速公路橋面結冰檢測與報警系統(tǒng)。

背景技術：

高速公路橋面結冰給交通運輸帶來了極大的安全隱患。尤其是在冬季，由于橋面是懸空的，周圍空氣流動快，橋體的熱量散發(fā)和表面溫度下降也快，加之沒有地溫的補償，所以橋面路段比路基路段更容易結冰。冬季里，在路基路段與橋面路段交匯的地方，往往會出現路基路段沒結冰，而橋面路段結了冰的情況。當這種情況發(fā)生時，如果司機沒能提前得知橋面路段的結冰情況，仍然駕駛汽車高速駛入結了冰的橋面路段，那么車輛就會出現打滑的情況，極易導致車輛側翻、追尾等交通事故的發(fā)生。目前尚未具備有效解決橋面結冰問題的辦法。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種高速公路橋面結冰檢測與報警系統(tǒng)，能全天候的檢測橋面路段的結冰情況，并將檢測到的信息及時發(fā)送給即將駛入已結冰橋面路段的車輛；此系統(tǒng)不僅適用于在路基路段與橋面路段交匯的地方路基路段沒結冰，而橋面路段結了冰的情況，而且還適用于高速公路易結冰的路基路段。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種高速公路橋面結冰檢測與報警系統(tǒng)，包括路面子系統(tǒng)和車載子系統(tǒng)，路面子系統(tǒng)安裝在橋面路段，向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結冰情況，車載子系統(tǒng)安裝在汽車駕駛室內，接收路面子系統(tǒng)發(fā)送過來的橋面路段結冰信息，并向司機提供預警信息；其中：路面子系統(tǒng)由第一ZigBee檢測節(jié)點、第二ZigBee檢測節(jié)點、第三ZigBee檢測節(jié)點、ZigBee路由器組成，第一ZigBee檢測節(jié)點安裝在路基路段與橋面路段交匯處的右端路緣石下方，第二ZigBee檢測節(jié)點安裝在路基路段與橋面路段交匯處的中心線上，第三ZigBee檢測節(jié)點安裝在路基路段與橋面路段交匯處的左端路緣石下方，第一ZigBee檢測節(jié)點、第二ZigBee檢測節(jié)點、第三ZigBee檢測節(jié)點的檢測面和橋面平齊，在橋的橫向上水平放置，用于檢測橋面的結冰情況，并將檢測到的信息通過ZigBee網絡發(fā)送給ZigBee路由器，ZigBee路由器安裝在橋頭，用于接收第一ZigBee檢測節(jié)點、第二ZigBee檢測節(jié)點、第三ZigBee檢測節(jié)點發(fā)送回來的數據，并將數據打包后通過ZigBee網絡發(fā)送給車載子系統(tǒng)，在橋的縱向上，每隔40米安裝一個路面子系統(tǒng)；車載子系統(tǒng)由ZigBee協調器和語音報警器組成，ZigBee協調器用于接收、處理ZigBee路由器發(fā)送過來的數據，并控制語音報警器為司機提供前方橋面結冰情況。

ZigBee檢測節(jié)點由溫度傳感器、濕度傳感器、結冰傳感器、放大電路、濾波電路、A/D轉換電路、ZigBee網絡終端節(jié)點組成，溫度傳感器采用IC溫度傳感器，啟動溫度設置為2攝氏度（即溫度低于2攝氏度時啟動），用于檢測橋面的溫度并判斷是否達到結冰的溫度；濕度傳感器采用電阻式濕度傳感器，用于檢測橋面濕度并判斷結冰的外界濕度條件；結冰傳感器采用電容式結冰傳感器（根據冰、空氣、水的介電常數不同來判斷電極之間的介質是冰、空氣還是水），用于檢測橋面是否結冰；放大電路采用低失真差分放大器 (AD8138)作為主控芯片，對溫度傳感器、濕度傳感器、結冰傳感器檢測到的信號進行放大；濾波電路采用四運放集成電路（M324）作為主控芯片，將放大電路發(fā)送來的信號中攜帶的雜波進行濾除；A/D轉換電路采用模/數轉換器（AD9254）作為主控芯片，將濾波電路發(fā)送來的模擬信號轉換成數字信號；再由ZigBee網絡終端節(jié)點將A/D轉換電路發(fā)送來的數字信號發(fā)送給ZigBee路由器；正常情況下，ZigBee網絡終端節(jié)點、ZigBee路由器、ZigBee協調器處于休眠狀態(tài)，當橋面溫度和濕度同時達到結冰時的外界條件，或結冰傳感器檢測到橋面結冰時，ZigBee網絡終端節(jié)點、ZigBee路由器、ZigBee協調器恢復正常工作。

本實用新型由路面子系統(tǒng)（由第一ZigBee檢測節(jié)點、第二ZigBee檢測節(jié)點、第三ZigBee檢測節(jié)點、ZigBee路由器組成）和車載子系統(tǒng)（由ZigBee協調器和語音報警器組成）組成。路面子系統(tǒng)向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結冰情況，車載子系統(tǒng)接收路面子系統(tǒng)發(fā)送過來的橋面路段結冰信息，并向司機提供預警信息。

本實用新型能全天候的檢測橋面路段的結冰情況，并將檢測到的信息及時發(fā)送給即將駛入已結了冰的橋面路段的車輛，提醒司機做好減速準備；此系統(tǒng)不僅適用于在路基路段與橋面路段交匯的地方路基路段沒結冰，而橋面路段結了冰的情況，而且還適用于高速公路易結冰的路基路段。有效的解決了司機在不知前方路面是否結冰的情況下，盲目的行車而發(fā)生交通事故的問題，降低交通安全事故。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結構示意圖。

圖2為本實用新型的工作原理圖。

圖3為本實用新型的ZigBee檢測節(jié)點結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例并對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1、圖2所示，本實用新型的高速公路橋面結冰檢測與報警系統(tǒng)，由路面子系統(tǒng)1和車載子系統(tǒng)2組成，路面子系統(tǒng)1安裝在橋面路段，向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結冰情況，車載子系統(tǒng)2安裝在汽車駕駛室儀表板上的雜物箱內，接收路面子系統(tǒng)1發(fā)送過來的橋面路段結冰信息，并向司機提供預警信息；其中：路面子系統(tǒng)1由第一ZigBee檢測節(jié)點3、第二ZigBee檢測節(jié)點4、第三ZigBee檢測節(jié)點5、ZigBee路由器6組成，第一ZigBee檢測節(jié)點3安裝在路基路段與橋面路段交匯處的右端路緣石下方，第二ZigBee檢測節(jié)點4安裝在路基路段與橋面路段交匯處的中心線上，第三ZigBee檢測節(jié)點5安裝在路基路段與橋面路段交匯處的左端路緣石下方，第一ZigBee檢測節(jié)點3、第二ZigBee檢測節(jié)點4、第三ZigBee檢測節(jié)點5的檢測面和橋面平齊，在橋的橫向上水平放置，用于檢測橋面的結冰情況，并將檢測到的信息通過ZigBee網絡發(fā)送給ZigBee路由器6，ZigBee路由器6安裝在橋頭，用于接收第一ZigBee檢測節(jié)點3、第二ZigBee檢測節(jié)點4、第三ZigBee檢測節(jié)點5發(fā)送回來的數據，并將數據打包后通過ZigBee網絡發(fā)送給車載子系統(tǒng)2，在橋的縱向上，每隔40米安裝一個路面子系統(tǒng)；車載子系統(tǒng)2由ZigBee協調器7和語音報警器8組成，ZigBee協調器7用于接收、處理ZigBee路由器6發(fā)送過來的數據，并控制語音報警器8為司機提供前方橋面結冰情況。

如圖3所示，ZigBee檢測節(jié)點由溫度傳感器9、濕度傳感器10、結冰傳感器11、放大電路12、濾波電路13、A/D轉換電路14、ZigBee網絡終端節(jié)點15組成，溫度傳感器9采用IC溫度傳感器，啟動溫度設置為2攝氏度（即溫度低于2攝氏度時啟動），用于檢測橋面的溫度并判斷是否達到結冰的溫度；濕度傳感器10采用電阻式濕度傳感器，用于檢測橋面濕度并判斷結冰的外界濕度條件；結冰傳感器11采用電容式結冰傳感器（根據冰、空氣、水的介電常數不同來判斷電極之間的介質是冰、空氣還是水），用于檢測橋面是否結冰；放大電路12采用低失真差分放大器 (AD8138)作為主控芯片，對溫度傳感器9、濕度傳感器10、結冰傳感器11檢測到的信號進行放大；濾波電路13采用四運放集成電路（M324）作為主控芯片，將放大電路12發(fā)送來的信號中攜帶的雜波進行濾除；A/D轉換電路14采用模/數轉換器（AD9254）作為主控芯片，將濾波電路13發(fā)送來的模擬信號轉換成數字信號；再由ZigBee網絡終端節(jié)點15將A/D轉換電路14發(fā)送來的數字信號發(fā)送給ZigBee路由器6；正常情況下，ZigBee網絡終端節(jié)點15、ZigBee路由器6、ZigBee協調器7處于休眠狀態(tài)，當橋面溫度和濕度同時達到結冰時的臨界條件，或結冰傳感器11檢測到橋面結冰時，ZigBee網絡終端節(jié)點15、ZigBee路由器6、ZigBee協調器7恢復正常工作。

本實用新型由路面子系統(tǒng)1（由第一ZigBee檢測節(jié)點3、第二ZigBee檢測節(jié)點4、第三ZigBee檢測節(jié)點5、ZigBee路由器6組成）和車載子系統(tǒng)2（由ZigBee協調器7和語音報警器8組成）組成。路面子系統(tǒng)1向即將駛來的車輛發(fā)送橋面路段的結冰情況，車載子系統(tǒng)2接收路面子系統(tǒng)1發(fā)送過來的橋面路段結冰信息，并向司機提供預警信息。

冬季里，在路基路段與橋面路段交匯的地方出現路基路段沒結冰，而橋面路段結了冰的情況時，第一ZigBee檢測節(jié)點3、第二ZigBee檢測節(jié)點4、第三ZigBee檢測節(jié)點5將橋面路段結冰情況發(fā)送給ZigBee路由器6，當有車輛即將駛入已結了冰的橋面路段時，ZigBee路由器6與ZigBee協調器7進行通訊，通過語音報警器8向司機報道該處橋面的結冰情況。只需第一ZigBee檢測節(jié)點3、第二ZigBee檢測節(jié)點4、第三ZigBee檢測節(jié)點5之中任一個ZigBee檢測節(jié)點檢測到橋面路段結冰時，就向即將駛入已結冰的橋面路段的車輛發(fā)送該路段結冰的信息。有效的解決了司機在不知前方路面是否結冰的情況下，盲目行車而發(fā)生交通事故的問題。