道路结冰监测预警系统技术方案

本实用新型专利技术涉及道路交通中的自动化监测装置，具体是一种道路结冰监测预警系统，包括与后端处理平台通过GPRS网络或无线自组网络连接的道路网关，所述道路网关通过GPRS网络或无线自组网络连接有道路结冰监测传感器；所述后端处理平台通过GPRS网络或无线自组网络与信息预警发布终端连接；所述道路结冰监测传感器又包括壳体，位于壳体内腔中的单片机、铝电池和无线射频模块，空气温湿度传感器通过导线与单片机连接，固定在壳体底板上的地面温度传感器通过导线与单片机连接，固定在壳体底板上的电导率传感器或电容传感器通过导线与单片机连接。本实用新型专利技术由于所述结构而具有的优点是：提高了监测稳定性和准确性，以及延长了使用寿命短和降低使用成本。

Road icing monitoring and warning system

The utility model relates to an automatic monitoring device in road traffic, in particular to a road icing monitoring and warning system, including the back-end processing platform through GPRS network or wireless ad hoc network connecting road gateway, the road gateway through the GPRS network or wireless ad hoc network is connected with road icing monitoring sensor; the back-end processing platform through GPRS network connection or wireless ad hoc network and warning information release terminal; the road icing monitoring sensor comprises a shell, located in SCM, aluminum battery and wireless RF module in the cavity of the shell, the air temperature and humidity sensor and MCU by connecting wires, fixed on the bottom plate of the shell on the ground through the temperature sensor is connected with the SCM wire. Fixed on the shell soleplate of the conductivity sensor or capacitance sensor and MCU through wire connection. The utility model has the advantages that the monitoring stability and the accuracy are improved, the service life is prolonged, and the use cost is lowered.

【技术实现步骤摘要】
道路结冰监测预警系统
本技术涉及道路交通中的自动化监测装置，尤其是一种提高监测稳定性和准确性，以及延长使用寿命短和降低使用成本的道路结冰监测预警系统。
技术介绍
交通道路结冰，是指降水【如雨、雪、冻雨、雾滴等】碰到温度低于0℃的道路交通地面，而出现的结冰现象。通常包括冻结的残雪、凸凹的冰辙、雪融水或其他原因导致的道路积水，在寒冷季节形成的坚硬冰层。在道路结冰情况下，由于车辆轮胎与道路表面的摩擦系数大大减小，极易发生车体打滑，从而引发道路交通安全事故。道路结冰一般发生在11月至来年4月【即冬季至早春】的一段时间内，我国北方地区，尤其是东北和内蒙古北部地区，常常出现道路结冰现象。为了有效的减少道路交通安全事故，目前国内一些研究机构和公司利用不同检测监测方法，通过采集道路部分物理状态参数，从而判断道路结冰状态。其按接触与否主要分为非接触式和接触式，采用非接触式方法的主要有远程红外道路结冰探测器；采用接触式方法的主要有压差式、应变式、振动式，电容式、热流式、超声式和光纤式道路结冰传感器。其中，远程红外的监测方法准确率较高，但由于其元器件昂贵，能耗比较高，维护较困难等原因，并没有得到大规模实际使用。而各种接触式方法，由于各种原因，如稳定性、准确性、耐久性等，也未能在日常生活生产中得到应用。综上所述，现有技术的道路结冰监测结构的稳定性差、准确性低、使用寿命短、使用成本高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种提高监测稳定性和准确性，以及延长使用寿命短和降低使用成本的道路结冰监测预警系统。为实现上述目的而采用的技术方案是这样的，即一种道路结冰监测预警系统，包括与后端处理平台通过GPRS网络或无线自组网络连接的道路网关，所述道路网关通过GPRS网络或无线自组网络连接有道路结冰监测传感器；其中：所述后端处理平台通过GPRS网络或无线自组网络与信息预警发布终端连接；所述道路结冰监测传感器又包括壳体，位于壳体内腔中的单片机、铝电池和无线射频模块，无线射频模块通过导线与单片机连接，固定在壳体侧壁下部的空气温湿度传感器通过导线与单片机连接，固定在壳体底板上的地面温度传感器通过导线与单片机连接，固定在壳体底板上的电导率传感器或电容传感器通过导线与单片机连接；所述空气温湿度传感器将检测的道路空气温湿度反馈给单片机；所述地面温度传感器将检测的道路地面温度反馈给单片机；所述电导率传感器将检测的道路地面电导率反馈给单片机，或者所述电容传感器将检测的道路地面电容值反馈给单片机；所述单片机将道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电导率通过无线射频模块传递给道路网关，道路网关将所述道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电导率传递给后端处理平台进行判断结冰与否，若达到结冰阀值后端处理平台将结冰信息传递给信息预警发布终端进行发布；或者所述单片机将道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电容值通过无线射频模块传递给道路网关，道路网关将所述道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电容值传递给后端处理平台进行判断结冰与否，若达到结冰阀值后端处理平台将结冰信息传递给信息预警发布终端进行发布。本技术由于上述结构而具有的优点是：多参数检测，提高了监测稳定性和准确性，以及延长了使用寿命短和降低使用成本。附图说明本技术可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。图1为本技术的结构示意图。图2为本技术道路结冰监测传感器第一实施例的原理示意图。图3为本技术道路结冰监测传感器第二实施例的原理示意图。图4为本技术计量道路结冰监测传感器第一实施例的结构示意图。图5为图4的俯视方向的结构示意图。图6为图4的仰视方向的结构示意图。图7为本技术计量道路结冰监测传感器第二实施例的结构示意图。图8为图7的俯视方向的结构示意图。图9为图7的侧视方向的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：参见附图1至9，图中的道路结冰监测预警系统，包括与后端处理平台1通过GPRS网络或无线自组网络连接的道路网关2，所述道路网关2通过GPRS网络或无线自组网络连接有道路结冰监测传感器3；其中：所述后端处理平台1通过GPRS网络或无线自组网络与信息预警发布终端4连接；所述道路结冰监测传感器3又包括壳体301，位于壳体301内腔中的单片机302、铝电池303和无线射频模块304，无线射频模块304通过导线与单片机302连接，固定在壳体301侧壁下部的空气温湿度传感器305通过导线与单片机302连接，固定在壳体301底板上的地面温度传感器306通过导线与单片机302连接，固定在壳体301底板上的电导率传感器307或电容传感器308通过导线与单片机302连接；所述空气温湿度传感器305将检测的道路空气温湿度反馈给单片机302；所述地面温度传感器306将检测的道路地面温度反馈给单片机302；所述电导率传感器307将检测的道路地面电导率反馈给单片机302，或者所述电容传感器308将检测的道路地面电容值反馈给单片机302；所述单片机302将道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电导率通过无线射频模块304传递给道路网关2，道路网关2将所述道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电导率传递给后端处理平台1进行判断结冰与否，若达到结冰阀值【所述结冰阀值人为设定】后端处理平台1将结冰信息传递给信息预警发布终端4进行发布；或者所述单片机302将道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电容值通过无线射频模块304传递给道路网关2，道路网关2将所述道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电容值传递给后端处理平台1进行判断结冰与否，若达到结冰阀值后端处理平台1将结冰信息传递给信息预警发布终端4进行发布。电容传感器308的尺寸2.0cm*0.5cm（单块），表面软塑料绝缘材料，防止两电容极板发生导通情况。采用测量电容谐振频率的方式测量电容大小，具体使用TI公司的FDC2214电容测量芯片。当电容极片之间的介质由水凝固成冰是，检测电容值减小了0.2pF，此时作为判断道路结冰的一个条件。为便于安装，上述实施例中，优选地：所述壳体301上设置有定位安装孔309，该定位安装孔309贯穿壳体301。为便于实施，上述实施例中，优选地：所述道路网关2采用无线中继网关。所述地面温度传感器306采用红外线传感器。在该实施例中，红外线传感器不再采用远程，能够降低使用成本。为便于观察道路结冰监测传感器3是否正常工作，上述实施例中，优选地：所述单片机302通过导线与固定在壳体301侧壁上的指示灯5连接。上述实施例中，所述后端处理平台1、道路网关2、信息预警发布终端4、空气温湿度传感器305、地面温度传感器306、电导率传感器307和电容传感器308，以及单片机302、铝电池303和无线射频模块304均采用市场销售产品。上述实施例中，当采用电容传感器308【电容传感器308的极片间介电物质不同，极片间电容值不同，用于测量当极片之间的介电物质是冰的时候的介电常数】的实施例时，单片机302还可以通过导线与固定在壳体301侧壁上的红外线测温器310连接，进一步提高监测稳定性和准确性。上述结构具体使用时，为了减少对高速公路路面的破坏，采取把结冰传感器3安装在道路路面之上，采取在路面钻孔的形式固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路结冰监测预警系统，包括与后端处理平台（1）通过GPRS网络或无线自组网络连接的道路网关（2），所述道路网关（2）通过GPRS网络或无线自组网络连接有道路结冰监测传感器（3）；其特征在于：所述后端处理平台（1）通过GPRS网络或无线自组网络与信息预警发布终端（4）连接；所述道路结冰监测传感器（3）又包括壳体（301），位于壳体（301）内腔中的单片机（302）、铝电池（303）和无线射频模块（304），无线射频模块（304）通过导线与单片机（302）连接，固定在壳体（301）侧壁下部的空气温湿度传感器（305）通过导线与单片机（302）连接，固定在壳体（301）底板上的地面温度传感器（306）通过导线与单片机（302）连接，固定在壳体（301）底板上的电导率传感器（307）或电容传感器（308）通过导线与单片机（302）连接；所述空气温湿度传感器（305）将检测的道路空气温湿度反馈给单片机（302）；所述地面温度传感器（306）将检测的道路地面温度反馈给单片机（302）；所述电导率传感器（307）将检测的道路地面电导率反馈给单片机（302），或者所述电容传感器（308）将检测的道路地面电容值反馈给单片机（302）；所述单片机（302）将道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电导率通过无线射频模块（304）传递给道路网关（2），道路网关（2）将所述道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电导率传递给后端处理平台（1）进行判断结冰与否，若达到结冰阀值后端处理平台（1）将结冰信息传递给信息预警发布终端（4）进行发布；或者所述单片机（302）将道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电容值通过无线射频模块（304）传递给道路网关（2），道路网关（2）将所述道路空气温湿度、道路地面温度和道路地面电容值传递给后端处理平台（1）进行判断结冰与否，若达到结冰阀值后端处理平台（1）将结冰信息传递给信息预警发布终端（4）进行发布。...

【技术特征摘要】
1.一种道路结冰监测预警系统，包括与后端处理平台（1）通过GPRS网络或无线自组网络连接的道路网关（2），所述道路网关（2）通过GPRS网络或无线自组网络连接有道路结冰监测传感器（3）；其特征在于：所述后端处理平台（1）通过GPRS网络或无线自组网络与信息预警发布终端（4）连接；所述道路结冰监测传感器（3）又包括壳体（301），位于壳体（301）内腔中的单片机（302）、铝电池（303）和无线射频模块（304），无线射频模块（304）通过导线与单片机（302）连接，固定在壳体（301）侧壁下部的空气温湿度传感器（305）通过导线与单片机（302）连接，固定在壳体（301）底板上的地面温度传感器（306）通过导线与单片机（302）连接，固定在壳体（301）底板上的电导率传感器（307）或电容传感器（308）通过导线与单片机（302）连接；所述空气温湿度传感器（305）将检测的道路空气温湿度反馈给单片机（302）；所述地面温度传感器（306）将检测的道路地面温度反馈给单片机（302）；所述电导率传感器（307）将检测的道路地面电导率反馈给单片机（302），或者所述电容传感器（308）将检测的道路地面电容值反馈给单片机（302）；所述单片机（302）将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王田，陈卓，刘维维，刘芝华，
申请(专利权)人：重庆高略联信智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50