本实用新型专利技术属于道路监测领域，特别是涉及一种道路结冰监测装置，探测阵列：包括若干电阻式探头，每路探头均产生电压信号传输至模拟通路模块一路信号接收端；模拟通路模块：将选择信号对应的一路电压信号传输至跨阻放大模块；跨阻放大模块：电压信号放大后传输至MCU主控模块；倾角传感模块：生成探测阵列角度信息传输至MCU主控模块；舵机控制模块：调整探测阵列角度；MCU主控模块：将倾角传感模块的角度信息、控制模拟通路的选择信号、电压信号变化结合生成道路结冰信息；本装置调整探测阵列角度监测道路结冰信息，通过模拟通路模块实现采集信号通路复用，减少了MCU模块的ADC端口占用，结合角度信息及探测阵列中探头电压变化信息获取更高的监测精度。获取更高的监测精度。获取更高的监测精度。
【技术实现步骤摘要】
一种道路结冰监测装置
[0001]本技术属于道路监测领域，特别涉及一种道路结冰监测装置。
技术介绍
[0002]气温下降会到导致路面出现水蒸汽冷凝和冰雪造成的冷凝现象，结冰的道路表面湿滑，使得车辆轮胎与道路摩擦系数降低，容易发生车辆侧滑，而且车辆的刹车制动时间会变长，提高发生交通事故的概率，针对道路结冰情况进行实施监测，及时对路面情况进行报告，做出适当的快速响应和应急方案可以尽量避免事故的发生。传统道路结冰监测一般使用红外或光强根据路面反射情况进行测量，但其测量容易受天气干扰，在雨雪雾天气时，射线受到大气中微粒产生散射和反射使得测量出现错误，而且其测量范围不大，大范围覆盖时成本较高。
技术实现思路
[0003]本技术所要解决的技术问题是提供一种不受气候影响、监测精度高的道路结冰监测装置。
[0004]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种道路结冰监测装置，包括：探测阵列：包括若干电阻式探头，每路探头均产生电压信号传输至模拟通路模块一路信号接收端；模拟通路模块：接收MCU主控模块选择信号，将选择信号对应的一路电压信号传输至跨阻放大模块；跨阻放大模块：将模拟通路模块的电压信号进行放大后传输至MCU主控模块；倾角传感模块：生成探测阵列角度信息传输至MCU主控模块；舵机控制模块：在MCU主控模块控制下，调整探测阵列与监测路面间的角度；MCU主控模块：通过舵机控制模块调整探测阵列与监测路面间的角度使探测阵列中各探头电压信号发生变化，接收跨阻放大模块处理后的电压信号，将倾角传感模块的角度信息、控制模拟通路的选择信号、电压信号变化结合生成道路结冰信息。
[0005]本装置将探测阵列倾斜放置于道路上使得各电阻式探头形成探测高低差异，倾角传感模块将探测阵列的角度信息采集至MCU主控模块，当道路结冰时，电阻式探头采集电压发生变化，各探头电压信号在选择信号控制下经跨阻放大模块处理后传输至MCU主控模块，MCU主控模块结合选择信号、电压信号、角度信息生产结冰信息，同时MCU控制舵机控制模块调整探测阵列的角度，改变各探头和道路的接触范围，提高采集精度，结合各种倾斜角度的采集信息获生产路结冰层的厚度信息。
[0006]进一步的，跨阻放大模块具体为：包括一集成运放，运放正输入通过电阻R39连接电源电压+5V，其正输入端分别通过电阻R40和C32连接模拟接地端，其正偏置端连接电压+5V，其正偏置端还分别通过电容C25和C27连接模拟接地端，其负偏置端接收模拟通路模块的输出信号，其负偏置端通过电阻R27连接其输出端，其输出端与MCU主控模块的ADC端口连接，电阻R27上并联有电容C24。采用负反馈放大，通过反馈电阻R27将探针的采集电压进行线性放大处理方便MCU主控模块的ADC端口接收，调整电阻R27阻值可以调整放大比例。
[0007]进一步的，倾角传感模块包括芯片U3，采用ADXL362BCCZ，有效感应探测阵列与路面间的角度并传输至MCU主控模块。
[0008]进一步的，装置还包括与MCU主控模块连接的温度传感器和红外传感器。温度传感器用于监测环境温度，点监测路面温度变化，红外传感器能够检测结冰时红外辐射能量分布生成热成像图，面监测路面温度变化，结合路面环境温度变化，提高结冰测量的准确性。
[0009]进一步的，通信模块包括485通信模块、蓝牙WIFI模块。通过485通信模块实现装置与计算机的远程通信，通过蓝牙WIFI模块实现与移动终端的无线通信。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益技术效果是：
[0011]1、调整探测阵列角度能有效监测道路结冰信息，通过模拟通路模块实现采集信号通路复用，减少了MCU模块的ADC端口占用，结合角度信息及探测阵列中探头电压变化信息获取更高的监测精度。
[0012]2、通过温度传感器和红外传感器对装置环境温度进行全范围监测，对结冰信息进行进一步修正。
附图说明
[0013]图1是本技术原理图。
[0014]图2是本技术跨阻放大模块电路原理图。
[0015]图3是本技术倾角传感模块电路原理图。
[0016]图4是本技术MCU主控模块电路原理图。
[0017]图5是本技术蓝牙WIFI模块电路原理图。
[0018]图6是本技术电源模块电路原理图。
具体实施方式
[0019]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0021]本技术为一种道路结冰监测装置，如图1所示，一种道路结冰监测装置，包括：探测阵列：包括若干电阻式探头，每路探头均产生电压信号传输至模拟通路模块一路信号接收端；模拟通路模块：接收MCU主控模块选择信号，将选择信号对应的一路电压信号传输至跨阻放大模块；跨阻放大模块：将模拟通路模块的电压信号进行放大后传输至MCU主控模块；倾角传感模块：生成探测阵列角度信息传输至MCU主控模块；舵机控制模块：在MCU主控模块控制下，调整探测阵列与监测路面间的角度；MCU主控模块：通过舵机控制模块调整探测阵列与监测路面间的角度使探测阵列中各探头电压信号发生变化，接收跨阻放大模块处理后的电压信号，将倾角传感模块的角度信息、控制模拟通路的选择信号、电压信号变化结合生成道路结冰信息。装置还包括与MCU主控模块连接的温度传感器和红外传感器。在具体实施中，模拟通路模块根据探头数量设置，在采用16个探头时，模拟通路模块采用两块
ADG706BRUZ，实现采集信号通路复用。温度传感器采用DS18B20，一般设置两组，通过两组数据获取更精确的环境温度。红外传感器采用MLX90614，通过非接触性测温得到环境温度。温度传感器和红外传感器得到的环境温度信息与探头采集生成的道路结冰信息相互验证。通信模块包括485通信模块、蓝牙WIFI模块。485通信模块采用MAX13487进行设计。
[0022]如图2所示，跨阻放大模块具体为：包括集成运放U9，其采用TLC2201CD，运放正输入通过电阻R39连接电源电压+5V，其正输入端分别通过电阻R40和C32连接模拟接地端，其正偏置端连接电压+5V，其正偏置端还分别通过电容C25和C27连接模拟接地端，其负偏置端接收模拟通路模块的输出信号，其负偏置端通过电阻R27连接其输出端，其输出端与MCU主控模块的ADC端口连接，电阻R27上并联有电容C24。其中，R27采用1MΩ，R39、R40采用10KΩ，电容C24采用1pf，电容C25采用10uF，电容C32和电容C27采用104规格即0.1uF。
[0023]如图3所示，倾角传感模块包括芯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种道路结冰监测装置，其特征在于，包括：探测阵列：包括若干电阻式探头，每路探头均产生电压信号传输至模拟通路模块一路信号接收端；模拟通路模块：接收MCU主控模块选择信号，将选择信号对应的一路电压信号传输至跨阻放大模块；跨阻放大模块：将模拟通路模块的电压信号进行放大后传输至MCU主控模块；倾角传感模块：生成探测阵列角度信息传输至MCU主控模块；舵机控制模块：在MCU主控模块控制下，调整探测阵列与监测路面间的角度；MCU主控模块：通过舵机控制模块调整探测阵列与监测路面间的角度使探测阵列中各探头电压信号发生变化，接收跨阻放大模块处理后的电压信号，将倾角传感模块的角度信息、控制模拟通路的选择信号、电压信号变化生成道路结冰信息。2.根据权利要求1所述的一种道路结冰监测装置，其特征在于，所述跨阻放大模块具体为：包括一...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宇晗，陈垣光，李旭慧，谭丰伟，何翺，王诗淇，李英祥，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：新型
国别省市：
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