专利名称：道路急弯电子预警装置及其方法
技术领域：
本发明属于电子报警技术领域，特别是涉及一种道路急弯电子预警装置及 其方法。
技术背景随着现代人生活步伐的日益加快以及交通工具的广泛普及，人们的出行越 来越频繁，相应的交通事故的发生也越来越多，让许多的家庭支离破碎，给人 们造成巨大的精神及财产损失，同时也给相应的部门带来更大的工作量，如何 提高出行的安全系数，已经越来越收到广大人群的关注。出行时经常会碰到一些急弯，这些多是事故的高发地段，针对这样的问题， 现在多是采用在急弯处安装大的反光镜的方法来处理，但在恶劣天气条件下， 驾驶员很难及时获取警示信息，实际效果很不理想，高速公路的快速预警及智 能化管理越來越收到人们的关注和重视。 发明内容本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种能高效、低成本、 抗干扰性强的道路急弯电子预警装置及其方法。本发明的第一个目的通过以下的技术方案解决，本发明由信息感应处理发 射装置、信号接收处理显示装置两部分构成，所述信息感应处理装置与信号接 收处理装置通过无线信号相互通讯。与中央处理电路相连接；超声波接收电路与中央处理电路相连接；信号放大比 较电路与中央处理电路相连接；信号驱动发射电路与中央处理电路相连接；超 声波接收电路和信号放大比较电路相连接。所述信号接收处理显示装置由信号接收比对电路、延时驱动电路、自激振 荡电路、显示HFP730电路组成，信号接收与比对电路、延时驱动电路、自激振 荡电路顺次连接；自激振荡电路与显示与HFP730电路通过方波脉冲信号相配合。所述的信息感应处理发射装置和信号接收处理显示装置分别与电源相连 接，所述电源包括太阳能电池和蓄电池。所述电子预警装置的应用方法包括如下步骤(1) 移动目标信息的感知、处理、发射；(2) 信号的接收处理；(3) 预警信号的显示。本发明采用太阳能电池及蓄电池联合供电模式，可适用于多种工作环境； 采用433MHz的频率点，具有良好的抗干扰特性，且对其它的电子设备无任何的 干扰；具有良好的耐热耐寒特性，可以在-25度至60度的环境温度下正常工作； 显示灯元件采用黄色高亮度显示灯，可视距离远，使驾驶人员及行人的能及时 注意到并采取相应的措施。
图1为本发明的应用示意2为信息感知处理发射装置及结构示意3为驱动发射电路原理4为超声波接收电路原理5为信号放大比较电路原理6为中央处理电路原理7为信号驱动发射电路原理8为信号接收处理显示装置结构示意9为信号接收比对电路原理10为延时驱动电路原理ll为自激振荡电路原理12为显示HFP730电路原理13为本发明预警方法流程示意图 附图标号说明l一信号感应处理发射装置、2—信号接收处理显示装置、 3—超声波驱动发射电路、4—超声波接收电路、5—信号放大比较电路、6—中 央处理电路、7—信号驱动发射电路、8—信号接收比对电路、9一延时驱动电路、 10—自激振荡电路、11—显示HFP730电路、12—电源、13—蓄电池、14——太 阳能电池。
具体实施方式
参见图l:本发明由信息感应处理发射装置l、信号接收处理显示装置2两 部分构成，信息感应处理装置1与信兮接收处理装置2能够相互发送和接收无线信号。图1所示的应用示意图，当A方向有行人或车辆经过信息感应处理发射装 置1时，该信息感应处理发射装置1感知判断到移动物体信息，经处理后发送 给与之对应的信号接收处理显示装置2，该信号接收处理装置显示2对接收到的 信号进行处理，并发出警示信号如不间断的连续闪烁的黄光，以警示B方向的 行人及车辆；同理，若B方向有行人或车辆经过相应的信号感应处理发射装置参见图2，所述信息感应处理发射装置1包括超声波驱动发射电路3，超声 波接收电路4、信号放大比较电路5、中央处理电路6、信号驱动发射电路7， 超声波驱动发射电路3与中央处理电路6相连接；超声波接收电路4与中央处 理电路6相连接；信号放大比较电路5与中央处理电路6相连接；信号驱动发 射电路7与中央处理电路6相连接；超声波接收电路4和信号放大比较电路5 相连接。中央处理电路6中的微控制器芯片U1的第二十五脚与超声波驱动发射电路 3中电平转换芯片L'3的第十一脚相连接，第二十六脚与超声波驱动发射电路3 屮电平转换芯片U2的第11脚相连接；屮央处理电路6屮的微控制器芯片Ul的 第二十三脚与超声波接收电路4中的模拟开关芯片U4的第四脚相连接；中央处 理电路6中的微控制器芯片Ul的第十二脚与信号放大比较电路5中模拟比较器 U6B的第一脚相连接，与模拟比较器U6B的第三脚通过电阻R16相连接；中央处 理电路6中的微控制器芯片Ul的第四脚和接插件P2的第—脚连接后与信号驱 动发射电路7中的发射芯片P4的第九脚相连；接超声波接收电路4中的模拟开 关芯片U4的第三脚与信号放大比较电路5中的运算放大器U5A的第三脚相连接。在实际应用中，中央处理电路6控制超声驱动发射电路3发射超声波信号， 同时使超声波接收电路4出于待命状态，随时接收周围的超声波信号，发射出 去的超声波信号在遇到物体后反射回来并被超声波接收电路4接收到后，超声 波接收电路4传输信息给中央处理电路6，同时将接收到的超声波信号传输给信 号放大比较电路5，中央处理电路6接收到超声波接收电路4的信息后，再次通 过超声波驱动发射电路3发射超声波信号，超声波接收电路4第二次接收反射 回来的超声波信号，并再次传输给信号放大比较电路5，信号放大比较电路5通 过对两次接收到的信号进行比较分析处理后传输给中央处理电路6，中央处理电路6将其处理成带有地址码、数据码、同歩码的信号传输给信号发射电路7，通过该电路发射出去。参见图3，超声波驱动发射电路3由电平转换芯片U2、 U3及外围元件构成， 电平转换芯片U2的第一脚通过瓷片电容Cl与第三脚相连接；第四脚通过瓷片 电容C4与第五脚相连接；第二脚通过瓷片电容C3与第十六脚相连接并通过C22 接地；第七脚通过瓷片电容C5与与第十四脚相连接，超声波发射探头与C5并 接；第十一脚与微控制器芯片U1的第26脚相连接；第六脚通过瓷片电容C6接 ±也；第十脚、第十五脚接地。所述超声波驱动发射电路3中的电平转换芯片U3的第一脚通过瓷片电容C7 与第三脚相连接；第四脚通过瓷片电容C8与第五脚相连接；第二脚通过瓷片电 容C9与第十六脚相连接并通过C10接地；第七脚通过瓷片电容Cll与与第十四 脚相连接，超声波发射探头与Cll并接；第十一脚与微控制器芯片Ul的第25 脚相连接；第六脚通过瓷片电容C12接地；第十脚、第十五脚接地。图4所示的超声波接收电路4由模拟开关芯片U4、超声波接收探头LR1、 LR2构成，模拟开关芯片U4的第二脚与超声波接收探头LR1连接，LR1接地； 第五脚与LR2连接，LR2接地；第三脚与信号放大比较电路中的运算放大器U5A 的第三脚相连接；第四脚与微控制器芯片U1的第二十三脚相连接；第六脚接地；图5所示的信号放大/对较电路5主要由运算放大器U5A、 U5B和模拟比较 器U6B构成，运算放大器U5A的第一脚通过瓷片电容C14、电阻R10与运算放大 器U5B的第二脚相连接，电阻R11与R10并接；通过瓷片电容C14、电阻RIO、 R12、 R13与运算放大器U5B的第一脚和模拟比较器U6的第二脚相连接，电阻 R11与R10并接；运算放大器U5A的第二脚通过电阻R6、瓷片电容C13接地， 电阻R7与R6并接；通过电阻R8、 R9与第一脚相连接；运算放大器U5A的第三脚与超声波接收电路中模拟开关芯片U4的第三脚相连接，通过电阻R5接地；通过电阻R4、瓷片电容C15接地；通过电阻R4、 R14、 R15接地，瓷片电容C15 与电阻R15并接；通过电阻R4、瓷片电容C15接地；通过电阻R4、 R14与运算 放大器U5B的第三脚连接；通过电阻R4、 R14、 R17与模拟比较器U6B的第三脚 连接；通过电阻R4、电阻R19、瓷片电容C17接地，瓷片电容C18、 C19分别与 C17并接；通过电阻R4、 R19、 R18与模拟比较器U6B的第一脚相连接，所述模 拟比较器U6B的第一脚与微处理器芯片Ul的第十二脚相连接，并通过电阻R16 和第三脚连接；图6所示的中央处理电路6主要微控制器芯片Ul、三端式稳压器U7以及接 插件P1、 P2、 P3构成，微控制器芯片U1的第三脚、第五脚、第二十一脚通过 瓷片电容C21与第六脚、第十八脚、第四脚连接并接地；通过瓷片电容C22与 第二十六脚相连接；通过瓷片电容C20、电阻R1、发光二极管D2与第十脚相连 接；通过瓷片电容C22、电阻R3、电阻R2、发光二极管D3与第十一脚相连接； 所述瓷片电容C20与C21并接；瓷片电容C22与电阻R3先串接再与C21并接。接插件Pl的第一脚通过压敏电阻Yl与第二脚相连接；发光二极管Dl与电 解电容C25串联后再与Yl并联，瓷片电容C26与C25并联；三端式稳压器U7 与电解电容C27、 C28并接，电解电容C27、 C28的另一端接地；U7的输出端与 微控制器芯片U1的第六脚相接。接插件P2的第一脚通过电解电容C23与第二脚连接，瓷片电容C24与C23 并接并接地；第四脚与微控制器芯片的第二脚连接。接插接P3的第一脚与微控制器芯片Ul的第十六脚连接；第三脚与微控制器芯片Ul的第十七脚相连接；第四脚与微控制器芯片Ul的第十五脚相连接； 第五脚与U1的第二十九脚相连接；第六脚接地。图7所示的信号驱动发射电路7主要由发射芯片U12、接插件P4以及外围 元件构成，发射芯片U12的第十八脚通过快回复二极管D5与第十三脚相连接并 通过电阻R37接地；通过快回复二极管D6与第十二脚相连接并通过电阻R38接 地；通过快回复二极管D7与第十一脚相连接并通过电阻R39接地；通过快回复 二极管D8与第十脚相连接并通过电阻R40接地；第十七脚通过电阻R35连接三 极管Q5的基极；第十六脚通过国电阻R36与第十五脚相连接；第十四脚接地。所述三极管Q5的发射极接地，集电极与三极管Q6的发射极相连接；通过 瓷片电容C49、声表Y3与三极管Q6的基极相连接，电阻R41与声表Y3并接； 通过瓷片电容C49、电感L4与Q6的集电极相连接，所述三极管Q6的集电极通 过瓷片电容C48连接天线E2。接插件P4的第一脚接地；第二脚接入电压；第三脚与发射芯片的十三脚相 连接；第四脚与发射芯片第十二脚相连接；第五脚与发射芯片第十一脚相连接； 第六脚与发射芯片第十脚相连接；参见图8，所述信号接收处理显示装置2由信号接收与比对电路8、延时驱 动电路9、自激振荡电路10、显示HFP730电路ll组成，信号接收与比对电路8、 延时驱动电路9、自激振荡电路10顺次连接；自激振荡电路10与显示与HFP730 电路11通过方波脉冲信号相配合。信号接收与比对电路8中的信号接收芯片U8的第十 -脚与延时驱动电路9 屮的三极管Q2的基极相连接；延时驱动电路9中的三极管Q3的集电极与自激 振荡电路10中的555芯片U11的第四脚和第二脚相连接。在实际应用中，信号接收与比对电路8接收所述信息感应处理发射装置1 中的信号驱动发射电路7发射出的信号，经过解码、比对判断后，传输指令给 延时驱动电路9;延时驱动电路9直接驱动后级的自激振荡电路10产生一串连续而稳定方波脉冲信号；显示HFP730电路11接收自激振荡电路10传来方波脉 冲信号后，发出警示信号。图9所示的信号接收与比对电路8主要由信号接收芯片U8、解码芯片U9及 外围元件构成，信号接收芯片U8的第十一脚与延时驱动电路中三极管Q2的基 极相连接；第十四脚与解码芯片U9的第八脚相连接；第十五脚通过电阻R24与第16脚相连接；第十八脚通过瓷片电容C42接地；通过瓷片电容C41接地；通过磁片电容C41、发光二极管D14、电阻R23与第十七脚连接；通过电阻R20、 电感L1、瓷片电容C32与解码芯片U9的第一脚相连接；通过电阻R20、 R21连 接三极管Ql的基极并经由瓷片电容C32与解码芯片U9的第一脚相连接，声表 Y2与电阻R21并接；通过电阻R20、瓷片电容C29连接三极管Q1的发射极并经 由瓷片电容C32与解码芯片U9的第一脚相连接，所述三极管Ql发射极接地；解码芯片U9的第二脚通过瓷片电容C33与第七脚、第八脚相连接并接地； 通过瓷片电容C33、 C35和第三脚、第四脚第五脚相连接，C36与C33并接；通 过瓷片电容C33、电阻R26与第九脚连接；解码芯片U9的第十脚与第十一脚相 连接；通过瓷片电容C43接地；通过瓷片电容C43、 C40与第十二脚相连接；解 码芯片U9的第十一脚通过瓷片电容C44与第三脚、第四脚、第五脚、第七脚、 第八脚、第九脚相连接；解码芯片U9的第十三脚通过瓷片电容C39、电感L3、 瓷片电容C37与第十四脚相连接；通过瓷片电容C39、电感L3、瓷片电容C38与天线E1相连接；瓷片电容C41与电感L3并接并接地；第十五脚接地；第十六脚与第十七脚相连接，电感L2、瓷片电容C34串接后与第十六脚和第十七脚 并接；第十六脚通过电阻R22与第十八脚相连接；第十八脚通过瓷片电容C30 接地。图10所示的延时驱动电路9主要由555芯片U10及外围元件构成，555芯片U10的第一脚接地；第二脚通过电阻R29接入电压，并与三极管Q2的集电极 连接，三极管Q2的基极经电阻R31与接收芯片U8的第十一脚相连接，三极管 Q2的发射极接地；555芯片U10的第三脚通过电阻R34与三极管Q4的基极连接， 所述三极管Q4的集电极通过电阻R32与三极管Q3的发射极相连接，通过电阻 R33与三极管Q3的基极相连接，三极管Q4的发射极接地；三极管Q3的集电极 与自激振荡电路中的555芯片Ull的第四脚相连接；555芯片U10的第四脚接入电压；第六脚通过电解电容C45接地；第七脚通过电阻R27与第八脚相连接；第八脚接入电压；所述第七脚和第六脚相连接。图11所示的自激振荡电路10主要由555芯片Ull及外围元件构成，555芯 片Ull的第一脚接地；第二脚与第六脚相连接并通过电解电容C46接地；第四 脚与所述延时驱动电路中的三极管Q3的集电极相连接；第五脚通过瓷片电容C47 接地；第六脚通过电阻R30与第七脚相连接通过电阻R30、 R28与第八脚相连接。图12所示的显示HFP730电路11主要由发光二级管显示电路、接插件P2、 P3、三端式稳压器U13构成，接插件P3的第一脚、第二脚通过压敏电阻YM1和 第三脚、第四脚相连接并接地；整流二极管D9和电解电容C3串接后与YM1并 接并接地，所述电解电容的正极与HFP730电路相连接瓷片电容C50与C52并接； 三端式稳压器U13和电解电容C53串接后再与C50并接并接地；瓷片电容C51 与C53并接。所述的信息感应处理发射装置1和信号接收处理显示装置2分别与一电源 12相连接，电源12由蓄电池13和太阳能电池14构成，可在多种环境下供电。所述自激振荡电路10的自激振荡的工作时长、后续的显示HFP730电路11 的工作时长全部由三五集成电路构成的延时驱动电路9控制，以确保显示信号 的连贯性。参见图13所示，所述电子预警装置的应用方法包括如下详细步骤(1) 移动目标信息的感知、处理、发射；步骤Sl，信息感应处理发送装置1启动，中央处理电路6通过超声波驱动/发射电路3发射超声波信号；歩骤S2，同时，对应的超声波接收电路4处于运行状态，随时进行超声波信号的询迹跟踪分析，接收周围的超声波信号；步骤S3，当超声波接收电路4接收到了反射回的超声波信号时，信号放大 比较电路5对接收到的信号进行放大、比对计算并判断超声波信号的返回是否 由一个移动的物体所产生，如不是，则不予处理，如是，则将结果传送给中央 处理电路6;歩骤S4，，中央处理电路6根据传输来的比对结果，驱动其感应装置工作， 对时间和距离等各项参数进行全面的分析及处理；步骤S5，如果比对正确，则信号驱动发射电路7驱动发射433丽z的信号， 将经过中央处理电路6处理后的带有一串地址码、数据码、同步码的信号连续 发射出去；(2) 信号的接收处理；步骤S6，信号接收处理装置2处于启动运行状态，其内部的信号接收比对 电路8采用超外差工作方式接收信号，当接收到信息感应处理发射装置1发出 的信号后，对该信号的地址码、数据码、同步码进行解码处理后与再与规定的 编码原则进行对比，如经解码后信号的三种代码有任一项与规定的编码原则不 相符合，则对此信号不予以处理；如与其所规定的编码原则一致，则传输指令 给延时驱动电路9;步骤S7，延时驱动电路9接收指令，对解码后的信号进行二次识别判断后驱动相应的数据端工作；步骤S8，所述的延时驱动电路9直接驱动后级的自激振荡电路10产生一串 连续而稳定的频率为0. 5Hz的方波脉冲信号4; (3)预警信号的显示 步骤S9，显示电路与HFP730电路11接收到自激振荡电路10传来的频率为 0.5 Hz的方波脉冲信号后，点亮发光二极管组，发出警示信号。
权利要求
1、道路急弯电子预警装置，主要由信息感应处理发射装置、信号接收处理显示装置两部分构成，其特征在于所述信息感应处理装置与信号接收处理装置通过无线信号相互通讯。
2、 根据权利要求l所述的所述道路急弯电子预警装置，其特征在于所述信息感应处理发射装置包括超声波驱动发射电路，超声波接收电路、信号放 大比较电路、中央处理电路、信号驱动发射电路，超声波驱动发射电路与中央处理电路相连接；超声波接收电路与中央处理电路相连接；信号放大比较 电路与中央处理电路相连接；信号驱动发射电路与中央处理电路相连接；超 声波接收电路和信号放大比较电路相连接。
3、 根据权利要求l所述的所述道路急弯电子预警装置，其特征在于所述 信号接收处理显示装置由信号接收比对电路、延时驱动电路、自激振荡电路、 显示HFP730电路组成，信号接收与比对电路、延时驱动电路、自激振荡电路 顺次连接；自激振荡电路与显示与HFP730电路通过方波脉冲信号相配合。
4、 根据权利要求2或3所述的所述道路急弯电子预警装置，其特征在于 所述的信息感应处理发射装置和信号接收处理显示装置分别与电源相连接， 所述电源包括太阳能电池和蓄电池。
5、 根据权利要求2所述的所述道路急弯电子预警装置，其特征在于所述 中央处理电路中的微控制器芯片U1的第二十五脚与超声波驱动发射电路中电 平转换芯片U3的第十一脚相连接，第二十六脚与超声波驱动发射电路中电平 转换芯片U2的第11脚相连接；中央处理电路中的微控制器芯片Ul的第二十 三脚与超声波接收电路中的模拟开关芯片U4的第四脚相连接；中央处理电路 中的微控制器芯片Ul的第十二脚与信号放大比较电路中模拟比较器U6B的第一脚相连接，与模拟比较器U6B的第三脚通过电阻R16相连接；中央处理电路中的微控制器芯片Ul的第四脚和接插件P2的第二脚连接后与信号驱动发射电路中的发射芯片P4的第九脚相连；接超声波接收电路中的模拟开关芯片U4的第三脚与信号放大比较电路中的运算放大器U5A的第三脚相连接。
6、 根据权利要求2所述的所述道路急弯电子预警装置，其特征在于所述 超声波接收电路由模拟开关芯片U4、超声波接收探头LR1、 LR2构成，模拟幵 关芯片U4的第二脚与超声波接收探头LR1连接，LR1接地；第五脚与LR2连 接，LR2接地；第三脚与信号放大比较电路中的运算放大器U5A的第三脚相连 接；第四脚与微控制器芯片U1的第二十三脚相连接；第六脚接地。
7、 根据权利要求2所述的所述道路急弯电子预警装置，其特征在于所述 信号驱动发射电路主要由发射芯片U12、接插件P4以及外围元件构成，发射 芯片U12的第十八脚通过快回复二极管D5与第十三脚相连接并通过电阻R37 接地；通过快回复二极管D6与第十二脚相连接并通过电阻R38接地；通过快 回复二极管D7与第十一脚相连接并通过电阻R39接地；通过快回复二极管D8 与第十脚相连接并通过电阻R40接地；第十七脚通过电阻R35连接三极管Q5 的基极；第十六脚通过国电阻R36与第十五脚相连接；第十四脚接地。
8、 根据权利要求l所述的道路急弯电子预警装置，其特征在于所述电子 预警装置的应用方法包括如下步骤(1)移动目标信息的感知、处理、发射；(2)信号的接收处理；(3)预警信号的显示。
9、 根据权利要求8所述的道路急弯电子预警装置的应用方法，其特征在于所述移动目标信息的感知、处理、发射步骤的具体内容如下歩骤Sl，信息感应处理发送装置启动，中央处理电路通过超声波驱动/步骤S2，同时，对应的超声波接收电路处于运行状态，随时进行超声波 信号的询迹跟踪分析，接收周围的超声波信号；步骤S3，当超声波接收电路接收到了反射回的超声波信号时，信号放大 比较电路对接收到的信号进行放大、比对计算并判断超声波信号的返回是否 由一个移动的物体所产生，如不是，则不予处理，如是，则将结果传送给中 央处理电路；步骤S4，，中央处理电路根据传输来的比对结果，驱动其感应装置工作，对时间和距离等各项参数进行全面的分析及处理；步骤S5，如果比对正确，则信号驱动发射电路驱动发射433MHz的信号， 将经过中央处理电路处理后的带有一串地址码、数据码、同步码的信号连续 发射出去。
10、根据权利要求8所述的道路急弯电子预警装置的应用方法，其特征 在于所述信号的接收处理步骤如下步骤S6，信号接收处理装置处于启动运行状态，其内部的信号接收比对 电路采用超外差工作方式接收信号，当接收到信息感应处理发射装置发出的 信号后，对该信号的地址码、数据码、同步码进行解码处理后与再与规定的 编码原则进行对比，如经解码后信号的三种代码有任一项与规定的编码原则 不相符合，则对此信号不予以处理；如与其所规定的编码原则一致，则传输 指令给延时驱动电路；歩骤S7，延时驱动电路接收指令，对解码后的信号进行二次识别判断后 驱动相应的数据端工作；步骤S8，所述的延时驱动电路直接驱动后级的自激振荡电路产生一串连 续而稳定的频率为0. 5Hz的方波脉冲信号。
全文摘要
本发明属于电子报警技术领域，特别是涉及一种道路急弯电子预警装置及其方法；主要由信息感应处理发射装置、信号接收处理显示装置两部分构成，所述信息感应处理装置与信号接收处理装置通过无线信号相互通讯；所述电子预警装置的应用方法包括如下步骤移动目标信息的感知、处理、发射；信号的接收处理和预警信号的显示；本发明采用太阳能电池及蓄电池联合供电模式，可适用于多种工作环境；采用433MHz的频率点，具有良好的抗干扰特性，且对其它的电子设备无任何的干扰；具有良好的耐热耐寒特性，可以在-25度至60度的环境温度下正常工作；显示灯元件采用黄色高亮度显示灯，可视距离远，使驾驶人员及行人的能及时注意到并采取相应的措施。
文档编号G08G1/09GK101251955SQ20081006081
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者徐万鑫, 朱永甫, 黄三元 申请人:浙江澳德网络科技有限公司