[发明专利]一种主动式路面凝冰温度探测装置及方法

说明书

本发明公开了一种主动式路面凝冰温度探测装置及方法，装置包括半导体制冷片控制模块、微型电机控制模块、电源模块、温度模块、通信模块和主控模块；主控模块分别连接：半导体制冷片控制模块、微型电机控制模块、电源模块、温度模块和通信模块；半导体制冷片控制模块用于在主控模块的引导下启动半导体制冷片主动降温或停止工作，微型电机控制模块用于在主控模块的引导下控制微型电机正转、反转或停止转动，温度模块用于根据主控模块的指令读取温度传感器的数值，通信模块用于按照主控模块的通信协议通过无线或有线方式发送路面凝冰温度数据。本发明中的探测方法，运算量小，易于嵌入式集成微型化快速处理。

技术领域

本发明属于高速公路检测技术领域，具体涉及一种主动式路面凝冰温度探测装置及方法。

背景技术

冬季，部分寒冷或高海拔地区的高速公路会因降雪、冻雨等恶劣天气而结冰，容易给高速公路安全行车带来极大的隐患，会降低高速公路的通行效率和运营效益，给人民的出行生活带来极大不便。因此，对高速公路路面即将发生凝冰提前发布预警信息，最大程度地减少路面凝冰对高速公路安全畅通行车的影响，降低交通事故率和减少经济损失，保障人民群众的正常生产和生活，具有重大的经济效益和社会意义。

目前，国内外在路面状态的探测领域已取得很大的进展，中国专利CN110095435A：一种非接触式路面黑冰状态的检测方法、中国专利CN110395258A：路面状态推断装置以及路面状态推断方法、中国专利CN110514702：一种道路路面状态监测装置、预警系统及预警方法、中国专利CN110622043A：路面状态判别方法和路面状态判别装置、中国专利CN109780986A：一种测量凝冰率的方法与装置、中国专利CN106781230：基于红外光谱技术的公路结冰检测与预警系统及其方法。

上述文献均侧重于检测路面实际已经发生凝冰现象，并不能探测出路面即将发生路面凝冰的实际温度，用于提前预测路面即将发生凝冰的时间并发布预警信息。同时，现阶段上述文献均不同程度地存在所用测量仪器成本高、设备体积过大等问题，不利于实际的工程推广应用。

发明内容

针对现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种主动式路面凝冰温度探测装置及方法，为远程的路面凝冰预警系统提供科学的数据支持，解决现有技术无法主动式探测出即将发路面凝冰的实际温度问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现的：

一种主动式路面凝冰温度探测装置，包括半导体制冷片控制模块、微型电机控制模块、电源模块、温度模块、通信模块和主控模块；

主控模块分别连接：半导体制冷片控制模块、微型电机控制模块、电源模块、温度模块和通信模块；半导体制冷片控制模块用于在主控模块的引导下启动半导体制冷片主动降温或停止工作，微型电机控制模块用于在主控模块的引导下控制微型电机正转、反转或停止转动，温度模块用于根据主控模块的指令读取温度传感器的数值，通信模块用于按照主控模块的通信协议通过无线或有线方式发送路面凝冰温度数据。

进一步的，还包括金属外壳保护罩，半导体制冷片控制模块、微型电机控制模块、电源模块、温度模块、通信模块和主控模块均安装在金属外壳保护罩内。

进一步的，金属外壳保护罩根据微型电机的D型轴尺寸开圆形孔，并用O型圈密封，圆形孔能随微型电机正转或者反转。

本发明实施例提供的另一个技术方案是：

一种主动式路面凝冰温度探测方法，基于所述的主动式路面凝冰温度探测装置，包括以下步骤：

步骤S1：半导体制冷片控制模块启动半导体制冷片，半导体制冷片进入工作状态，主动降温；

步骤S2：微型电机控制模块启动微型电机，微型电机开始正转或者反转；

步骤S3：主控模块开始计时，统计微型电机持续工作时间DT；