[发明专利]一种高速公路团雾检测系统及方法

摘要

本发明涉及高速公路团雾检测技术，具体是一种高速公路团雾检测系统及方法。本发明解决了现有高速公路团雾检测技术结构复杂、成本昂贵的问题。一种高速公路团雾检测系统，包括团雾传感器、单片机信号处理系统、上位机通信系统；所述团雾传感器包括玻璃管、前导气管、后导气管、输气泵、激光头、光电二极管；所述单片机信号处理系统包括限流电阻、负载电阻、电容、单片机、锁存器、数码管、RS232收发器、下级RS232/RS485转换器、电位器；所述上位机通信系统包括总线、上级RS232/RS485转换器、上位机。本发明适用于高速公路。

主权项

1.一种高速公路团雾检测方法，其特征在于：该方法是基于如下高速公路团雾检测系统实现的；所述高速公路团雾检测系统，包括团雾传感器、单片机信号处理系统、上位机通信系统；所述团雾传感器包括玻璃管（11）、前导气管（12）、后导气管（13）、输气泵（14）、激光头（15）、光电二极管（16）；玻璃管（11）的前端和后端均设有端壁；玻璃管（11）的前部侧面开设有内外贯通的前导气孔；玻璃管（11）的后部侧面开设有内外贯通的后导气孔；前导气管（12）贯穿固定于前导气孔内；后导气管（13）贯穿固定于后导气孔内；输气泵（14）的出气口与前导气管（12）的外端管口连通；激光头（15）的出射端与玻璃管（11）的前端端壁相互正对；光电二极管（16）的入射端与玻璃管（11）的后端端壁相互正对；所述单片机信号处理系统包括限流电阻（21）、负载电阻（22）、电容（23）、单片机（24）、锁存器（25）、数码管（26）、RS232收发器（27）、下级RS232/RS485转换器（28）、电位器（29）；限流电阻（21）的一端与光电二极管（16）的阴极连接，另一端与电源端连接；负载电阻（22）的一端与光电二极管（16）的阳极连接，另一端接地；电容（23）的一端与光电二极管（16）的阴极连接，另一端接地；单片机（24）的信号输入端与光电二极管（16）的阳极连接；锁存器（25）的信号输入端与单片机（24）的信号输出端连接；数码管（26）的信号输入端与锁存器（25）的信号输出端连接；RS232收发器（27）与单片机（24）双向连接；下级RS232/RS485转换器（28）与RS232收发器（27）双向连接；电位器（29）的电源输入端与单片机（24）的电源输出端连接；电位器（29）的电源输出端与激光头（15）的电源输入端连接；所述上位机通信系统包括总线（31）、上级RS232/RS485转换器（32）、上位机（33）；上级RS232/RS485转换器（32）通过总线（31）与下级RS232/RS485转换器（28）双向连接；上位机（33）与上级RS232/RS485转换器（32）双向连接；该方法是采用如下步骤实现的：a.在高速公路沿线每隔1200m安装一个团雾传感器和一个单片机信号处理系统；在高速公路监控中心安装一个上位机通信系统；各个团雾传感器与各个单片机信号处理系统一一对应连接；各个单片机信号处理系统均与上位机通信系统连接；b.启动各个输气泵（14）；各个输气泵（14）持续抽吸高速公路沿线各处的团雾，并通过各个前导气管（12）将团雾持续送入各个玻璃管（11）内；各个玻璃管（11）内的团雾自前向后持续流动，并通过各个后导气管（13）持续排出；此时，启动各个激光头（15）；各个激光头（15）发出的激光穿透各个玻璃管（11）内的团雾后入射到各个光电二极管（16），使得各个光电二极管（16）产生反向电流，由此使得各个光电二极管（16）的阳极产生电压；在此过程中，各个单片机（24）通过各个电位器（29）向各个激光头（15）持续供电，通过各个电位器（29）可以调节各个激光头（15）的工作电压，由此调节各个激光头（15）发出的激光光强；c.各个单片机（24）实时检测各个光电二极管（16）的阳极电压，并根据各个光电二极管（16）的阳极电压计算出各个光电二极管（16）的反向电流；然后，各个单片机（24）根据各个光电二极管（16）的反向电流计算出入射到各个光电二极管（16）的激光光强，并根据入射到各个光电二极管（16）的激光光强和各个激光头（15）发出的激光光强计算出各个激光头（15）发出的激光透射率；然后，各个单片机（24）根据各个激光头（15）发出的激光透射率计算出各个玻璃管（11）内的团雾分子数密度，并根据各个玻璃管（11）内的团雾分子数密度计算出各个玻璃管（11）内的团雾浓度，由此检测出高速公路沿线各处的团雾浓度；d.各个单片机（24）通过各个锁存器（25）将高速公路沿线各处的团雾浓度发送至各个数码管（26）进行就地显示，以提醒过路司机注意；同时，各个单片机（24）依次通过各个RS232收发器（27）、各个下级RS232/RS485转换器（28）、总线（31）、上级RS232/RS485转换器（32）将高速公路沿线各处的团雾浓度发送至上位机（33）进行显示，以供监控人员观察。