[发明专利]基于无线传感网络的高速公路恶劣天气监测系统

说明书

技术领域

       本发明涉及一种信息监测系统，更具体地说，涉及一种基于无线传感网络，对高速公路上的恶劣天气进行实时监测的信息监测系统。

背景技术

随着我国的高速公路覆盖范围越来越广，由恶劣天气状况（“团雾”、路面结冰、高温等）引发的交通问题也层出不穷。特别地，“团雾”、路面结冰、高温堪称高速公路上最危险的天气状况。

“团雾”本质上也是雾，是受局部地区微气候环境的影响，在“团雾”中数十米到上百米的局部范围内，出现的雾气更“浓”、能见度更低的雾。由于其本身与大范围的大气环境并不是很匹配，“团雾”不仅能在大雾天气中常常现身，在天气状况良好的情况下，有可能出现于偏远的山区或农村。由于“团雾”预测预报难、区域性很强，车辆难以提前得到通知或警示，往往造成驶入“团雾”区域内根本来不及减速，常常酿成重大交通事故。

路面结冰也十分影响高速公路的安全，其同样具有预测预报难、区域性很强的特点，车辆难以提前得到通知或警示，常常酿成重大交通事故。

对于高温路段，路面温度能够高达三十到四十度，加上高速公路上车辆高速行驶，摩擦致使车辆轮胎面的温度至高不低，如果长时间行驶极易高温爆胎，导致交通事故的发生。

经过对现有技术的检索发现，中国专利名称为“一种大雾冰雪天气防多车连环相撞系统”，公告号为CN 201941764U，该专利提出一种大雾冰雪天气防多车连环相撞系统，该系统包括有安装在汽车上的防撞报警装置，通讯网络和通讯网络设施。该系统能够在大雾低能见度、或冰雪恶劣路况下，交通事故发生后，通过无线网络通讯基站向其他车辆发布事故信息，防止发生多车连环相撞事故。该系统的不足在于：无法对恶劣天气状况（“团雾”、路面结冰、高温等）进行实时监测，并且只能在交通事故已发生后才能向车辆发布预警信息；另外该通讯基站依托于付费网络。

经过对现有技术的检索发现，中国专利名称为“公路气候监测与报警系统”，公开号为CN 1412576A，该专利提出一种气候监测与报警系统，该系统包括数个传感装置、中央监控器、数个声光报警装置。该系统能够在出现大雾或雨、雪等影响视线、可能导致行车事故的气候出现时，通过声光报警对驾驶员进行提醒。该系统的不足在于：无法监测路面结冰、高温等恶劣天气状况；对传感器性能要求很高，且功耗大；只能了解当前路段的信息，无法让驾驶员提前掌握较多路段信息，无法做好充分准备；另外由于该设备不含车载装置，因此当环境状况较差且汽车行驶速度较快时，声光报警的效率降低，致使驾驶员无法及时获得警示信息。

总之，以往的高速公路天气监测系统存在着这样或那样的不足，有些方面亟需提高或改善。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种基于无线传感网络的高速公路恶劣天气监测系统，以解决现有的公路天气监测系统成本高，功耗高，无法对“团雾”、路面结冰、高温等进行全面监测，无法提前获取较多路段天气状况信息，且依托于付费网络等问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于无线传感网络的高速公路恶劣天气监测系统，包括车载装置和环境监测装置。通过在高速公路上按合适的距离布置多个环境监测装置，以及在每辆汽车中配置一个车载装置，环境监测装置将监测到的高速公路恶劣天气状况信息通过无线传感网络协议传输给所述车载装置，实现高速公路恶劣天气的实时监测，并通过车载装置中的地图以及语音报警单元提前通知驾驶员，使驾驶员能够直观掌握路段的天气状况，防止出现交通意外。

所述无线传感网络协议采用低成本、低功耗、自组网的ZigBee协议。

所述车载装置包括GPS车载导航仪、无线传感网络节点、语音报警单元、电源。GPS车载导航仪用于对汽车位置进行地位，其地图中已含有环境监测装置所处的位置。

所述无线传感网络节点集成了微控制器和无线射频收发器。微控制器用于实现整个系统的控制，它与GPS车载导航仪、语音报警单元、电源连接。无线射频收发器用于与环境监测装置进行通信，接收恶劣天气状况信息。语音报警单元用于接收到恶劣天气状况信息后，对驾驶员进行语音提示。电源用于对整个系统进行供电。