[发明专利]一种高速公路团雾检测系统及方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

团雾似乎是近年来忽然变热的一个词，由于冬春时节频繁报道的高速公路上团雾引发的连环追尾事故。但是，人们对雾的研究和检测却由来已久。例如，1992年，K.J.Noone等人就比较了当时较为流行的测量雾中水分含量的4种方法（Arends, B.G.; Kos,G.P.A.; Wobrock, W.; Schell, D.; Noone, K.J.; Fuzzi, S.; Pahl, S. Comparisonof techniques for measurements of fog liquid water content. Tellus 1992, 44B,604–611.），并指出基于前散射激光光谱仪（forward scattering laser spectromemter）的PVM具有最好的性能指标。在2008年，Jeffrey L. Collett Jr.等人又设计出一个基于光衰减原理的云/雾检测器（Carrillo, JH.; Emert, SE.; Sherman, DE.; Herckes, P.;Collett, JL. An economical optical cloud/fog detector. Atmospheric Research2008, 87, 259-267.），并通过与PVM的对比实验得出结论，他们的新云/雾检测器通常情况下能够胜任检测任务，关键是比PVM的产品便宜的多，一套只需约500美元。可见，随着光电子器件的不断进步，采用新器件大幅降低传感器的成本从而便于市场化，这也是人们关注的一个研究方向。本发明将提出的传感器，原理也是基于光衰减，但由于采用了新的不同的元器件和结构，使传感器成本降到500人民币以下，同时也应能够满足检测团雾的要求。

国际上用能见度对雾的分类见下表（Gwang Lee․，Bong-Keun Kim. Study onDevelopment and Utilization of Wide Area Visibility Information System UsingCCTV on the Highway. JKIECS, vol. 9, no. 6, 665-672, 2014）：

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以往的团雾检测器（见下面专利）在设计时就希望它能测量较宽的能见度范围，这样会导致传感器结构复杂价格昂贵。按照上表，团雾的能见度范围应该是0到40米。如果在设计团雾传感器时重点考虑0～40m 能见度的测量而适当忽略长距离能见度的测量，则可大幅简化传感器结构和减低其成本。这也是本发明的设计思路之一。