射脉冲光线的同时，通过反馈电路通过调节红外发光管输出光强，使之输出光强度恒定，从而抵消因器件老化或透镜透光率降低而引起的误差。另夕卜，在寒冷的天气环境下使用时，透镜会因气温的剧烈变化而结霜或结冰，这同样会降低测量结果的准确性，甚至会使系统不能正常运转，所以为了给透镜除霜和更好的稳定光强，一方面镜头镀膜减少水汽在透镜上凝结，发射端模块还包括分别与主控制器连接的第一温度传感器和第一加热器，通过第一加热器使透镜温度高于环境温度，从而使透镜周围的水汽蒸发。
[0022]如图3所示本发明中接收端模块的组成框图，接收端模块包括滤镜、第二透镜、第二光电采集器、增益单元和第二 AD转换器，所述滤镜和第二光电采集器分别设置在第二透镜的两侧，且分别与第二透镜正对，所述增益单元的输入端连接第二光电采集器的输出端，增益单元的输出端连接第二 AD转换器的输入端，增益单元的控制端和第二 AD转换器的输出端均与主控制器连接。为了提高抗干扰性、消除环境光的影响，在透镜之前加上一块通带中心波长与发射端模块发出红外光中心波长相同的窄带红外滤镜。散射的红外光通过第二透镜将散射光汇聚到第二光电传感器的感光面，第二光电传感器将大气微粒散射的红外脉冲光转换电信号。增益单元在主控制器的控制下将电信号放大适当倍，再将过AD转换后将信号送给主控制器。由于光电传感器受环境温度影响很大，必须使接收端模块内的温度保持恒定，所以接收端模块还包括分别与主控制器连接的第二温度传感器、第二温度加热器和制冷片。
[0023]本发明检测能见度是基于Mie散射理论，根据该理论，接收端模块应该置于发射光光线经大气散射后，散射角度为0?55°的范围内，在本实施例中，将接收端模块置于优选的散射角33°的方向上，接收端模块采集这个方向的散射光信号并转化为数字信号传送给主控制器，主控制器利用前向散射法能见度测量的理论公式计算得到相应的气象能见度。
[0024]如图4所示本发明中能见度检测装置的安装示意图，能见度检测装置安设在支架上，支架包括底座、设置在底座上的竖梁以及水平设置在竖梁上的横梁，所述发射端模块集成在一片发射板上，接收端模块集成在一片接收板上，发射板和接收板分别安装在横梁的两端，且发射板和接收板均与横梁成16.5°角，从而使接收板位于散射角度为33°的方向上。竖梁的顶端设置有太阳能电池板和避雷针，太阳能电池板为能见度检测装置供电。
[0025]各个能见度检测装置通过无线通信模块将能见度数据传送给对应的能见度标识牌显示，且当能见度低于预设的警戒值时，将能见度用红色显示，并闪烁显示，增强醒目效果Ο
[0026]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:包括m个能见度检测装置和η个能见度标识牌，且η为m的整数倍，每个能见度检测装置对应n/m个能见度标识牌，且这n/m个能见度标识牌位于该能见度检测装置的检测范围内，所述m个能见度检测装置依次设置在道路旁，η个能见度标识牌也依次设置在道路旁，所述能见度检测装置包括主控制器以及分别与之连接的发射端模块、接收端模块和无线通信模块，所述能见度标识牌包括标识牌控制器以及分别与之连接的无线接收模块和显示器，每个能见度检测装置的无线通信模块与其对应的各个能见度标识牌的无线接收模块建立无线连接，发射端模块发出的光线经大气散射后，由位于散射角度a方向上的接收端模块接收，接收端模块将接收到的光信号转化为数字信号后传送给主控制器，主控制器根据接收的信号生成能见度数据，主控制器通过无线连接将能见度数据传送给对应的能见度标识牌，并用显示器显示。2.根据权利要求1所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述散射角度a为0?55°。3.根据权利要求2所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述发射端模块包括第一 AD转换器、第一光电米集器、第一透镜、红外发光管和驱动器，所述驱动器的输入端连接主控制器，驱动器的输出端连接红外发光管，所述第一 AD转换器的输入端连接第一光电采集器的输出端，第一 AD转换器的输出端连接主控制器，所述红外发光管和第一光电采集器分别位于第一透镜的两侧；主控制器通过驱动器控制红外发光管的发光功率，红外发光管发出的光线经第一透镜射入大气，第一光电采集器采集从第一透镜射出的光信号并转化为电信号，再通过第一 AD转换器反馈给主控制器，从而调节发光功率。4.根据权利要求3所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述发射端模块还包括分别与主控制器连接的第一温度传感器和第一加热器。5.根据权利要求3所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述接收端模块包括滤镜、第二透镜、第二光电采集器、增益单元和第二 AD转换器，所述滤镜和第二光电采集器分别设置在第二透镜的两侧，且分别与第二透镜正对，滤镜的中心波长与红外发光管发出的光线的中心波长相等，所述增益单元的输入端连接第二光电采集器的输出端，增益单元的输出端连接第二 AD转换器的输入端，增益单元的控制端和第二 AD转换器的输出端均与主控制器连接；发射端射出的光线经大气散射后，依次经过滤镜和第二透镜后被第二光电采集器采集并转化为电信号，再将电信号依次经增益、AD转换后传送给主控制器。6.根据权利要求5所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述接收端模块还包括分别与主控制器连接的第二温度传感器、第二加热器和制冷片。7.根据权利要求5所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述散射角度a为 33。。8.根据权利要求7所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述能见度检测装置安设在支架上，所述支架包括底座、设置在底座上的竖梁以及水平设置在竖梁上的横梁，所述发射端模块集成在一片发射板上，接收端模块集成在一片接收板上，发射板和接收板分别安装在横梁的两端，且发射板和接收板均与横梁成16.5°角，从而使接收板位于散射角度为33°的方向上。9.根据权利要求8所述一种道路能见度检测预警系统，其特征在于:所述竖梁的顶端设置有太阳能电池板和避雷针，所述太阳能电池板为能见度检测装置供电。
【专利摘要】本发明公开了一种道路能见度检测预警系统，包括m个能见度检测装置和n个能见度标识牌，每个能见度检测装置对应n/m个能见度标识牌，且这n/m个能见度标识牌位于该能见度检测装置的检测范围内。能见度检测装置包括主控制器以及分别与之连接的发射端模块、接收端模块和无线通信模块，能见度标识牌包括标识牌控制器以及分别与之连接的无线接收模块和显示器，每个能见度检测装置的无线通信模块与其对应的各个能见度标识牌的无线接收模块建立无线连接。本发明能够自动检测能见度，并能及时给驾驶者预警，从而减少交通事故。
【IPC分类】G01N21/53, G08G1/09
【公开号】CN105372209
【申请号】CN201510864153
【发明人】王其, 蒋平, 李严, 卢晓东, 顾培培, 程致远
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月30日