一种车载天气辅助监测与可变限速提醒系统的制作方法

本发明涉及一种车载天气辅助监测与可变限速提醒系统。

背景技术

不同的天气状况对交通道路的影响不同，良好的天气使车辆运行通畅，但遇到灾害性天气如雨、雪、雾、冰时，汽车驾驶员的视线受到影响，路面附着力减小，车辆容易打滑、跑偏，易引发交通事故。恶劣天气对交通行驶安全的影响是人们一直关注的问题，研究不利气候条件下的道路行车安全保障系统，制定相应的限速管理措施，对预防道路交通事故的发生，降低事故率，保障交通安全具有重要意义。现有的道路气象信息系统（roadweatherinformationsystem，rwis）是一种采用传感技术、信息技术、控制技术和计算机技术等先进技术并有效集成运用于高速公路气象管理体系的智能交通系统(its)，该系统静态采集、传输、处理、分析、发布高速公路沿线气象信息。

申请号为201320700715.9，申请日为2013年11月7日的发明公开了一种低能见度天气条件下自动限速警示系统，包括公路能见度检测仪、限速计算装置及可变信息情报板，限速计算装置包括壳体、以及设置在壳体内的单片机及雷达测速仪，壳体的表面设有爆闪灯，单片机的输入端分别与公路能见度检测仪的输出端及雷达测速仪的输出端相连接，单片机的输出端分别与爆闪灯的控制端及可变信息情报板的控制端相连接。该发明可以有效对在低能度天气下驾驶车辆的司机进行提醒。

申请号为201310180202.4，申请日为2013年5月16日的发明专利申请公开了一种高速公路汽车防碰撞预警系统，高速公路车载装置对车辆自主测速，并判断车辆速度是否低于高速公路设定的安全值，自动，也可手动发送信息预警，高速公路入口测试启动装置对高速公路车载装置进行性能测试，并启动高速公路车载装置，设置安全限速值，高速公路出口禁闭装置禁闭高速公路车载装置功能，高速公路行驶方向频率设置装置设置高速公路车载装置在所行驶高速公路方向通信频率，高速公路监测通信装置实时监测车辆的行驶状态，并在车辆处于不正常形式状态时，输出防碰撞预警；该高速公路汽车防碰撞预警系统能实时监测并接收到前方交通安全异常警示信息，发送因天气和路况变化的安全限速值，提高了高速路道路交通的安全性。

申请号为201410165186.6，申请日为2014年4月13日的发明专利申请公开了一种高速公路雾霾天气实时限速系统，该系统包括：根据雾霾的能见度指数、和路段的路面湿滑程度自动调整适合汽车限速行驶的当前最高行驶速度，当气象条件转好时可自动解除限速并自动恢复到最高行驶速度。汽车的行驶速度是获取高速公路上每个路段的无线射频限速讯号决定的，由此车辆会发出当前路段的限速行驶速度及能见度指数、路面湿滑情况等相对应的语音、灯光及数字提示，进而自动控制车辆执行机构的油门系统来控制车辆的行驶速度。但是在事故多发地段能自动对车辆实行常态化强制限速，从而彻底避免了因雾霾天气和雨雪天气超速行驶而引发的交通事故。

由于不同天气条件的分布及对公路交通影响的不同，因此rwis气象监测站点的选址布局需综合考虑气候分布特征、地形地貌、供电、环境等多种因素。截止到2016年，国内外对rwis气象监测站点的设置间距主要集中在在10—30公里范围内，这种较大范围的局地性设置还不能满足对小范围内突变气候的监测预警。目前的道路气象监测和可变限速系统主要侧重在道路上设置静态气象监测站采集各种静态气象信息并通过信息发布板或与rfid方式向驾驶车辆提供预警信息，但不同路段不同时刻气候变化不同，单一的远距离监测到的静态气象信息还无法满足动态行驶的车辆的进一步安全限速行驶需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可动态监测雨、雪、雾、冰等恶劣气象条件下的气象信息；实时提供可靠的限速提醒值；求得不同程度天气条件下的可变限速值；保证车辆在恶劣天气情况下仍可以安全行驶的车载天气辅助监测与可变限速提醒系统。

本发明的技术方案是，一种车载天气辅助监测与可变限速提醒系统，包括车载气象监测模块、车速传感器、道路气象信息系统rwis、gps/gprs一体模块、限速提醒模块以及车载嵌入式控制终端mcu，所述车载气象监测模块、车速传感器、gps/gprs一体模块以及限速提醒模块分别与所述车载嵌入式控制终端mcu对应通讯连接，所述道路气象信息系统rwis与所述gps/gprs一体模块对应通讯连接，所述车载气象监测模块用于实时采集不同天气条件下的气象数据；所述车速传感器用于实时采集车辆运行速度；所述道路气象信息系统rwis用于接收车辆位置信息并根据车辆行驶的位置综合道路静态气象监测站、道路实际环境、道路交通状况等得出交通部门权威性综合限速值；所述gps/gprs一体模块的gps用于实时定位汽车行驶位置，gprs用于将位置信息发送至远程道路气象信息系统rwis服务器端，并接收远程道路气象信息系统rwis服务器端回传的交通部门权威性综合限速值；所述限速提醒模块用于在超速的情况下提醒驾驶员按照所提醒的动态限速值限速驾驶，所述车载嵌入式控制终端mcu应用于从车载气象监测模块、车速传感器及gps/gprs一体模块分别获得动态气象信息、实时车速、远程道路气象信息系统rwis服务器端回传至gprs上的交通部门权威性综合限速值，并根据交通部制定的不同气象条件下的限速标准计算出不同气象条件下的动态气象限速值，根据天气状况的恶劣程度分别赋予权值a，权值b，然后由加权平均值公式=a+b求出和的加权平均值,并且将该加权平均值作为超速限制阈值，当上述实时车速超过上述超速限速阈值时判定为超速，同时控制上述限速提醒模块（50）进行限速提醒动作。

在本发明一个较佳实施例中，所述车载气象监测模块包括雨雪传感器、粗糙度传感器、温度传感器、能见度传感器、光照度传感器以及湿度传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述车载气象监测模块中，所述雨雪传感器，粗糙度传感器和温度传感器，能见度传感器、光照度传感器和湿度传感器，以3组分别连接后与车载嵌入式终端mcu对应连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述雨雪传感器为电压式雨雪传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述粗糙度传感器为粗糙度仪。

在本发明一个较佳实施例中，所述能见度传感器为能见度仪。

在本发明一个较佳实施例中，所述限速提醒模块包括显示提醒模块、震动提醒模块及语音提醒模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述限速提醒模块包括显示提醒模块、震动提醒模块及语音提醒模块分别与车载嵌入式终端mcu对应连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述车载嵌入式终端mcu为arm处理器并配备linux实时操作系统。

本发明所述为一种车载天气辅助监测与可变限速提醒系统，本发明具有如下优点：

1、在车体设置气象传感器，可动态监测雨、雪、雾、冰等恶劣气象条件下的气象信息，弥补了静态气象站器气象监测的局限性；

2、可用于包括高速公路、省道、乡村道路等任何普通道路，在没有架设道路气象信息系统的道路上也可独立运行，实时提供可靠的限速提醒值；

3、通过加权求平均值的方式求得不同程度天气条件下的可变限速值，充分发挥了道路气象信息系统rwis的全面性和权威性与恶劣气象状况下的局地气象性；

4、可以在恶劣的天气情况下，根据高速公路的道路状况和天气情况提前进行预警，保证车辆在恶劣天气情况下仍可以安全行驶。

附图说明

图1为本发明一种车载天气辅助监测与可变限速提醒系统一较佳实施例中的模块框图。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明所述为一种车载天气辅助监测与可变限速提醒系统，如图1所示，包括车载气象监测模块10、车速传感器20、道路气象信息系统rwis30、gps/gprs一体模块40、限速提醒模块50以及车载嵌入式控制终端mcu60，所述车载气象监测模块10、车速传感器20、gps/gprs一体模块40以及限速提醒模块50分别与所述车载嵌入式控制终端mcu60对应通讯连接，所述道路气象信息系统rwis30与所述gps/gprs一体模块40对应通讯连接。

所述车载气象监测模块10包括雨雪传感器11、粗糙度传感器12、温度传感器13、能见度传感器14、光照度传感器15以及湿度传感器16，所述车载气象监测模块10中，所述雨雪传感器11，粗糙度传感器12和温度传感器13，能见度传感器14、光照度传感器15和湿度传感器16，分3组与车载嵌入式终端mcu60对应连接，所述雨雪传感器11为电压式雨雪传感器，所述粗糙度传感器12为粗糙度仪，所述能见度传感器14为能见度仪，所述车载气象监测模块10用于实时采集不同天气条件下的气象数据。

所述车速传感器20用于实时采集车辆运行速度。

所述道路气象信息系统rwis30用于接收车辆位置信息并根据车辆行驶的位置综合道路静态气象监测站、道路实际环境、道路交通状况等得出交通部门权威性综合限速值。

所述gps/gprs一体模块40的gps用于实时定位汽车行驶位置，gprs用于将位置信息发送至远程道路气象信息系统rwis服务器端，并接收远程道路气象信息系统rwis服务器端回传的交通部门权威性综合限速值。

所述限速提醒模块50包括显示提醒模块51、震动提醒模块52及语音提醒模块53，所述显示提醒模块51、震动提醒模块52及语音提醒模块53分别与车载嵌入式终端mcu60对应连接，所述限速提醒模块50用于在超速的情况下提醒驾驶员按照所提醒的动态限速值限速驾驶。

所述车载嵌入式终端mcu60为arm处理器并配备linux实时操作系统，所述车载嵌入式控制终端mcu60应用于从车载气象监测模块10、车速传感器20及gps/gprs一体模块40分别获得动态气象信息、实时车速、远程道路气象信息系统rwis服务器端回传至gprs上的交通部门权威性综合限速值，并根据交通部制定的不同气象条件下的限速标准计算出不同气象条件下的动态气象限速值，根据天气状况的恶劣程度分别赋予权值a，权值b，然后由加权平均值公式=a+b求出和的加权平均值,并且将该加权平均值作为超速限制阈值，当上述实时车速超过上述超速限速阈值时判定为超速，同时控制上述限速提醒模块（50）进行限速提醒动作。

本发明所述为一种车载天气辅助监测与可变限速提醒系统，具有如下优点：

1、在车体设置气象传感器，可动态监测雨、雪、雾、冰等恶劣气象条件下的气象信息，弥补了静态气象站器气象监测的局限性；

2、可用于包括高速公路、省道、乡村道路等任何普通道路，在没有架设道路气象信息系统的道路上也可独立运行，实时提供可靠的限速提醒值；

3、通过加权求平均值的方式求得不同程度天气条件下的可变限速值，充分发挥了道路气象信息系统rwis的全面性和权威性与恶劣气象状况下的局地气象性；

4、可以在恶劣的天气情况下，根据高速公路的道路状况和天气情况提前进行预警，保证车辆在恶劣天气情况下仍可以安全行驶。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。