专利名称：智能数字交通标志及车载语音提示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及道路交通标志及机动车辆的智能控制技术领域，是一种将智能数字交通标志与智能汽车安全行驶提示装置相结合的车载安全提示仪器。
道路交通标志是用图形符号和文字传递特定信息、用以指挥、管理交通的安全设施。是机动车辆在道路行驶时必需遵守的具有法律效力的重要信息。是保障驾乘人员人身安全的重要保证。对提高道路和路口的通过能力，防止交通事故的发生起着非常重要的作用。目前使用的各种交通标志沿用了几十年，虽然变革了多次，但仅是在原有的基础上使用了灯光、反光油漆等让驾驶人员能在各种情况下看清标志的简单措施，基本上还只是一种非主动的视觉标志，需要人主动的去看和记忆标志的内容和作用范围，在作用范围内如忘掉某些内容往往容易违反交通规则，造成一些不必要的后果。驾驶人员在道路行驶时有时还会因各种因素，未能注意和看清标志图形符号或不按规定和不知在某种特定路段内车速控制在什么速度内为好，也容易造成交通事故。行驶事故中十次有九次是因为超速行驶造成的。调查发现如果有人根据交通标志不断提醒驾驶人员和在驾驶员违反交通规则时予以及时提醒对保证行车安全，能起到很大的作用，可改变驾驶员被动观望的状况，使具有法律效力的安全行驶信息始终伴随车辆行驶，在作用范围内不断提醒驾驶员按章行驶才能有效保证行车安全，减少事故的发生、提高道路通行能力，保障人民生命财产的安全。
本实用新型的目的是提供一种结构新颖合理、安装方便、调试简单、工作可靠、功能强的智能数字交通标志及车载语音提示仪。
本实用新型的技术解决方案是一种智能数字交通标志及车载语音提示仪，其采用了现有技术所未采用的结构设计由安装于现有交通标志上的交通标志信号设定及检测发射器、安装于机动车上的车载接收及语音提示器组成，交通标志信号设定及检测发射器中有运动检测模块，运动检测模块经智能信号处理电路与微波发射电路相连接，另有一个定时电路经数据变换电路与一个调频发射电路相连接；车载接收及语音提示器中有与接收电路相连的数据转换电路，数据转换电路经数据处理电路与语音提示电路、显示电路相连接，数据处理电路还接有车速检测电路。
本实用新型中所述的交通信号设定及检测发射器中的运动检测模块采用多普勒或远红外检测器件。当然，也可以采用其他合适的检测器件。
本实用新型中所述的交通信号设定及检测发射器中的运动检测模块与时钟脉冲振荡器相连，时钟脉冲振荡器再与并/串数据转换器相连，并/串数据转换器与微波发射电路相连；定时电路采用4秒定时电路，4秒定时电路与并行数据变换电路相连，行数据变换电路与雨水检测器相连，雨水检测器与调频发射电路相连接。当然，也可以采用其他合适的的电路结构形式。
本实用新型中所述的车载接收及语音提示器中与接收电路相连的是串/并数据转换电路，串/并数据转换电路经一个逻辑电路与语音提示电路相连，还经另一个逻辑电路与一个限速显示电路、及数据比较电路相连接，数据比较电路还与语音提示器相连接，一个光电检测器与BCD码计数器组成车速检测电路并与前述数据比较电路相连接，光电检测器另与一个计算电路相连，计算电路与一个可逆计数电路相连接。并产生标志作用功能复位脉冲解除信号。BCD码计数器采用双4位BCD码计数器。当然，也可以采用其他合适结构形式的电路。
本实用新型的优点是结构新颖合理、安装方便、调试简单、工作可靠、功能强。只需将电源与车内电源联接、检测端与车速表连接，调节车速显示与实际车速相符就能正常工作。为驾乘人员警觉和提醒安全行驶有着极大的帮助，等于车上多了一个极尽责守的安全提醒人员，能有效地防止和减少违章及事故的发生。能接受交通警察和管理人员指挥调度的语音提示，增强管理的力度减少管理工作的工作量，消除城市交通路口及干线公路两侧的噪声，使交通车辆的管理更加合理更加智能化自动化，有利于提高行车效率减少违章和事故。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明
图1为本实用新型的一种智能数字交通标志及车载语音提示仪中的交通信号设定及检测发射器的电原理图；图2为本实用新型的一种智能数字交通标志及车载语音提示仪中的车载接收及语音提示器的电原理图。
图1、图2描述了本实用新型的一个实施例。图1描述了实用新型的一种智能数字交通标志及车载语音提示仪中的交通信号设定及检测发射器。智能数字交通标志，实际上是以一组三片八位并入串出的移位寄存器CD4021组成的二十四位数码生成器。通过多谱勒(或远红外等)检测模块对路面行驶车辆进行检测，有车辆通过时给出一个高电位脉冲信号，触发移位寄存器输出一组二十四个脉冲的数字信号。等这二十四个脉冲结束后马上切换第二组并行数码设置保持四秒后恢复前一组。因为只需改变限速代码，所以只有六位并行数据有三组置码开关，分别为正常行驶设置K1、雨雪天气设置K3、降档车速设置K2。IC6(555)组成4秒时间定时器，4秒内检测器再有高电位脉冲触发送出的是第二组数据。一个雨雪检测器在雨量达到一定值时切换并行输入的另一组六位车速代码，并使一个调频发射语音电路工作。雨雪检测器是由二个湿敏电阻与一个5×5检测盒和海棉状复盖物组成。可根据交通部门提供的湿度数据调节动作范围，海棉状复盖物模似路面吸湿状况，检测电阻插入可以有效检测有关数值。
电源由一个主电池供电，一组电压高于主电池的太阳能电池，辅助向主电池冲电。有交流电源的地方可将太阳能电池变换成稳压源供电。因全部采用CMOS电路，耗电很小，一旦规模生产可定制耗电更小单片集成电路。
具体电路详述如下IC0多普勒、远红外检测模块遇有运动物体后输出一个高电位使三极管Q1导通由R1、R2及C3组成100ns低脉冲，使由门1、2组成的双稳电路翻转，IC2(4O60)的12脚由高电位变低电位，开始计数，同时IC3、IC4、IC5(4021)的9脚因将并行数据分别送入自己各自的寄存器而从高电位也变成低电位的右移状态；IC2(4O60)由9、10、11脚及R6与晶振组成振荡器，由7脚输出IC3、IC4、IC5(4O21)所需的移位时钟脉冲，当IC2(4060)输出24个脉冲时，13、14脚输出高电位使门3(与非)输出低电位使门1、2双稳电路复位，12脚CR端由低变高复位，并停止7脚时钟脉冲的输出；同时IC3、IC4、IC5(4O21)的9脚RS端的电位也变高变成置数状态。当IC2(4060)的12脚低电位计数的同时IC3、IC4、IC5(4O21)的9脚变低，将1、15、14、13、4、5、6、7脚上并行置数开关K1、K4、K5的数据依次从IC3至IC4右移，从IC5的3脚输出至IC8(FDD400-1)的5脚，由IC8组成载波为323MHe无线发射器，将5脚数码发射出去(无线发射器频率应通过公安部门认证后使用，IC8可在100-4OOMHe调节)。在IC8的5脚有数据时，由于门1输出高电位，使Q2导通IC8工作。IC6(555)组成定时器，当2脚有低脉冲触发后开始计时，3脚由低变高，门4(反相)输出低电位，IC1(4017)的15脚CR端变低进行计数，在IC2输出24个脉冲时，4脚将有6个高电位脉冲输出至IC1(4017)的14脚，CP端计数后4脚即第三位(Y2)输出高电位，使VS2导通，而12脚CO端因数值大于5由高变低，断开VS3，使K1、K5的数据转换成K2与D5、D6的数据送入IC4、IC5相应的寄存器中，因为这时IC4、IC5的9脚P\S为高；在IC6定时期间再有触发脉冲输出，将是由K2组成的降档车速代码与D5、D6组成的车距太小的语音代码。4秒后由于IC1的15脚变成高电位，IC1(4017)复位，12脚变高4脚变低，恢复由K1、K5组成的正常设置的代码。由IC7(555)组成开关电路，当接在2、6脚与地之间的湿敏电阻变小后，2、6脚电位变低至一定值时，3脚的电位变高，将使VS1关断，VS2、VS3无正电源，K1、K2上的数据都为0，同时VS4导通，这样K1、K2的数据变换成由K3与K5组成的雨雪气候车速的代码数据，并使固定语音调频模块工作，在D端有高电位时将发出“雨雪气候谨慎驾驶”的调频信号(调频频道应是交通管理专有频道，需向国家申请也可以业余频段实现)。另IC5的8脚输出通过C7接到天线上，发射天线装在做成喇叭型的屏蔽罩内，以便增强天线的方向性。
智能数字交通标志只要在原标志处按装就能有效地向过往车辆发射信息。按装时将仪器检测发射面面对行驶车辆。
智能数字交通标志共五组编码开关。其中K5的五位是语音提示代码；K1、K2、K3是六位车速代码，最高位是车速的百位，末位设置车速的个位，中间四位为十进制BCD代码；K4是标志作用里程的代码为十位，前二位为里程的十位码、后八位分别为个位和小数点后的BCD码。
图1的电路中还包括如下元器件集成电路IC7(555)、IC9(固定语音调频发射模块)、IC10(检测模块)、稳压块(7805、7809)、三极管Q3、二极管D1、D2、D3、D4、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、三组1M×8电阻排、电容C1、C2、C4、C5、C6、C8等。功能A、能有效设置标志名称语音，标志作用距离，管辖距离内正常限制车速。B、通过标志车距未达规定距离时，自动降档给出车速并语音提示车距太小。C、雨雪气候，将自动设置到此路段恶劣气候规定的车速，并语音提示谨慎驾驶！图2描述了本实用新型的一种智能数字交通标志及车载语音提示仪中的车载接收及语音提示器。主要由以下几部分电路组成接受串行数据为共行数据输出部分，车速检测部分，可预置的加减计数器部分(作用里程设置)，车速设置显示比较部分，语音存储播放部分等。第一部分为接受串行数据为并行数据，由一组三片串入并出的移位寄存器CC14094和4060组成。输入完成后前五位通过4066作语音提示ISD2560的段号输入；中间六位和4511组成车速显示部分；后十位是作用里程的预置数据。中间六位给定车速码中的中间四位，由4511解码显示设定车速的拾位；最高位是百位，有1显壹有0显零；最低位是个位，有1显伍是0显零。六位码又通过4585及74HC682及4508组成六位数字比较器，为第二部分。车速检测由光电检测与4518等电路组成，其输出的数据与4511解码组成车速显示和比较的依据，为第三部分。三片40192组成可预置的加减计数器，预置数据输入是与并行输出的后十位相联；加法端口可以手动设置里程；减法端口的输入是通过4060与4017分频后的车速检测脉冲换算成每百米输入一个脉冲，作减法运算。全零后输出高电平中止语音和限速代码的作用，使人工设置的本车速度接入比较数据，为第四部分。第五部分为语音存储播放，由一片ISD2560与LM386组成16段提示语音，分段存储于2560内。因ISD2500系列最多可分数百段时间，可达120秒，扩展余地大。
专用调频接受应问国家有关部门申请专有频道。虽然目前大部分车辆均配有调频收音机，但驾驶人员往往根据个人的喜好开关收音机，而专用频道将作为行驶必备的交通信息接受装置，时刻准备接受管理调度信息。管理部门随时可以通过这个频道从各个角度向行驶的车辆发布各种信息。鉴于车辆抖动大，应尽量选用线卷少的电路TDA7010。
具体电路详述如下编码信号通过IC19(Jdd400-1)接收后由7脚输出，由于24个脉冲中第1位是高电位，在输入至IC2(4094)的2脚的同时，门27(与非)的另一端也是高电位，所以输出0电位，门25、门26双稳电路翻转，使IC1(4060)的12脚CR端变低，开始计数，并由7脚输出IC2、IC3、IC4(4094)的3脚所需CP移位时钟脉冲，而1脚ST端由0变1，移位寄存器的数据相应进入各锁存器，在时钟脉冲的上升沿进行移位，当IC30输出24个脉冲后，IC30的13、14脚出1高，门28(与非)出0，使门25、门26组成的双稳电路复位，IC31、IC32、IC33(4094)的1脚ST端变低，数据输出端Q即4、5、7、14、13、12、11脚数据不变，就将串行输入数据变成并行数据输出并保存。IC33的6、7、14、13、12脚对应于图1中K5的数据，通过IC34(4503)向语音电路IC 17(2560)的地址端1、2、3、4、5脚提供段号代码，因为此时IC34(4503)的1、15脚即DIS端为低电位，D端脚2、4、6、10、12与Q端脚3、5、7、9、11电位相同。当IC33(4094)的4脚为1时，即24位编码全部到位，将使门29(或非正脉冲触发)与门8组成的单稳电路工作，使门8输出为高电位，使门16(或非门)的输出为低，去触发IC 17的23脚放出相对应的语音；同时门8的高电位又通过门22(与非)，使门23、门24组成的双稳翻转，使IC9(4503)的DIS端变低，使IC33的3脚和IC32的4、5、6、7、14脚的六位数据通过4503的传输至IC27(4511)及门45、36、37解码后显示三位十进制数值，并作为比较器IC39(74HC682)比较码的一方Qn的数据；由IC35(4518)组成速度检测电路，将其输出的八位BCD码与一位进位码通过IC36(4508)同步采集，作为IC39比较码的另一方Pn的数据，通过比较若Pn大于Qn，IC39的1脚将由高变成低电位，通过门34(反相)输出高电位，关闭IC34，使其输出端Qn呈高阻状，通过D17、D18、D19、D20向IC17提供1001段号，同时通过门38(与门)，只要IC17不是放音状，门38二个输入端(与门)全高出高电位，通过门16(或非)有1出0，触发放音，IC17放音状，25脚是高电位，通过门12反相出低，门18有0出1，放音结束，反之若另一脚仍然是高全1，将继续放1001段语音，直至门34输出变低结束，实现车速不降、反复提示功能。门8输出的另一路通过门9反相后作为1C13、14、15(40192)可预置的BCD可逆计数器PE端11脚控制电位，当IC31、IC32、IC33完成送数时，IC14的4脚出1后，门9出0，将使来自IC32的13、12、11脚、IC31的4、5、6、7、14、13、12脚的十位数据分别送入40192的Dn端完成置数，门29、门8组成的单稳恢复后，门9输出变高，40192开始计数。IC13、14、15(40192)组成三位可逆计数器，IC15的CPu端5脚与R33、R41、C30、门6、D11、K8组成手动输入，对40192进行加法计算，IC15的CPd端4脚与IC12(4017)的15脚相连，每输入一个高脉冲作减法运算。IC11(4060)和IC12(4017)组成一个计算电路，对来自门42的脉冲数经4060分频后，即除以60～100内任何一个数，门20、门21(与门)及门39、门35后经过4017计数，在1～10个脉冲内选择，输入几个脉冲输出一个脉冲为百米，使输出至IC12的速度脉冲的个数换算成里程数达到一定的精度。调节门20、门21接入4060Qn的位置可调节除数。IC16(4017)与门18、19、D15、D16组成不同段号的语音重复放音电路，4017每输入14脚二个脉冲约二百米，其2脚输出一个高电位，若正好门19的另二个输入端是高，即语音段号的前二位是1的，通过门19到门30到门7到门19而触发放音，门18触发的是段号的后二位是1的段号，只是需四个脉冲约四百米左右而触发，这样只有遇到符合条件的段号才会重复，其它段号均不会重复放音。二种车辆的设置即1型、2型，是通过D8、D14来实现，额定车速高于每小时百公里的车辆断开D8，低于百公里的断开D14。当断开D14后，只要车速的百位是1，将不会将数据传送到比较器IC39的3脚，3脚将是常0电位，如路牌给出的是大于壹百的代码，那IC32的14脚将是高电位，门17的一端为高，当另一端为高时，正是要通过门22来翻转门23、门24双稳开启IC32，将数据送入比较器，但因为门22另一端因门17、门5的电位改变为0而无法翻转，而门17的高电位触发了由门31、门10、门33组成的单稳，使双稳门23、门24置位IC10导通IC37关闭，使手动置位的数据送至比较器。如果低于壹百公里，门17与D8端为低，将会切换至路牌数据上。IC17(2560)与IC39(LM386)组成语音播放，其音量电位器接地端串一电阻使音量无法关死，保持一定的音量适合不同的场合。以上电路可集成为大规模集成电路(除检测、模拟电路外)。
另留有一个车速记录存储器接口H，即IC39的2、4、6、8、11、13、15、17脚与存储器Ao～An相联，Q即门35的输出端的高电位脉冲将数据存入存储器的固定地址中，即一百脉冲记录一次存储，溢出自动清除从头开始记录。另一地址将检测门34的高脉冲次数，记录违章超速的次数，储满溢出自动清除重新纪录。若有意外，只要取下存储器解码后可知此车最近数公里内的车速和累记超速次数。一个限制车速端口F、H，通过它控制一个方波发生器与步进电机相连。
功能A打开车辆电源能自动提示“为了您的幸福请遵守交通法规！”或类似话语。
B能根据交通标示牌所设置的警示代码给出相应的语音提示“前方路段限速行驶！”、“前方请注意行人及车辆！”、“请注意交通信号！”、“前方严禁超车！”、“进入城区请限速行驶！”等语音提示。
C能根据交通标示牌给定的限制车速代码显示数值和标志管辖范围的里程公里数。如限速40Km/每小时行驶510Km。仪器将显示以上数值，每行驶100m限速里程减少1直至跑完5Km。在限速里程内速度超过40Km将有语音提示”车速太高限速行驶。”，直至车速降至规定速度内停止。
D能根据交通标示牌所设置的前方严禁超车的标示及严禁超车的里程给出相应的语音提示“前方严禁超车！”，显示严禁超车的里程数。如在给出限制2Km内严禁超车时，每隔一定里程给出“前方严禁超车”的语音提示。直至跑完限制里程。严禁超车限制里程内车速为50公里/小时，一旦超速将有提示语音。
E在高速公路行驶时，遇有所给车速超过本车最高行驶速度将自动设定为本车人工设置的车速内行驶。
F可以人工设置车速及行驶里程，但遇有交通警示牌后将自动按警示牌所规定的内容及限定的车速、里程提示信息。
G重要提示将隔一定距离反复提示，直至行驶完规定的距离。一般提示只提醒一次。超速行驶将反复提示直至车速降至规定车速内停止。
H能接受交通警察及交通管理人员所使用的调频无线话筒发出的交通管理和调度语音。能接受定制的各种语音调频警示提醒语音。
L能接受前车发射装置提供的转向、刹车信息。并有语音提示。
权利要求1.一种智能数字交通标志及车载语音提示仪，其特征在于由安装于现有交通标志上的交通标志信号设定及检测发射器、安装于机动车上的车载接收及语音提示器组成，交通标志信号设定及检测发射器中有运动检测模块，运动检测模块经智能信号处理电路与微波发射电路相连接，另有一个定时电路经数据变换电路与一个调频发射电路相连接；车载接收及语音提示器中有与接收电路相连的数据转换电路，数据转换电路经数据处理电路与语音提示电路、显示电路相连接，数据处理电路还接有车速检测电路。
2.根据权利要求1所述的智能数字交通标志及车载语音提示仪，其特征在于交通信号设定及检测发射器中的运动检测模块采用多普勒或远红外检测器件。
3.根据权利要求1所述的智能数字交通标志及车载语音提示仪，其特征在于交通信号设定及检测发射器中的运动检测模块与时钟脉冲振荡器相连，时钟脉冲振荡器再与并/串数据转换器相连，并/串数据转换器与微波发射电路相连；定时电路采用4秒定时电路，4秒定时电路与并行数据变换电路相连，并行数据变换电路与雨水检测器相连，雨水检测器与调频发射电路相连接。
4.根据权利要求1或2、3所述的智能数字交通标志及车载语音提示仪，其特征在于车载接收及语音提示器中与接收电路相连的是串/并数据转换电路，串/并数据转换电路经一个逻辑电路与语音提示电路相连，还经另一个逻辑电路与一个限速显示电路、及数据比较电路相连接，数据比较电路还与语音提示器相连接，一个光电检测器与BCD码计数器组成车速检测电路并与前述数据比较电路相连接，光电检测器另与一个计算电路相连，计算电路与一个可逆计数电路相连接。
5.根据权利要求4所述的智能数字交通标志及车载语音提示仪，其特征在于BCD码计数器采用双4位BCD码计数器高精度计算电路，留有外围电路接口4组11端口。
专利摘要本实用新型公开了一种智能数字交通标志及车载语音提示仪,其特点:由交通标志信号设定及检测发射器、车载接收及语音提示器组成,交通标志信号设定及检测发射器中有运动检测模块,运动检测模块经智能信号处理电路与微波发射电路相连接,另有一个定时电路经数据变换电路与一个调频发射电路相连接;车载接收及语音提示器中有与接收电路相连的数据转换电路,数据转换电路经数据处理电路与语音提示电路、显示电路相连接,数据处理电路还接有车速检测电路。优点:结构新颖合理实用、安装方便、调试简单、工作可靠、功能强。
文档编号G08G1/0962GK2393171SQ9922993
公开日2000年8月23日 申请日期1999年11月9日 优先权日1999年11月9日
发明者王建民 申请人:王建民