专利名称：无线电车辆尾灯信号收发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车辆行车信号发送和接收装置，特别是无线电车辆尾灯信号收发器。
各种机动车辆在行驶过程中，必要时必须及时地向后方车辆发送行车状态信号，包括倒车、制动、左转、右转、警示、行驶等信号，目的是为了确保行车安全。这类信号的发送，目前还都沿用车辆尾部指示灯的方法，虽然能够为车辆和行人提供行车信号，提高了交通的安全性，但有不少车辆尾灯残缺不全，时时出现故障，不能准确反映行车状态；即使车辆尾灯齐全完好，由于灯光亮度低或被污泥土覆盖，特别是在强烈阳光的照射下，会使行车信号灯光不明显，给后方车辆造成误会，很容易判断失误造成交通事故；在雨雾天能见度极低的情况下，更容易造成交通事故。具不完全统计，历年来在公路上发生的机动车辆交通事故，因尾灯信号不准确、不明显造成的车辆追尾事故，约占总事故的五分之一到四分之一，给国家、集体和个人造成的各种损失是巨大的。
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种无线电车辆尾灯信号收发器。由安置在驾驶室内的尾灯信号收发器定向接收前方车辆尾部定向发出的无线电射频尾灯信号，并通过相关的指示灯和声音信号在面板上显示出来，为驾驶员准确提供前方车辆的行车信息，这些信息包括倒车、制动、左转、右转、警示、行驶等。本车的行车信息由本车尾部的射频信号发射装置向后方定向发送，为后方车辆提供本车的行车信息。
本发明无线电车辆尾灯信号收发器是以如下方案实现的，它涉及到射频发射单元和射频接收单元。射频发射单元将驾驶员行车过程中常规操作的各种电气开关信号进行编码，每一种开关信号的编码都不相同，此编码信号对射频载波信号进行调制后，由安装在车尾的射频发射头向后方定向发射，为了提高发射信号的准确性，将射频发射头装在一个金属管波导的底部，让波导的管口对准车辆的正后方，使从波导中射出的射频无线电波形成一个较小角度的锥形空间，并且使射频电磁波的能量在大约30米内有效，这样即有效的将信号发送给后方车辆，又不至于形成电磁波的污染，对其它车辆造成信号的干扰，提高了信号传递的可靠性。射频发射单元的特征在于信号输入电路、编码电路和射频调制发射电路，信号输入电路由稳压二极管、阻容元件和非门组成；优先编码电路将输入的信号进行十-BCD编码，BCD码经脉冲编码器变成与BCD码完全对应的数字脉冲序列；数字脉冲对射频载波信号进行调制，由装在波导内的射频发射头定向发射。射频接收单元用于监测前方车辆发送来的行车射频信号，包括倒车、制动、左转、右转、警示和行驶等信号，射频接收单元上设置有射频接收头、信号解码器、声光振荡器和声光控制电路，由装在波导内的射频接收头接收到的射频信号经数字解码器解码和译码器，译码生成有效的行车信号，此信号控制由时基电路及外围元件组成的声光振荡器进行声光控制，由缓冲器和单稳态电路组成的声光控制电路，控制蜂鸣器的响度及响亮时间，由单稳态电路和开关管构成电源开关电路，用于无射频信号输入时，短时间切断射频接收头和数字解码器工作电源以消除对信号的记忆。对有关的有效行车信号做如下解释倒车信号，车辆在倒车时发出倒车信号；左转信号，车辆左转弯时发出左转信号；右转信号，车辆右转弯时发出右转信号；制动信号，车辆进行制动操作时发出制动信号；警示信号，车辆的警示灯被打开时发出警示信号；行驶信号，当车辆正常行驶，没有任何信号操作时，发出行车信号，提醒后方车辆注意前方有机动车在行驶。以上各种信号，在同一时刻只需有一种信号有效，因此将这些信号在电路上通过优先编码器进行了优先权排列，按优先权由高到低的排列顺序为倒车、制动、左转、右转、警示、行驶，因此优先权高的信号可以阻断优先权低的信号，如行驶信号的优先权最低，在正常行车时，它发出正常行驶信号，同时表示驾驶员没有进行信号灯操作，但是当驾驶员制动操作时，便发出制动信号，由于制动信号的优先权高于行驶信号的优先权，则制动信号有效并提示驾驶员，而行驶信号由制动信号取代，因此，行驶信号的最低优先权也保证了在行车过程中始终向后方发送行车信号，有利于行车安全。可以看出信号的优先权越高，说明车辆的行车状态越紧急，提醒驾驶员要加强注意力。每当前方车辆改变行车状态并发出无线电尾灯信息时，声光控制部分便以较高频率控制有关发光二极管闪烁且蜂鸣器断续地发声并声音响亮，保持1--2秒钟后，蜂鸣器便开始以较长时间的间隔(如几秒钟)发出声音较弱的并保持0.5秒左右的警告声，以提醒驾驶员注意前方车辆的行车状态。如果距离前方车辆大约30米之外超出了信号接收范围，收不到前方行车信息，本仪器则不做任何有关行车的信息显示，只是不断的向后方发送本车的行车信号。
本发明无线电车辆尾灯信号收发器，在使用过程中能够随时监视着前方车辆的行车状态，并用声光的形式提醒驾驶员；同时又可以把本车的行车状态通过射频发射头发送给后方车辆。特别是在雨雾天气中行车，能见度极低的情况下，车辆原来的指示灯起不到向后方车辆传递行车信息的作用，而本无线电车辆尾灯信号收发器不受气候和光线的影响，能在全天候情况下，准确无误的向后方车辆发送行车状态信息，同时又能准确无误的接收前方车辆发送来的行车状态信息，并通过相关的声光效果提示给驾驶员，能够大大提高行车安全性，减少交通事故。本无线电车辆尾灯信号收发器使用安装方便，不需对车辆电器做大的改动，只需把收发器与车辆原来的尾灯线路连通即可，并且不影响驾驶员原来的驾驶习惯，不需因使用本收发器而增加操作程序。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1.本发明的射频发射单元电原理图。
图2.本发明的射频接收单元电原理图。
图3.本发明的总体示意图。
本发明无线电车辆尾灯信号收发器由射频发射单元和射频接收单元构成，下面分别加以介绍。
参见图1.射频发射单元电原理图，S01、S02、S03、S04、S05、S06、S07为信号输入接线端子，与车辆原有的有关信号灯开关联接，因为行车时车辆的电源来自车载发电机，电压极不稳定，所以采用稳压管和阻容元件对来自车辆尾灯开关的电信号源进行稳压和阻容滤波，以去除信号源中的杂乱波形，增强发讯的可靠性，从S01到S07所需的稳压滤波电路相同，以S01为例，电阻R101和稳压二极管Z101将信号源电压稳定在非门U103A所需的输入高电平电压上，电阻R102和电容C101、C113组成的滤波电路用于消除非门U103A的输入和输出端的杂乱波形，由稳压滤波电路和非门组成了信号源输入回路，共7个完全相同的信号输入回路，即由非门U103A、U103B、U103C、U103D、U103E、U103F、U104A和各的外围稳压阻容元件构成。以上的7个非门的输出端与十-BCD优先编码器U101的7个输入端1、2、3、4、5、12、13端相联，U101的输入端11通过电阻R117与地相联，U101输入信号的优先级由高至低的顺序为5、4、3、2、1、13、12、11端，当S01--S07没有信号时，U101的11端为有效信号，表示正在行驶，提醒后方车辆注意。因为U101的输入端为低电平有效，所以将来自车辆的高电压开关信号通过非门进行反相处理，即当某个开关被打开时，车辆电源进入稳压滤波电路经非门反相后进入U101，U101的输出端9、7、6、14为四根BCD码线，低电平有效，U101将来自信号源的有效信号中的高优先权信号进行十-BCD编码，并经非门U104B、U104C、U104D、U104E反相送入遥控数字编码器U102的10、11、12、13端，U102是遥控专用数字编码器，它能将BCD码转换成数字脉冲信号序列从U102--17输出，电阻R111与U102共同完成数字脉冲信号的转换，U102--17输出的数字脉冲信号通过电阻R112进入遥控射频发射头T101--2，T101向外发射经数字脉冲信号调制的300MHZ射频电磁波，为了定向发射，将T101装在金属管道DIR101的底部，DIR101对射频电磁波形成一个波导，电容C120用于对U102--17进行噪声滤波。对车辆尾灯开关信号的十-BCD编码如下S01--S07均处于无效时，U104的四个输出端10、8、6、4的BCD编码为0001；S01有效时为0010；S02有效时为0011；S03有效时为0100；S04有效时为0101；S05有效时为0110；S06有效时为0111；S07有效时为1000，当有两种以上的信号同时有效时，输出优先权高的信号编码。
按图1的电路，可设定为U101--11为行驶信号，S01为警示灯信号、S02为右转弯信号、S03为左转弯信号、S04为制动信号、S05为倒车信号、S06和S07为扩展信号备用。电路的工作电源取自车辆的电源，经输入端子S08、S09与车辆的电源“+”、“-”极相联，稳压集成电路V101、V102和外围元件电容C110、C108、C100、C107、C109组成电源稳压电路，为整个电路提供电源Vcc，其中V101为射频发射头T101提供电压略高的发射电源，开关S101为整个电路的电源开关。U103、U104选用74HC04，U101选用74HC147，U102选用T9256，T101选用T630。
参见图2.射频接收单元电原理图，它由射频信号接收、信号解码、有效信号识别、声光控制等电路组成。由电磁波波导DIR201导入的射频信号被射频接收头T201接收并解调、放大、整形，从T201--2端输出析出的数字脉冲编码信号序列，此编码与前方车辆的无线电车辆尾灯信号收发器中的射频发射电路U102输出的数字脉冲编码完全一致，并送入遥控专用数字解码器U201--14，由U201与电阻R201一起将数字脉冲编码还原成BCD码从U201-10、11、12、13端输出，并输入到四--十六线译码器U202--2、3、21、22端，从U202--9、 10、8、7、6、5、4、18端输出与S01--S07及U101--11完全对应的信号，从而完成信号的接收和解码还原。U202能把四位二进制数码译成十六根线输出，一组四位二进制码对应一根输出线，本电路只用到八根输出线，即U202的S1--S8是有效的信号线，对其余的八根输出线可视为无效信号线，因此设置了有效信号识别电路，只有有效信号才能打开后面的声光控制电路进行声光显示，U202的八根有效信号线作为八或非门U205的输入信号，U205的输出经过非门U207C的反相去控制由时基电路U206及外围元件构成的闪光振荡器，闪光振荡器有两个振荡器组成，当信号有效时，U207C--6端为高电平，使振荡器工作，当信号无效时，U207C--6端为低电平，振荡器均停止工作。U206A与外围元件组成的振荡器以较高的振荡频率，大约4--6HZ，从U206A--5输出经反相器U207D和电阻R219控制开关管P201为声光电路提供脉冲电源，U202输出的有效信号分别控制开关管N212、N201、N202、N203、N204、N205、N206、N207的基极，使对应的发光二极管L208、L201、L202、L203、L204、L205、L206、L207闪烁。同时U202的八根有效信号进入八路同相缓冲器U208的输入端2、3、4、5、6、7、8、9，当某一信号有效时，U208的输出端11、12、13、14、15、16、17、18中的一根线为高电平，通过电阻为电容器充电，以U208--18有效为例，通过电阻R241为电容C207充电，使电阻R240--9端呈现出短时间的高电平，使或非门U204的输出13端为低电平经非门U207B反相给由U203B及外围元件组成的1-5秒钟的单稳态电路提供一个触发脉冲，单稳态电路U203B--12输出一个1-5秒钟的低电平脉冲并打开开关管P202使电压蜂鸣器SP201按照由P201提供的脉冲电源的频率与对应发光管L208一起形成急促响亮的警告声和闪光信号，当U203B-12变为高电平，则关闭了P202，如果信号继续有效，发光管则继续闪光，而P202已被U203B-12所截止，SP201不再急促发声，而由U206B及外围元件组成的另一个振荡器的U206B-9输出通过二极管D205、电阻R239直接驱动SP201发出时间间隔较长且音量较低的短促声音，提示驾驶员注意信号仍在保持，此举的目的是为了避免长时间的响声给驾驶员带来的不利影响。
这里定义L202为倒车信号、L203为制动信号、L204为左转弯信号、L205为右转弯信号、L206与L204和L205一起为警示灯信号，L207为行驶信号，与射频发射电路中有关信号完全对应，L208和L201为扩展信号备用。解码器的输出端10、11、12、13具有信号锁存功能，当输入的有效数字脉冲编码消失时，仍保持着前一次的信号输出，为了能在有效数字脉冲编码消失后，取消信号输出，利用U201-17的脉冲输出端进行监视，有信号时，U201--17输出编码脉冲，无信号时则不输出编码脉冲，U201-17输出的编码脉冲经藕合电容C221进入积分电路电阻R202和C201，当无信号时，U201-17变成了低电平经非门U207A-2输出为高电平，触发由U203A及外围元件组成的单稳态电路，U203A-13输出一个脉宽在1秒钟左右的高电平脉冲，打开开关管N209使开关管N208截止，切断T201和U201的工作电源，使U201锁存的信号消失。此后U203A--13返回到低电平，使N208又被打开，恢复对T201和U201的供电，重新监视车辆前方的有效信号。图2中，R233和C219、R229和C215、R230和C216、R231和C217、R232和C218作为阻容吸收电路，用于对线路中的噪声进行滤波。图2中T201选用T631，U201选用T9257，U202选用4514，U203选用74HC123，U204、U205选用4078，U206选用NE556，U207选用74HC04，U208选用74HC541。
本无线电车辆尾灯信号收发器在使用时，参照图3，车辆上的组合开关信号进入信号稳压滤波电路1，开关信号经编码器2转换成数字脉冲编码，此编码经电缆线对安装在车尾的射频发射头3的射频载波进行调制并定向发射，本收发器的主机安置在驾驶室内并透过挡风玻璃，使装在内部的射频接收头4对准车辆的正前方，由射频接收头4收到的前方车辆有效射频信号，经解码器5解析出有效信号，并控制声光控制单元6进行声光显示。每当有新的有效信号发生时，蜂鸣器发出一个急促的响亮声音，并保持1--5秒钟，此后则为短促且间隔时间长的低响度声音，并且只在30米左右的有效范围内接收前方信号。在使用时，所有车辆的发射单元发射的各种信号的脉冲编码和接收单元的脉冲解码必须有完全相同的定义，否则会造成信号混乱、检测不准。
权利要求
1.一种无线电车辆尾灯信号收发器，涉及射频发射单元和射频接收单元，用于接收前方车辆的射频尾灯信号，和向后方发射射频尾灯信号，射频发射单元由信号输入电路、编码电路和射频调制发射电路构成，由车辆上引入的各种尾灯开关信号与由稳压管阻容元件和非门组成的信号输入电路相联，优先十-BCD编码器(U101)将输入信号转换成与其对应的二进制BCD码，并通过遥控专用数字编码器(U102)将BCD码转换成数字脉冲序列，并对射频发射头(T101)的射频载波信号进行调制，安装在车辆尾部并正对着车辆后方的射频发射头(T101)装在波导(DIR101)内通过射频电缆与驾驶室内的收发器的发射电路相联。
2.根据权利要求1所述的无线电车辆尾灯信号收发器，其特征在于射频接收单元上设置有射频接收头、信号解码器、有效信号识别电路和声光控制电路，装在波导(DIR201)内的射频接收头(T201)接收到的射频行车信号经遥控专用数字解码器(U201)和译码器(U202)生成有效行车信号，或非门(U205)与译码器(U202)的输出相联，用于识别出有效的行车信号，当信号有效时由时基电路(U206)及外围元件组成的两个振荡器电路控制由开关管和发光管以及峰鸣器(SP201)构成的声光控制电路，当新的有效信号到来时，还通过缓冲器(U208)、阻容元件和或门(U204)触发单稳态电路(U203B)，用于控制开关管(P202)提供短暂的高响度声音信号，单稳态电路(U203A)和开关管(N209、N208)为射频接收头(T201)和解码器(U201)提供开关电源，用于信号消失时取消记忆信息。
全文摘要
本发明公开了一种无线电车辆尾灯信号收发器,它由数字脉冲编码射频发射单元和数字脉冲编码射频接收单元构成。由射频发射单元对来自车辆尾灯开关的信号进行数字脉冲编码并向车辆后方定向发射,同时射频接收单元接收前方车辆发射的射频尾灯信号,通过解码、译码由声光电路显示给驾驶员。该收发器用于全天候情况下,机动车辆行车时尾灯信号的发射和接收。
文档编号B60Q1/26GK1170676SQ9611052
公开日1998年1月21日 申请日期1996年7月16日 优先权日1996年7月16日
发明者郑君 申请人:郑君