保护公路行车安全的特殊微波通讯的制作方法

本发明属于微波通讯的特殊运用领域，具体涉及高频发射的电磁波，电场强度的分布，随距离增大而递减，与调制的各种不同信号载波后直线发射的理论。在沿途被各车载微波接收系统(图3)，接收后按不同信号强度类别，换算成我车与微波发射系统(图2)的距离及预探知前方发生的各种情况的应用。

背景技术：
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目前世界上在公路上运行的汽车遇到如下四种情况时，由于无法立即通知路段内一切来往车辆早做准备，因此发生灾难的概率非常高。

一、当发生交通事故或在路上发生故障停车时，如今都是沿用上世纪初就采用的“三角架”放在约50米处示警，提醒来往车辆注意，由于目前是高速公路行车速度很快，等来车看到“三角架”时，已来不及反应，何况在夜晚及能见度差的情况下，发生连环追尾的可能性极高。靠显示屏警示那是一段时间以后的事，何况在能见度差的情况下。

二、在公路上修路需变道、有临时性障碍物、有上下坡和急弯道时如今都是用路牌或显示屏警示，但后方来车尤其在灾难天气条件下不能都看到，故不知前方发生的情况及距离还有多远，以便早做出准备，因此造成事故频频发生。

三、在路上，遇大雾等灾难性天气视线模糊，车在雾中时“走则碰前车，不走则被后车碰”，迫切需要知道附近运行的汽车与我车距离的关系。虽然目前世界上特高档汽车也配备了车载雷达，但雷达需要相当大的脉冲功率，才能有效反射，所以成本极高，而且大家都用同一个频率也相互干扰。也有用“激光”或“超声波”测距的，但测量距离太短，而且在灾难性天气中“激光”被挡也不起作用，极易造成碰车事故。

四、由于目前所有公路都不能探知前方有突发“团雾”“沙尘暴”“烧秸秆”造成看不清前方的灾难性天气情况，也都不能及时报警，更不能传输这些信息到全路段，让大家都知道前方的情况，所以，后来汽车由于车速快，会盲目冲入“团雾”等灾难区，造成严重的交通事故。虽然国外也发明了“折光法”探雾设备，可以探测到大雾，但这种设备，一，不能探测其它灾难性天气，二，更不能把探测的结果立即传输到公路上一切来往车辆，所以灾难依然发生。

本发明的任务：

由于上述四种极易发生灾难的情况，长期没有有效办法解决，所以每年在全国、全世界都不断的有严重的交通事故发生。

据电视台及报纸报道，每年世界上都有几起连环追尾一百多辆车的严重交通事故发生，尤其是2014年7月28日南京晨报报道宁杭高速东庐山段，由于上下坡每年都会发生二、三十起人员死伤的交通事故，虽然目前铺设了密集的震荡线来降低车速，但汽车的颠簸是可想而知的，如果我们提前两公里就告知前方的情况，并不断提醒就会有更好的效果，这些事例说明，要解决这些难题的迫切性，这也就是本发明的任务。

技术实现要素：
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一、发明的目的：就是利用微波通讯的特殊性能来解决高速公路上上述四大难题，让高速公路上的安全行车真正变为现实，减少或避免这不应有的伤亡和财产损失。

二、具体技术方案：是利用微波通讯的特殊性能在高速公路上每车都安装微波发射系统(图2)和微波接收系统(图3)，使用的频率在微波段的范围内，在灾难地，应配有专用频道(全国统一的频道)的微波发射系统(图2)，开车在路上或在灾难地发生情况时需打开备用，如遇上述四种情况都能让车辆化险为夷。

1、遇有发生交通事故或故障停车时，车载微波发射系统(图2)，此时代替“三角架”用专用频道在事故发生地向两公里内发射电磁波作远距离报警，发射的微波信号强度及按照在此路段上的距离远近的不同成反比例的分布，像“微波通讯在道路上总体布置图”(图1)，把警示的距离从50米扩大到2000米，此时后来的一切车辆上开启的同频道微波接收系统(图3)，即按不同路段收到强弱不同的信号，在微波接收机(4)上的AGC端口，输出大小不同的直流电压，经直流放大器(6)放大，再送往比较器(11)A.B.C.D.E按不同电压分别进行比较，符合直流放大器(6)，此时输出电压的比较器(11)相应输出口，即输出正电压，再触发相应的语音电路(7)的输入(K)端口，使语音电路(7)事先录好相应距离“米”数的语句发音，同时在比较器(11)的相应输出端口上并接的一只发光管，也同时发光，这样驾驶员的眼、耳、可同时感知与前方事故发生地的距离。同时微波发射方，也把已录好事故详情的语音电路(3)录音，通过相关的K按键取出，用调频载波方式调制微波发射机(1)，此时同频道微波接收机(4)就可通过鉴频把语音还原，循环播放，让驾驶员更知前方事故详 情，好让沿途所有汽车早知道前方发生的情况及事故发生地与我车的即刻距离，早做应急准备，避免事故发生。

2、遇公路上修路需变道，有临时障碍物，有上下陡坡及弯道时，有了我们这套微波发射系统(图2)与微波接收系统(图3)，公路管理方，可在这些路段摆放选用全国统一专用频道的这套微波发射系统(图2)，安装在这些易发灾害路段。用1例办法调频载波上录有与当地情况相同语句的语音电路(3)的录音，循环调制微波发射机(1)，向道路来车方向两公里路段发射。通过此路段的车载微波接收系统(图3)中的同频道段，就可收听到前方的情况，让驾驶者心中有数，同样用1例方法，驾驶者也能立刻知道自己车辆与前方情况发生地的即刻距离，有声音和灯光的同时告知，我们就可早知道，早准备，慢速通过危险地段避免发生灾难，比显示屏及路牌来的及时和广泛，不会盲目冲过。

3、如遇上大雾视线模糊的天气，在目前高速行车的情况下，没有可靠的防范方法。迫切需要知道周围的汽车动向。如果在车前、车后方都装上两个不同频道的微波发射系统(图2)和微波接收系统(图3)，而且这两个微波发射机(1)和微波接收机(4)的频道在所有车上都必须相同。根据1例对距离测量和语音传输的播放方法，就可以立即知道当前、前、后方车辆与我车的距离及车辆类型，做到心中有数，时刻准备防止碰撞。

4、如遇突发“团雾”、“沙尘暴”、“烧秸秆”灾难天气，目前在防止汽车盲目冲入“团雾”区，还没有防范设备，因此发生事故的可能性极高。我们设计了与这套微波发射系统(图2)和微波接收系统(图3)相配套的，能及时探测“团雾”、“沙尘暴”、“烧秸秆”的传感器(专利申请号为2012.10465988.X)，公路管理方可在灾难多发地段，每隔1公里路，安装上这种传感器，捕获突发“团雾”。并配套上我们这套专用频道的微波发射系统(图2)，再配上录有灾难类型及强度的语音电路(3)，也配有此频道的接受，同1例，故可以从发来的信号中通过语音的播送和灯光的警示，知晓前方多少距离处，有何种灾难发生，不至盲目冲入视线模糊地区，造成巨大损失。

5、在视线模糊区行进，如发现微波接收系统(图3)告知，与邻车距离过近时，为防止碰撞，我们在比较器(11)A的发光管接口处，引出正电压，对接上紧急报警装置(14)，提醒时刻注意。

6、行进在公路上，往往有前方车辆忽然减速或刹车的情况，此时如果不能及时探知，就会盲目冲过去，危险性很大，目前尚无此种探知防范设备。我们 为此设计了车载“两车距离紧急缩短报警电路”(图5)。当前方汽车忽然减速或停车时，我们的微波接收机(4)接收的相隔2秒时分别获取的直流放大器(6)输出电压，就会不断升高。因为两车如果等速，测到的电压就应相等。如果我们按“两车距离紧急缩短报警电路”(图5)运作。把相隔2秒的直流放大器(6)输出的电压，分别送往比较器(11)F。前一个电压送比较器(11)F的输入(一)极，2秒后的电压送比较器(11)F的(+)极，用产生秒波的多谐振荡器(8)提供间隔2秒的电源，接通在继电器(9)上做比较器(11)F的正负输入极间的来回摆动。当有电压差时，比较器(11)F就会输出正电压，触发单稳态触发器(10)的TR+输入口，使Q输出口的正电压触发语音电路(7)K6口，发出报警声，告知人们要减速注意。这个功能对夜晚和视线模糊，特别在“大雾”、“沙尘暴”、“烧秸秆”中灾难性天气情况下的行车，和前方发生交通事故，故障停车时防止追尾特别重要。

三、有益的效果：目前世界上，由于采用了不能适应高速公路高速行车现状的方法来防灾，在“背景技术”中已有叙述。所以各种灾难持续不断的给交通带来严重的伤害，给人民的生命财产造成持续的巨大损失，这是值得人们深思的。

我们研究的“保护公路行车安全的特殊微波通讯”，遇有各种灾难都能应对。由于采用了每车都配备、微波发射系统(图2)和微波接收系统(图3)，通过无线发射使得前方的两公里内发生的一切情况都被在这一路段上行进的一切车辆的微波接收系统(图3)接收，变为语音和灯光信号，直接提前警示，把警示距离扩大到两千米，适应了高速行车的需要。而且在视线模糊的情况下，还知道自己与邻车或灾难发生地的即刻距离，好让行车者有足够的时间早做应对准备。尤其是前方汽车忽然停车，减速等与自己“距离紧急缩短”的危急情况，因为两车距离的紧急靠近，就意味着很快会有碰撞，这在过去是无法探测的，如今都有办法提前知晓，尤其在夜晚或灾害性天气中，我们在上述“具体技术方案”中已有描述，并实地试验过。

附图说明：

图1：是本发明的“微波通讯在道路上总体布置图”

图2：是“微波发射系统”的组成

图3：是“微波接收系统”的组成

图4：是图3中的“两车距离监测电路”图

图5：是图3中的“两车距离紧急缩短报警电路”图

下面接合用途对附图做进一步说明：

图1，说明的是，在道路上沿途易发危险地段，或发生交通事故时，放置专用频道的微波发射系统(图2)，在不同的场强下的工作状态。同时可以依靠无线传输，把前方情况用语言，直接载波，传到沿途的所有车辆。

图2，是由多个频道发射能力的微波发射机(1)，天线(15)和编码电路(PT2262、ED5026)(2)，与语音电路(WT588D)(3)组成。当开机状态时，微波发射机(1)就向来车方向发射电磁波，供后来各车辆上的微波接收机(4)接收。这个微波发射系统(图2)中的语音电路(3)，是用来存放道路上发生的各种情况的语句，供微波发射机(1)调频载波用。当道路上众多汽车相互通讯，使用同一频道时，为避免同一语句的接收相互干扰，也可用编码电路(2)上的D接口。预设编码，调制微波发射机(1)在微波接收系统(图3)上的解码电路(PT2272、ED5027)(5)上解码，触发语音电路(WT588D)(7)发音。它具有多个频道的发射能力。

图3，是由多个频道接收能力的微波接收机(4)、天线(16)、解码电路(5)、直流放大器(LM358)(6)、语音电路(7)、多谐振荡器(CD4069、NE555)(8)、继电器(9)、比较器(LM324、339)(11)、发光管(12)、单稳态触发器(CD4098)(10)和紧急报警装置(14)组成，具有多个频道的接收能力。

图4，是图3中的“两车距离监测电路”的原理图。是由接收天线(16)微波接收机(4)直流放大器(6)比较器(11)的A、B、C、D、E，分压电阻(13)、语音电路(7)K1～K5和紧急报警装置(14)组成，与微波发射系统(图2)配合，具有监测相邻两车距离及监测与灾难发生地距离的功能。

图5，是图3中的“两车距离紧急缩短报警电路”是由能接收多个频道的微波接收机(4)、直流放大器(6)、多谐振荡器(8)、继电器(9)、比较器(11)F、单稳态触发器(10)和语音电路(7)组成。与邻车的微波发射系统(图2)配合，具有两车在行进中监测相互距离紧急缩短功能。

具体实施方式：

先拿最容易推广实现的“故障停车报警”来举例，过去都是用“三脚架”做近距离报警，在高速行车情况下事故频发。如果安装了我的这种微波发射系统(图2)和微波接收系统(图3)，就能在车载微波发射机(1)上选中事先已统一确定的专用频道放置在故障停车地点，对道路进行两千米距离的发射，到 沿途的各车载微波接收机(4)上。通过专有频道接收在“两车距离监测电路”(图4)中运转，信号经接收天线(16)接收后经微波接收机(4)选中频道，在AGC端口输出与当地电场强度相对应的直流电压。经直流放大器(6)放大后送往由LM324集成电路组成的比较器(11)中的A、B、C、D、E的输入正极点上。在参考电压的分压电阻(13)的六只电阻上，送上12伏正电压得到相应的电压降，按(图4)分接在比较器(11)的A、B、C、D、E的输入负极上。此时如果直流放大器(6)输出的电压与比较器(11)中的A、B、C、D、E的输入负接口中的任一个相等，则这个比较器(11)就输出正电压，并触发由WT588D集成电路组成的语音电路(7)相对应的K接口，触发出相对应的相互距离“米”数的声音。同时相对应的发光管(12)也发亮，从而让后来车上的人们的眼、耳同时感知各车与前方故障停车地的即刻距离，同时在微波发射系统(图2)中由WT588组成的语音电路(3)上。按动有关的K按钮，把录有故障停车性质的语句调出送往微波发射机(1)的调制口上，用调频载波发射出去，这样沿途各车的车载微波接收系统(图3)，就会直接收听到前方故障停车发生的情况。

关于发生交通事故，修路需要变道，路上有临时障碍物、有上下坡、有紧急转弯，遇大雾等视线模糊的灾难性天气时，需要知道前方发生的情况，都能由公路管理部门在灾难发生地放置日常已准备好的专用频道的微波发射系统(图2)，启动不同灾难性质的语音电路(3)的相关按钮，调制微波发射机(1)就可向道路的来车方向两公里距离发射，在此范围内的一切车辆的微波接收系统(图2)，就会即刻收到前方发生的情况和离灾难地的即刻距离，提醒行车者小心驾驶安全通过，再不会发生因不知道前方情况而造成的碰撞、连环追尾、及翻车事故，在没有灾难时，也可常态驾驶。

关于“距离紧急缩短报警电路”的使用，前面在“具体技术方案(6)”中已详细叙述。