高速公路隧道出入口防追尾装置的制作方法

本实用新型涉及自动检测、语音报警设备，尤其是涉及一种高速公路隧道出入口防追

尾装置。

背景技术：

高速公路隧道属于半封闭环境，具有与外路段不一致的行驶条件，司机驾驶车辆过隧道时仍然高速行驶；有的隧道里面灯光很暗，从外面进入里面的瞬间，有时候前面一片盲黑，加之没有醒目的警示标志，无法看清隧道内的路线；在隧道的出口处光照强度急剧变化，司机的视线需要一段时间来适应隧道外较强的光线，在这段时间内，司机无法看清隧道外的情况，仍然保持原来的速度继续行驶，当隧道出/入口的车辆遇到紧急情况急剧减速，且两车间距不足以提供出隧道的车辆完成减速行为时，极易导致严重的交通事故。

现有技术中，如果隧道入口内车辆出现了突发情况时，在车后150米处放置警告牌来告知后继来车，防止二次交通事故的发生。

这种方法存在一定的缺陷，即：司机在高速公路上下车很危险，存在极大的安全隐患；车辆在出入隧道口时，由于“黑洞”和“白洞”效应，司机无法在眼睛适应光线的时间内看清前方的警告牌，极易造成交通安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高速公路隧道出入口防追尾装置，它能对出/入

隧道口的车辆进行测速，并将发生紧急情况的车辆的紧急减速信息通过无线传输方式传输给即将出/入隧道口的车辆，并通过语音报警器为即将出/入隧道口的车辆司机提供预警信息，并提醒司机注意行车速度。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种高速公路隧道出入口防追尾装置，特征是：包括ZigBee路由器、第一微波雷达、第一控制电路板、第一ZigBee网络终端节点、第二控制电路板、第二ZigBee网络终端节点、第二微波雷达、ZigBee协调器、语音报警器，第一微波雷达、第一控制电路板、第一ZigBee网络终端节点安装在隧道内顶部，距隧道入口300米；ZigBee路由器安装在进洞门的顶部；第二控制电路板、第二ZigBee网络终端节点、第二微波雷达安装在出洞门的顶部；ZigBee协调器、语音报警器安装在汽车驾驶内仪表板上的杂物箱内。

第一微波雷达、第一控制电路板、第一ZigBee网络终端节点安装在隧道内的同一处，第一控制电路板控制第一微波雷达对进入隧道车辆的速度进行采集，然后将检测到的速度信息通过第一ZigBee网络终端节点发送给ZigBee路由器；ZigBee路由器对第一ZigBee网络终端节点传送来的数据进行打包后发送给ZigBee协调器，再由ZigBee协调器控制语音报警器工作；第二控制电路板、第二ZigBee网络终端节点、第二微波雷达安装在出洞门的同一处，第二控制电路板控制第二微波雷达对进入隧道车辆的速度进行采集，然后将检测到的速度信息通过第二ZigBee网络终端节点发送给ZigBee协调器，再由ZigBee协调器控制语音报警器工作。

本实用新型由ZigBee路由器、第一微波雷达、第一控制电路板、第一ZigBee网络终端节点、第二控制电路板、第二ZigBee网络终端节点、第二微波雷达、ZigBee协调器、语音报警器组成。语音报警器为司机实时报道隧道出/入口是否有发生紧急情况的车辆；当第一微波雷达检测到隧道入口有车辆发生紧急情况并紧急减速时，语音报警器为即将进隧道口的车辆司机提供速度预警信息，预警内容为“前方隧道入口有紧急情况，请减速慢行”；当第二微波雷达检测到隧道出口有车辆发生紧急情况并紧急减速时，语音报警器为即将出隧道口的车辆司机提供速度预警信息，预警内容为“前方隧道出口有紧急情况，请减速慢行”。

本实用新型能在隧道出入口的车辆发生紧急情况的条件下，实时为即将出/入隧道口的司机提供预警信息，并提醒司机注意行车速度，降低在隧道出入口的汽车追尾事故。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2和图3为本实用新型的工作原理图；

图4和图5为本实用新型的第一控制电路板电路原理图；

图6和图7为本实用新型的第二控制电路板电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种高速公路隧道出入口防追尾装置，包括ZigBee路由器1、第一微波雷达2、第一控制电路板3、第一ZigBee网络终端节点4、第二控制电路板5、第二ZigBee网络终端节点6、第二微波雷达7、ZigBee协调器8、语音报警器9，第一微波雷达2、第一控制电路板3、第一ZigBee网络终端节点4安装在隧道内顶部的同一处，距隧道入口300米，第一控制电路板3采用单片机（STC89C52RC）作为主控芯片，控制第一微波雷达2对进入隧道车辆的速度进行采集，然后将检测到的速度信息通过第一ZigBee网络终端节点4发送给ZigBee路由器1；ZigBee路由器1安装在进洞门的顶部，对第一ZigBee网络终端节点4传送来的数据进行打包后发送给ZigBee协调器8；第二控制电路板5、第二ZigBee网络终端节点6、第二微波雷达7安装在出洞门的顶部的同一处，第二控制电路板5采用单片机（STC89C52RC）作为主控芯片，控制第二微波雷达7对进入隧道车辆的速度进行采集，然后将检测到的速度信息通过第二ZigBee网络终端节点6发送给ZigBee协调器8；ZigBee协调器8、语音报警器9安装在汽车驾驶内仪表板上的杂物箱内，ZigBee协调器8接收ZigBee路由器1和第二ZigBee网络终端节点6传送来的数据进行处理后控制语音报警器9为司机提供预警信息。

第一控制电路板3上设有第一无线增益多路反馈高通滤波电路、第一A/D转换电路、第一控制电路，第一控制电路控制第一微波雷达2向目标发射波，由第一无线增益多路反馈高通滤波电路对第一微波雷达2反射回来的波进行滤波、放大处理，第一A/D转换电路对第一微波雷达2采集到的信号进行数字处理后发送给第一控制电路，再由第一控制电路计算出目标的速度信息，并将速度信息传输给第一ZigBee网络终端节点4。

第一无线增益多路反馈高通滤波电路由第一双运算放大器U1（LM358）、第二双运算放大器U2（LM358）、第1-9电阻：R1-R9，第1-8电容：C1-C8，第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2组成,第一电阻R1、第一电容C1串联在第一微波雷达和第二电容C2的一端之间，第二电阻R2串联在第二电容C2的一端和5V稳压电源的GND之间，第四电容C4串联在第二电容C2的另一端与第一双运算放大器U1的信号输出端1脚之间，第三电阻R3串联在第二电容C2的另一端与5V稳压电源的GND之间，第三电容C3串联在第一双运算放大器U1的反向输入端2脚与第二电容C2的另一端之间，第四电阻R4串联在第一双运算放大器U1的同向输入端3脚与5V稳压电源的GND之间，第五电阻R5串联在第一双运算放大器U1的反向输入端2脚与信号输出端1脚之间，第五电容C5串联在第一双运算放大器U1的信号输出端1脚和第六电容C6的一端之间，第六电阻R6串联在第六电容C6的一端和5V稳压电源的GND之间，第八电容C8串联在第六电容C6的另一端与第二双运算放大器U2的信号输出端1脚之间，第七电阻R7串联在第六电容C6的另一端与5V稳压电源的GND之间，第七电容C7串联在第二双运算放大器U2的反向输入端2脚与第六电容C6的另一端之间，第八电阻R8串联在第二双运算放大器U2的同向输入端3脚与5V稳压电源的GND之间，第九电阻R9串联在第二双运算放大器U2的反向输入端2脚与信号输出端1脚之间，第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2反向串联在第二双运算放大器U2的信号输出端1脚5V稳压电源的GND之间，第一双运算放大器U1的正电源端8脚和第二双运算放大器U2的正电源端8脚并联后接5V稳压电源的VCC, 第一双运算放大器U1的负电源端4脚和第二双运算放大器U2的负电源端4脚并联后接5V稳压电源的GND。

第一A/D转换电路由第一双通道A/D转换器U3（ADC0832）、第十电阻R10、第十一电阻R11、第九电容C9组成，第一双通道A/D转换器U3的模拟输入通道0端2脚与第二双运算放大器U2的信号输出端1脚连接，第十电阻R10串联在第一双通道A/D转换器U3的模拟输入通道1端3脚与5V稳压电源的VCC之间，第一双通道A/D转换器U3的参考零电位地端4与5V稳压电源的GND连接，第十一电阻R11与第九电容C9并联后串联在第一双通道A/D转换器U3的电源输入及参考电压输入端8与5V稳压电源的VCC之间。

第一控制电路由第一单片机U4（STC89C52RC）、第十二电阻R12、第10-12电容：C10-C12、复位开关S1、晶振Y1组成，晶振Y1并联在第一单片机U4的外接时钟端18脚、19脚之间，第十电容C10的一端与第十一电容C11的一端并联后与5V稳压电源的GND相连，第十电容C10的另一端与第一单片机U4的外接时钟端18脚相连，第十一电容C11的另一端与第一单片机U4的外接时钟端19脚相连，第一单片机U4的复位端9脚与第一单片机U4的负极电源端20脚、复位开关S1的一端、第十二电容C12的一端并联后与5V稳压电源的GND相连，第十二电阻R12串联在复位开关S1的另一端与5V稳压电源的VCC之间，第十二电容C12的另一端与5V稳压电源的VCC连接，第一单片机U4的I/O口1脚-4脚分别与第一双通道A/D转换器U3的片选使能端1脚、DI 数据信号输入端5脚、数据信号输出端6脚、芯片时钟输入7脚对应相连，第一单片机U4的I/O口21脚与第一微波雷达连接，第一单片机U4的I/O口22脚与第一ZigBee网络终端节点连接，第一单片机U4的正极电源端40脚与5V稳压电源的VCC连接。

第二控制电路板5上设有第二无线增益多路反馈高通滤波电路、第二A/D转换电路、第二控制电路，第二控制电路控制第二微波雷达7向目标发射波，由第二无线增益多路反馈高通滤波电路对第二微波雷达7反射回来的波进行滤波、放大处理，第二A/D转换电路对第二微波雷达7采集到的信号进行数字处理后发送给第二控制电路，再由第二控制电路计算出目标的速度信息，并将速度信息传输给第二ZigBee网络终端节点6。

第二无线增益多路反馈高通滤波电路由第三双运算放大器U5（LM358）、第四双运算放大器U6（LM358）、第13-21电阻：R13-R21，第13-20电容：C13-C20，第三稳压二极管D3、第四稳压二极管D4组成,第十三电阻R13、第十三电容C13串联在第二微波雷达和第十四电容C14的一端之间，第十四电阻R14串联在第十四电容C14的一端和5V稳压电源的GND之间，第十六电容C16串联在第十四电容C14的另一端与第三双运算放大器U5的信号输出端1脚之间，第十五电阻R15串联在第十四电容C14的另一端与5V稳压电源的GND之间，第十五电容C15串联在第三双运算放大器U5的反向输入端2脚与第十四电容C14的另一端之间，第十六电阻R16串联在第三双运算放大器U5的同向输入端3脚与5V稳压电源的GND之间，第十七电阻R17串联在第三双运算放大器U5的反向输入端2脚与信号输出端1脚之间，第十七电容C17串联在第三双运算放大器U5的信号输出端1脚和第十八电容C18的一端之间，第十八电阻R18串联在第十八电容C18的一端和5V稳压电源的GND之间，第二十电容C20串联在第十八电容C18的另一端与第四双运算放大器U6的信号输出端1脚之间，第十九电阻R19串联在第十八电容C18的另一端与5V稳压电源的GND之间，第十九电容C19串联在第四双运算放大器U6的反向输入端2脚与第十八电容C18的另一端之间，第二十电阻R20串联在第四双运算放大器U6的同向输入端3脚与5V稳压电源的GND之间，第二十一电阻R21串联在第四双运算放大器U6的反向输入端2脚与信号输出端1脚之间，第三稳压二极管D3和第四稳压二极管D4反向串联在第四双运算放大器U6的信号输出端1脚5V稳压电源的GND之间，第三双运算放大器U5的正电源端8脚和第四双运算放大器U6的正电源端8脚并联后接5V稳压电源的VCC, 第三双运算放大器U5的负电源端4脚和第四双运算放大器U6的负电源端4脚并联后接5V稳压电源的GND。

第二A/D转换电路由第二双通道A/D转换器U7（ADC0832）、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十一电容C21组成，第二双通道A/D转换器U7的模拟输入通道0端2脚与第四双运算放大器U6的信号输出端1脚连接，第二十二电阻R22串联在第二通道A/D转换器U7的模拟输入通道1端3脚与5V稳压电源的VCC之间，第二双通道A/D转换器U7的参考零电位地端4与5V稳压电源的GND连接，第二十三电阻R23与第二十一电容C21并联后串联在第二双通道A/D转换器U7的电源输入及参考电压输入端8与5V稳压电源的VCC之间。

第二控制电路由第二单片机U8（STC89C52RC）、第二十四电阻R24、第22-24电容：C22-C24、复位开关S2、晶振Y2组成，晶振Y2并联在第二单片机U8的外接时钟端18脚、19脚之间，第二十二电容C22的一端与第二十三电容C23的一端并联后与5V稳压电源的GND相连，第二十二电容C22的另一端与第二单片机U8的外接时钟端18脚相连，第二十三电容C23的另一端与第二单片机U8的外接时钟端19脚相连，第二单片机U8的复位端9脚与第二单片机U8的负极电源端20脚、复位开关S2的一端、第二十四电容C24的一端并联后与5V稳压电源的GND相连，第二十四电阻R24串联在复位开关S2的另一端与5V稳压电源的VCC之间，第二十四电容C24的另一端与5V稳压电源的VCC连接，第二单片机U8的I/O口1脚-4脚分别与第二双通道A/D转换器U7的片选使能端1脚、DI 数据信号输入端5脚、数据信号输出端6脚、芯片时钟输入7脚对应相连，第二单片机U8的I/O口21脚与第二微波雷达连接，第二单片机U8的I/O口22脚与第二ZigBee网络终端节点连接，第二单片机U8的正极电源端40脚与5V稳压电源的VCC连接。

工作原理：

本实用新型用于高速公路隧道出入口防追尾装置。本实用新型能在隧道出入口的车辆发生紧急情况的条件下，实时为即将出/入隧道口的司机提供预警信息，并提醒司机注意行车速度，降低在隧道出入口的汽车追尾事故。