一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统的制作方法

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1.本实用新型涉及一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统。


背景技术：

2.在高速公路上每隔一段距离都会设置分流匝道来进行车辆分流或者车辆下行，由于车辆行驶速度较快，再加上司机操作失误，错过分流口或下口的现象层出不穷，为了减少驾驶时间、避免绕路，一些司机会在分流匝道上进行违法停车或者违法倒车、逆行，容易导致交通事故的发生。
3.为了提升安全性，减少交通事故发生的概率，需要在分流匝道附近设置感知预警系统来进行监控，而现有的感知预警系统大多数是通过摄像头来进行拍摄取证，感知和预警的方式单一，很容易出现纰漏，特别是在高速公路上车流量较大时，单纯只依靠摄像头很难实现对违法车辆的识别和标记，时效性较差；同时现有的感知预警系统的位置基本都是固定的，不能根据实际应用场景或天气状况来进行角度或者高度的调节。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，结构设计合理，基于控制器的集成控制作用，配合多类型的电气元件和功能组件，采用多种形式对高速公路分流匝道上的违法车辆进行精准感知识别和预警，可以安装在高速公路立交桥分流匝道起点口以及高速公路下口匝道起点口的前方50-200米处，或者事故易发路段，对出现的违法车辆或事故进行实时发现、实时警告和实时预警，减少识别纰漏，尽可能避免因为交通违法而引发的事故，同时，还能进行角度和高度的自调节，以适应不同的天气状况和实际应用场景，解决了现有技术中存在的问题。
5.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，包括壳体，在壳体下方设有调节组件，所述调节组件包括相配合设置的步进电机和直线推杆，以进行壳体角度和高度的调节来适应不同的应用场景和天气状况；在壳体内设有控制器，在控制器上连接有车辆感知组件，所述车辆感知组件用于在匝道上形成识别区域来感知车辆行驶状态，包括ad转换器和光栅传感器；在控制器上连接有声光警示组件和高音驱离组件，所述声光警示组件用于发出声光报警信息以警示违法车辆，包括声光报警器；所述高音驱离组件用于向违法车辆播报警示警告和驱离声音，包括语音播放器；在控制器上还连接有供电组件和抓拍取证组件，所述供电组件用于向控制器提供稳定供电电压，所述抓拍取证组件用于进行违法行为的记录和抓拍，包括摄像头；所述控制器通过驱动器与步进电机和直线推杆相连，以实现精准驱动控制。
7.所述控制器的型号为stm32f103c8t6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过一号引脚与供电组件相连，所述控制器通过十六号引脚与ad转换器相连，所述控制器通过二十号引脚与摄像头相连，所述控制器通过三十三号引脚和三十四号引脚与声光报警器相
连，所述控制器通过三十八号引脚与驱动器相连，所述控制器通过四十五号引脚与语音播放器相连。
8.所述声光报警器包括相并联的第一电磁继电器和第二电磁继电器，所述第一电磁继电器与控制器的三十四号引脚相连，所述第二电磁继电器与控制器的三十三号引脚相连，在第一电磁继电器上连接有双色爆闪灯，在第二电磁继电器上连接有蜂鸣器。
9.所述语音播放器的型号为wt588d，在语音播放器上设有20个引脚，所述语音播放器的七号引脚与控制器的四十五号引脚相连；在语音播放器的十号引脚上通过第一电容接地设置；在语音播放器的十一号引脚通过指示灯和第一电阻连接有电源；在语音播放器的十六号引脚上连接有扬声器，在扬声器上并联有第二电阻和第二电容接地设置。
10.所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的十六号引脚相连，所述ad转换器通过三号引脚与光栅传感器相连。
11.所述驱动器的型号为uln2003，在驱动器上设有16个引脚，所述驱动器通过一号引脚与控制器的三十八号引脚相连，在驱动器的十六号引脚上连接有第一继电器，在第一继电器上设有相并联的第一电阻和第一二极管，在第一继电器上设有设备接口，所述设备接口用于连接步进电机和直线推杆。
12.所述供电组件包括市电电源、太阳能板和发电风车。
13.本实用新型采用上述结构，通过调节组件的步进电机和直线推杆来进行壳体角度和高度的调节来适应不同的应用场景和天气状况；通过车辆感知组件在匝道上形成识别区域来感知车辆行驶状态，光栅传感器可以在匝道的边界分别形成两段光幕来构成识别区域来进行违法车辆的准确识别和标记；通过声光警示组件和高音驱离组件来对违法车辆进行处理和预警，通过抓拍取证组件进行违法行为的记录和抓拍，并将违法信息通过网络上报至业务平台，具有精准实用、灵活高效的优点。
附图说明：
14.图1为本实用新型的结构示意图。
15.图2为本实用新型的实际应用示意图。
16.图3为本实用新型的控制原理图。
17.图4为本实用新型的控制器的电气原理图。
18.图5为本实用新型的ad转换器的电气原理图。
19.图6为本实用新型的声光报警器的电气原理图。
20.图7为本实用新型的驱动器的电气原理图。
21.图8为本实用新型的语音播放器的电气原理图。
22.图中，1、壳体，2、步进电机，3、直线推杆。
具体实施方式：
23.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
24.如图1-8中所示，一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，包括壳体1，在壳体1下方设有调节组件，所述调节组件包括相配合设置的步进电机2和直线推杆3，以进行壳
体1角度和高度的调节来适应不同的应用场景和天气状况；在壳体1内设有控制器，在控制器上连接有车辆感知组件，所述车辆感知组件用于在匝道上形成识别区域来感知车辆行驶状态，包括ad转换器和光栅传感器；在控制器上连接有声光警示组件和高音驱离组件，所述声光警示组件用于发出声光报警信息以警示违法车辆，包括声光报警器；所述高音驱离组件用于向违法车辆播报警示警告和驱离声音，包括语音播放器；在控制器上还连接有供电组件和抓拍取证组件，所述供电组件用于向控制器提供稳定供电电压，所述抓拍取证组件用于进行违法行为的记录和抓拍，包括摄像头；所述控制器通过驱动器与步进电机2和直线推杆3相连，以实现精准驱动控制。
25.所述控制器的型号为stm32f103c8t6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过一号引脚与供电组件相连，所述控制器通过十六号引脚与ad转换器相连，所述控制器通过二十号引脚与摄像头相连，所述控制器通过三十三号引脚和三十四号引脚与声光报警器相连，所述控制器通过三十八号引脚与驱动器相连，所述控制器通过四十五号引脚与语音播放器相连。
26.所述声光报警器包括相并联的第一电磁继电器和第二电磁继电器，所述第一电磁继电器与控制器的三十四号引脚相连，所述第二电磁继电器与控制器的三十三号引脚相连，在第一电磁继电器上连接有双色爆闪灯，在第二电磁继电器上连接有蜂鸣器。
27.所述语音播放器的型号为wt588d，在语音播放器上设有20个引脚，所述语音播放器的七号引脚与控制器的四十五号引脚相连；在语音播放器的十号引脚上通过第一电容接地设置；在语音播放器的十一号引脚通过指示灯和第一电阻连接有电源；在语音播放器的十六号引脚上连接有扬声器，在扬声器上并联有第二电阻和第二电容接地设置。
28.所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的十六号引脚相连，所述ad转换器通过三号引脚与光栅传感器相连。
29.所述驱动器的型号为uln2003，在驱动器上设有16个引脚，所述驱动器通过一号引脚与控制器的三十八号引脚相连，在驱动器的十六号引脚上连接有第一继电器，在第一继电器上设有相并联的第一电阻和第一二极管，在第一继电器上设有设备接口，所述设备接口用于连接步进电机和直线推杆。
30.所述供电组件包括市电电源、太阳能板和发电风车。
31.本实用新型实施例中的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统的工作原理为：基于控制器的集成控制作用，配合多类型的电气元件和功能组件，采用多种形式对高速公路分流匝道上的违法车辆进行精准感知识别和预警，可以安装在高速公路立交桥分流匝道起点口以及高速公路下口匝道起点口的前方50-200米处，或者事故易发路段，对出现的违法车辆或事故进行实时发现、实时警告和实时预警，减少识别纰漏，尽可能避免因为交通违法而引发的事故，同时，还能进行角度和高度的自调节，以适应不同的天气状况和实际应用场景，方便进行推广和普及。
32.在整体方案中，主要包括壳体1，在壳体1下方设有调节组件，所述调节组件包括相配合设置的步进电机2和直线推杆3，以进行壳体1角度和高度的调节来适应不同的应用场景和天气状况；在壳体1内设有控制器，在控制器上连接有车辆感知组件，所述车辆感知组件用于在匝道上形成识别区域来感知车辆行驶状态，包括ad转换器和光栅传感器；在控制器上连接有声光警示组件和高音驱离组件，所述声光警示组件用于发出声光报警信息以警
示违法车辆，包括声光报警器；所述高音驱离组件用于向违法车辆播报警示警告和驱离声音，包括语音播放器；在控制器上还连接有供电组件和抓拍取证组件，所述供电组件用于向控制器提供稳定供电电压，所述抓拍取证组件用于进行违法行为的记录和抓拍，包括摄像头；所述控制器通过驱动器与步进电机2和直线推杆3相连，以实现精准驱动控制。
33.核心组件为控制器，其型号为stm32f103c8t6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过一号引脚与供电组件相连，所述控制器通过十六号引脚与ad转换器相连，所述控制器通过二十号引脚与摄像头相连，所述控制器通过三十三号引脚和三十四号引脚与声光报警器相连，所述控制器通过三十八号引脚与驱动器相连，所述控制器通过四十五号引脚与语音播放器相连，从而构成了整体硬件电路，并依靠上述整体硬件电路来实现对高速公路分流匝道上的违法车辆进行精准感知识别和预警，相较于现有技术中只依靠摄像头进行抓拍取证的方式更为精准可靠，避免出现大的操作误差，也不会出现遗漏。
34.实际应用时，两个光栅传感器发出的光幕在匝道附近进行设置形成识别区域，感知应急车道及行车道内的车辆行驶状态，当感知到有车辆速度骤减、停车、倒车等情况时，联动声光警示组件、高音驱离组件和抓拍取证组件进行工作，识别区域的面积大小和位置角度可以根据实际应用场景来进行调节，一般情况下识别区域的形状是与匝道相对应的扇形，符合车辆分流下口的实际应用要求。
35.优选的，声光警示组件包括声光报警器，具体为相并联的第一电磁继电器和第二电磁继电器，所述第一电磁继电器与控制器的三十四号引脚相连，所述第二电磁继电器与控制器的三十三号引脚相连，在第一电磁继电器上连接有双色爆闪灯，在第二电磁继电器上连接有蜂鸣器，当接收到车辆感知组件发出的信号时，双色爆闪灯和蜂鸣器同时进入工作状态给予视觉提醒警示和听觉提醒警示。
36.优选的，语音播放器的型号为wt588d，在语音播放器上设有20个引脚，所述语音播放器的七号引脚与控制器的四十五号引脚相连；在语音播放器的十号引脚上通过第一电容接地设置；在语音播放器的十一号引脚通过指示灯和第一电阻连接有电源；在语音播放器的十六号引脚上连接有扬声器，在扬声器上并联有第二电阻和第二电容接地设置，可以通过扬声器来播报警示警告和驱离声音。
37.优选的，驱动器的型号为uln2003，在驱动器上设有16个引脚，所述驱动器通过一号引脚与控制器的三十八号引脚相连，在驱动器的十六号引脚上连接有第一继电器，在第一继电器上设有相并联的第一电阻和第一二极管，在第一继电器上设有设备接口，所述设备接口用于连接步进电机和直线推杆，步进电机和直线推杆相配合，可以自由调节感知预警系统的位置，以适应天气状况和匝道的具体地形。
38.特别说明的是，供电组件包括市电电源、太阳能板和发电风车，可以采用市电、太阳能发电、风力发电或组合发电方式给各功能组件进行供电。
39.综上所述，本实用新型实施例中的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统基于控制器的集成控制作用，配合多类型的电气元件和功能组件，采用多种形式对高速公路分流匝道上的违法车辆进行精准感知识别和预警，可以安装在高速公路立交桥分流匝道起点口以及高速公路下口匝道起点口的前方50-200米处，或者事故易发路段，对出现的违法车辆或事故进行实时发现、实时警告和实时预警，减少识别纰漏，尽可能避免因为交通违法而引发的事故，同时，还能进行角度和高度的自调节，以适应不同的天气状况和实际应用
场景，方便进行推广和普及。
40.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
41.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

技术特征：
1.一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，其特征在于：包括壳体，在壳体下方设有调节组件，所述调节组件包括相配合设置的步进电机和直线推杆，以进行壳体角度和高度的调节来适应不同的应用场景和天气状况；在壳体内设有控制器，在控制器上连接有车辆感知组件，所述车辆感知组件用于在匝道上形成识别区域来感知车辆行驶状态，包括ad转换器和光栅传感器；在控制器上连接有声光警示组件和高音驱离组件，所述声光警示组件用于发出声光报警信息以警示违法车辆，包括声光报警器；所述高音驱离组件用于向违法车辆播报警示警告和驱离声音，包括语音播放器；在控制器上还连接有供电组件和抓拍取证组件，所述供电组件用于向控制器提供稳定供电电压，所述抓拍取证组件用于进行违法行为的记录和抓拍，包括摄像头；所述控制器通过驱动器与步进电机和直线推杆相连，以实现精准驱动控制。2.根据权利要求1所述的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，其特征在于：所述控制器的型号为stm32f103c8t6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过一号引脚与供电组件相连，所述控制器通过十六号引脚与ad转换器相连，所述控制器通过二十号引脚与摄像头相连，所述控制器通过三十三号引脚和三十四号引脚与声光报警器相连，所述控制器通过三十八号引脚与驱动器相连，所述控制器通过四十五号引脚与语音播放器相连。3.根据权利要求2所述的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，其特征在于：所述声光报警器包括相并联的第一电磁继电器和第二电磁继电器，所述第一电磁继电器与控制器的三十四号引脚相连，所述第二电磁继电器与控制器的三十三号引脚相连，在第一电磁继电器上连接有双色爆闪灯，在第二电磁继电器上连接有蜂鸣器。4.根据权利要求2所述的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，其特征在于：所述语音播放器的型号为wt588d，在语音播放器上设有20个引脚，所述语音播放器的七号引脚与控制器的四十五号引脚相连；在语音播放器的十号引脚上通过第一电容接地设置；在语音播放器的十一号引脚通过指示灯和第一电阻连接有电源；在语音播放器的十六号引脚上连接有扬声器，在扬声器上并联有第二电阻和第二电容接地设置。5.根据权利要求2所述的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，其特征在于：所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的十六号引脚相连，所述ad转换器通过三号引脚与光栅传感器相连。6.根据权利要求2所述的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，其特征在于：所述驱动器的型号为uln2003，在驱动器上设有16个引脚，所述驱动器通过一号引脚与控制器的三十八号引脚相连，在驱动器的十六号引脚上连接有第一继电器，在第一继电器上设有相并联的第一电阻和第一二极管，在第一继电器上设有设备接口，所述设备接口用于连接步进电机和直线推杆。7.根据权利要求2所述的一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，其特征在于：所述供电组件包括市电电源、太阳能板和发电风车。

技术总结
一种高速公路分流匝道违法车辆感知预警系统，包括壳体，在壳体下方设有调节组件，所述调节组件包括相配合设置的步进电机和直线推杆，以进行壳体角度和高度的调节来适应不同的应用场景和天气状况；在壳体内设有控制器，在控制器上连接有车辆感知组件，所述车辆感知组件用于在匝道上形成识别区域来感知车辆行驶状态，包括AD转换器和光栅传感器；在控制器上连接有声光警示组件和高音驱离组件，所述声光警示组件用于发出声光报警信息以警示违法车辆，包括声光报警器；所述高音驱离组件用于向违法车辆播报警示警告和驱离声音，包括语音播放器。放器。放器。


技术研发人员：郭爱丽 张大江 王军明 马政 石静 王程
受保护的技术使用者：三时（山东）智能技术有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/6/27