高速公路雾况监测与限速警示系统研究

论文摘要

大雾天气能见度的明显下降,是目前高速公路上交通事故发生的主要诱因之一。雾况下,车辆高速行驶导致的严重追尾事故时有发生,往往造成巨大的经济损失和人身伤害。针对上述问题,本文提出一种高速公路雾况监测与限速警示系统的具体设计。首先,采用前向散射式能见度检测方法,设计了雾况监测单元电路,实现了高速公路大气能见度的较高精度的实时监测。其次,利用能见度-最高限速模型,代入所测能见度数据,计算出所允许的最高行驶速度,并显示于LED警示牌上,以提醒驾驶员注意。本系统硬件电路设计中,采用了数字式功率可调红外光源,可以在足够高的信噪比条件下,提高低能见度的检测灵敏度。软件设计中,采用差值法和去极值平均等数字滤波算法,滤除了杂散背景光的干扰。此外,采用温度补偿算法,较好地消除了光电检测器件温度漂移的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 主要研究内容
• 2 检测原理与总体方案设计
• 2.1 概述
• 2.2 能见度理论
• 2.3 能见度检测仪
• 2.4 高速公路上汽车安全行驶速度模型
• 2.5 系统总体设计
• 3 系统硬件设计
• 3.1 光电检测电路设计
• 3.2 微处理器最小系统设计
• 3.3 测温电路设计
• 3.4 实时时钟单元
• 3.5 数据存储单元设计
• 3.6 液晶显示单元
• 3.7 限速显示屏
• 3.8 电源模块
• 4 系统软件设计
• 4.1 软件设计原则与编程方法
• 4.2 集成开发环境与 Keil C51
• 4.3 端口交叉开关配置
• 4.4 数据处理子程序
• 4.5 数据滤波子程序设计
• 4.6 温度采集程序
• 4.7 时钟日历程序
• 4.8 数据存储程序设计
• 5 系统可靠性和系统调试
• 5.1 系统可靠性
• 5.2 系统调试
• 6 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 主要参考文献