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保护公路行车安全的特殊微波通讯.pdf

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保护 公路 行车 安全 特殊 微波 通讯
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摘要
申请专利号:

CN201510740462.1

申请日:

2015.11.05

公开号:

CN106683466A

公开日:

2017.05.17

当前法律状态:

实审

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G08G 1/0967申请日:20151105|||公开
IPC分类号: G08G1/0967; H04L29/08 主分类号: G08G1/0967
申请人: 李平
发明人: 李平
地址: 210016 江苏省南京?#34892;?#27494;区后宰门清溪路5号1幢28室
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510740462.1

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.09|||2017.05.17

法律状态类?#20572;?/td>

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明属于微波通讯的特殊应用领域。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各种信号,载波后直线发射的理论。它是由微波发射系统(图2)和微波接收系统(图3),联合运用来完成。可在视线模糊的情况下测定两车或离灾难地的距离,并告知前方路况,防止盲目碰撞。能对前?#25509;?#20132;通事故、?#25910;?#20572;车、在大雾中不知所措的驾驶?#20445;?#25552;供前方路况。也可在前?#25509;?#19978;下坡、急转弯、修路需变道、有临时障碍物的路况下提前告知,请大家慢速通过。

权利要求书

1.一种保护公路行车安全的特殊微波通讯,其特征是:由微波发射系统(图2)
和微波接收系统(图3)的联合运用来完成对距离的测定和信息传输。
2.根据权利要求1保护公路行车安全的特殊微波通讯,其特征是:微波发射系
统(图2)是由微波发射机(1)、天线(15)、编码电路(2)和微波发射机
(1)、天线(15)语音电路(3)两种不同的运用。
3.根据权利要求1保护公路行车安全的特殊微波通讯,其特征是:微波接收系
统(图3)的“两车距离监测电路”(图4)是由微波接收机(4)、天线(16)、
解码电路(5)、直流放大器(6)、比较器(11)的A、B、C、D、E、发光管
(12)、串接电阻(13)、语音电路(7)的K1-5口、紧急报警装置(14)
组成。
4.根据权利要求1保护公路行车安全的特殊微波通讯,其特征是:微波接收系
统(图3)的“两车距离紧急缩短报警电路”(图5)是由微波接收机(4)、
天线(16)、直流放大器(6)、多谐振荡器(8)、继电器(9)、比较器(11)
的F、单稳态触发器(10)、语音电路(7)、发光管(12)组成。
5.根据权利要求1保护公路行车安全的特殊微波通讯,其特征是:微波发射机
(3)和微波接收机(4)。使用频率在微波段频率?#27573;?#20869;。

说明书

保护公路行车安全的特殊微波通讯

技术领域:

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:

目前世界上在公路上运行的汽车遇到如下四种情况?#20445;?#30001;于无法立即通知
路?#25991;?#19968;切来往车辆早做?#24613;福?#22240;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?#25910;?#20572;车?#20445;?#22914;今都是沿用上世?#32479;?#23601;
采用的“三角架”放在约50?#29366;?#31034;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”?#20445;?#24050;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?#22270;?#24367;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,?#21592;?#26089;做出?#24613;福?#22240;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?#20445;?#36843;?#34892;?#35201;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?#29366;錚?#20294;?#29366;?#38656;要相当大的脉冲功?#21097;?#25165;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?#25509;型?#21457;“团雾?#34180;?#27801;尘暴?#34180;?#28903;秸?#36873;?br />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?#36824;?#22806;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?#34892;?#21150;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?#26723;?#36710;速,但汽车的颠簸?#24378;上?#32780;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?#34892;裕?#36825;也就是本发明的任务。

发明内容:

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?#27573;?#20869;,
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?#25910;?#20572;车?#20445;?#36710;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?#24162;?#20363;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)?#23478;簦?br />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?#24613;福?#36991;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?#20445;?#26377;?#23435;?#20204;
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?#19979;?#26377;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?#24613;福?#24930;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?#34892;?#35201;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?#20572;?#20570;到心中有数,时刻?#24613;?#38450;止碰撞。

4、如遇突发“团雾?#34180;ⅰ?#27801;尘暴?#34180;ⅰ?#28903;秸?#36873;?#28798;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?#34180;ⅰ?#27801;尘暴?#34180;ⅰ?#28903;秸?#36873;?#30340;传感器(专利申请号为2012.10465988.X),
公路管理方可在灾?#35759;?#21457;地段,每隔1公里路,安装上这种传感器,捕获突发
“团雾?#34180;?#24182;配套上我们这套专用频道的微波发射系统(图2),再配?#19979;?#26377;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?#28304;?#21457;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?#20445;?#20026;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
?#30001;?#32039;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?#23631;?#36710;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?#20445;?#25105;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?#20154;伲?#27979;到的电压就应相等。如果我
?#21069;礎?#20004;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?#20445;?#27604;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?#34180;?br />“沙尘暴?#34180;ⅰ?#28903;秸?#36873;?#20013;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?#34892;?#36848;。所以各种灾难?#20013;?#19981;断的给交
通带来严重的伤害,给人民的生命财产造成?#20013;?#30340;巨大损失,这是?#26723;?#20154;们深
思的。

我们研究的“保护公路行车安全的特殊微波通讯?#20445;?#36935;有各种灾?#35759;?#33021;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?#24613;?#22312;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?#20449;?#25758;,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?#22330;?#30340;组成

图3:是“微波接收系?#22330;?#30340;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?#20445;?#25918;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?#20445;?br />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?#20445;?#20026;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?#31859;?#23481;易推广实现的“?#25910;?#20572;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?#23435;?#30340;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?#25910;?#20572;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?#25105;?#20010;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?#25910;?#20572;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?#30913;ィ?#25226;录有
?#25910;?#20572;车?#28798;?#30340;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?#25910;?#20572;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?#20445;?#38656;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?#24613;?#22909;的专用频道的微波发射系统
(图2),启动不同灾难?#28798;?#30340;语音电路(3)的相关?#30913;ィ?#35843;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?#27573;?#20869;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?#20445;?#20063;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?#24863;?#36848;。

关于本文
本文标题:保护公路行车安全的特殊微波通讯.pdf
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