摘 要：改革開放以來，我國國民經(jīng)濟發(fā)展迅速，人民生活水平不斷提高。車輛成為人們使用最多的交通工具，而高速公路的發(fā)展，更是促進了人們對車輛的需求。車輛的增多也使得現(xiàn)在的交通安全狀況變得日益嚴(yán)重，而追求高速行駛的高速公路的安全事故更是頻繁發(fā)生。為了能夠保證高速公路的安全駕駛，讓駕駛者能控時刻注意到所處環(huán)境從而合理的控制自己的車速，高速公路預(yù)警系統(tǒng)顯得尤為重要。為了讓讓行駛者更好的保護好自身安全，本文開發(fā)出簡單有效的高速公路預(yù)警系統(tǒng)，僅供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；預(yù)警管理系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

1.引言

高速公路事故的程度逐年增加。經(jīng)過嚴(yán)格的統(tǒng)計每11人死于交通事故，其中就會有1人死于高速公路，高速公路事故的傷亡人數(shù)占道路交通事故的比例逐年上升。因此開發(fā)一套高速公路預(yù)警管理系統(tǒng)就顯得非常重要。本項目采用了STM32F103C4單片機作為核心控制器；采用DS18B20作為實時溫度檢測器；采用HR202作為實時濕度檢測器；采用LDM301高速公路激光測速傳感器檢測實時車速；以及其他的一些專用傳感器來實現(xiàn)對實時天氣情況進行監(jiān)測，最終實現(xiàn)了對溫度，濕度，車速以及部分天氣狀況的檢測；并通過設(shè)定適當(dāng)?shù)能囁僦担ㄟ^報警燈來提醒行駛者將車速保持在一個安全的車速范圍內(nèi)。經(jīng)過了設(shè)計調(diào)試，初步實現(xiàn)了所預(yù)想的功能。

2.高速公路預(yù)警管理系統(tǒng)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

（1）高速公路預(yù)警管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)要求

一是在信號預(yù)警方面，采集當(dāng)前高速公路上的溫度，濕度，降雨量，能見度和車速，顯示并存儲檢測到的數(shù)據(jù)。

二是在控制方面，能夠通過單STM單片機進行檢測并控制，通過STM單片機將所采集的數(shù)據(jù)進行處理，將轉(zhuǎn)換后所得到車速與預(yù)先設(shè)定車速最高值進行比較，從而使單片機發(fā)出相應(yīng)的指令。

三是在顯示方面，能夠通過LCD液晶顯示屏看到，濕度，溫度，降雨情況，能見度，車速以及當(dāng)前設(shè)定速度最高值。能夠通過按鍵控制來改變需要設(shè)定的速度最高值。例如，此時設(shè)定的速度上限100，若此時檢測到的車速為101，則指示燈亮；若此時檢測到的車速在限值之內(nèi)，指示燈無反應(yīng)。

四是預(yù)警系統(tǒng)的操作要盡可能的簡單且易于使用。在開始系統(tǒng)設(shè)計之前，首先要充分考慮的是使用者素質(zhì)能力，操作要做簡單易懂。讓大多數(shù)使用者能夠快速學(xué)會并操作，也就是說本預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計要容易讓人所接受和使用。

五是成本要盡可能控制降低，在滿足所需檢測的要求基礎(chǔ)上，要盡可能的降低成本，并且降低維護所需的費用。

六是測量的精確度要足夠高。達到精確的測量是預(yù)警設(shè)計系統(tǒng)的重中之重，為了很好的提高測量的精確度，要在考慮好所選用的元器件的精確度和實際所需要的精準(zhǔn)度。元器件所適用的場合也要考慮在內(nèi)，所用的元器件一定要適合所應(yīng)用的工作場所的各種環(huán)境。

（2）高速公路預(yù)警管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)原理

根據(jù)所需要完成的功能完成硬件電路的設(shè)計，以STM32F103C4單片機為主要的控制空心、DS18B20、HR202等芯片共同來組成高速公路預(yù)警管理系統(tǒng)的硬件電路。根據(jù)硬件電路的設(shè)計完成相應(yīng)的軟件程序，最終基本完成所設(shè)想的技術(shù)。本預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計所采用的設(shè)計思路是模塊化設(shè)計思路，設(shè)計的整體設(shè)計方案，設(shè)計大致可以分成三個部分，第一部分為濕度，溫度，車速，降雨量以及能見度的檢測模塊；第二部分為按鍵模塊，即對車速最大值的調(diào)節(jié)；第三部分顯示和報警模塊來組成。從而能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的溫度，濕度的檢測；天氣狀況的降雨量，能見度的檢測；車輛速度的檢測和報警。在論文中主要完成以下幾點路線：

一是對高速公路上的的溫度、濕度進行檢測：通過單片機的控制，讓溫度傳感器與濕度傳感器對于所處環(huán)境中的溫度、濕度進行檢測，并在顯示屏上進行顯示，讓高速公路上的行駛者們能夠直觀的看到他們現(xiàn)在所在環(huán)境的溫度與濕度，為他們能夠安全高效的駕駛車輛做好準(zhǔn)備。溫度和濕度的過高過低都會導(dǎo)致人的生理上以及車輛自身的一些反應(yīng)與問題，當(dāng)在高速公路上行駛的時候要做到對車外溫度與濕度做好一個把控。

二是對高速公路上的降雨量和能見度進行檢測：在單片機的控制下，通過雨滴傳感器和能見度傳感器對于目前高速公路上的天氣狀況做到一個預(yù)警，并在顯示屏上進行顯示，讓行駛者能夠方便的解到目前的天氣狀況，做到對車輛安全行駛的準(zhǔn)備，對于惡劣天氣提起自身注意力從而更安全的駕駛車輛。

三是對高速公路上的車輛車速與風(fēng)速進行預(yù)警：車速作為在高速公路上最需要被預(yù)警的量，論文在STM單片機的控制下，車速傳感器與風(fēng)速傳感器將對目前的車速與風(fēng)速進行檢測并在顯示屏上顯示?，F(xiàn)在的車輛密封性，重量越來越大，行駛者在長時間的高速公路駕駛過程中往往會對目前自己的車速做不好把控，容易開著開著就忘記速度。

四是通過不同環(huán)境與天狀況下的車速限值保證安全駕駛：通過對高速公路上的溫度、濕度、降雨情況、能見度情況、風(fēng)速和正在行駛車輛車速的預(yù)警。高速公路的管理人員可以對應(yīng)著不同的天氣情況與實時的路況對于車輛的車速做到限速。當(dāng)行駛中的車輛的車速超過管理者所設(shè)定的合理車速值，報警燈將會常亮，對行駛者做到一個很好的提醒作用，促使駕駛者對車輛車速進行降速，最終對高速公路上的安全駕駛做到一個很好的保障措施。

（3）高速公路預(yù)警管理系統(tǒng)開發(fā)功能模塊

主要開發(fā)一款應(yīng)用于高速公路上的基于STM單片機的高速公路預(yù)警管理系統(tǒng)，論文能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境與天氣狀況的監(jiān)測，包括對環(huán)境的溫度、濕度以及天氣狀況中的雨天、霧天的檢測同時對于車速進行預(yù)警并報警。主要由三個模塊所組成，包括溫度、濕度檢測模塊，控制模塊，降雨量和能見度檢測模塊以及顯示報警模塊。具體可分為：

溫度濕度檢測模塊：根據(jù)高速公路上的周邊環(huán)境來選擇合適的傳感器芯片，包括溫度傳感器，濕度傳感器。能夠檢測到當(dāng)前的溫度值，濕度值；降雨量檢測模塊：根據(jù)高速公路所處于地理位置的天氣狀況來選擇合適的傳感器芯片，包括雨滴傳感器。能夠檢測到降雨量；能見度檢測模塊：根據(jù)高速公路所處于地理位置的天氣狀況來選擇合適的傳感器芯片，包括霧天。能夠檢測到能見度；控制模塊：由單片機和按鍵組成，單片機根據(jù)程序的設(shè)定從而進行對應(yīng)的控制，通過按鍵控制來調(diào)節(jié)所設(shè)置的最高速度值，即通過按鍵控制所顯示的內(nèi)容，以及通過按鍵來調(diào)節(jié)速度的限值；顯示報警模塊：顯示出當(dāng)前環(huán)境內(nèi)所測量的溫度，濕度的實時值以及多檢測的雨量和能見度和車速，并且顯示出當(dāng)前所設(shè)定的速度值。當(dāng)車速當(dāng)前值超出了所設(shè)定的限值，報警模塊做出相應(yīng)的動作即報警指示燈亮。同時還能夠在LCD液晶顯示屏上顯示出當(dāng)前的速度值。

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作者簡介：

聶頭龍，男，漢族，江西省南昌市人，學(xué)歷本科，職稱，工程師，研究方向：水運工程建設(shè).