本發(fā)明涉及一種預(yù)警系統(tǒng)，特別涉及一種惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳感感知是一種傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、處理計(jì)算相結(jié)合的技術(shù)及領(lǐng)域。在人工智能時(shí)代，將大量傳感器基礎(chǔ)信息分析，并結(jié)合大數(shù)據(jù)挖掘、人工智能計(jì)算，通過(guò)有效的執(zhí)行機(jī)構(gòu)預(yù)處理，從而可實(shí)現(xiàn)更為便捷、高效、安全的生活生產(chǎn)方式?，F(xiàn)代社會(huì)交通出行頻率增高，里程增大，在高速路、橋梁、山路、高速卡口、交通管制等交通出行場(chǎng)合，僅僅依靠交警管控部門(mén)，沒(méi)辦法做到交通便捷、道路信息即刻播報(bào)、交通預(yù)警，影響安全交通出行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，其結(jié)合了相關(guān)傳感器、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)，可適用于高速路、橋梁、山路、高速卡口、交通管制等交通出行場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)交通便捷、道路信息即刻播報(bào)、交通預(yù)警，安全交通出行。
本發(fā)明的解決方案是：一種惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，其包括：
傳感模塊，其包括檢測(cè)大氣能見(jiàn)度的若干能見(jiàn)度檢測(cè)儀、檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)的若干道路監(jiān)測(cè)單元、檢測(cè)橋梁嫁接處形變度和橋梁表面溫度的若干橋梁監(jiān)測(cè)單元；
現(xiàn)場(chǎng)處理中心，其存儲(chǔ)有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表和一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表，所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表中的每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案對(duì)應(yīng)所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表中的一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)，所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表對(duì)應(yīng)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)范圍，所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)范圍根據(jù)不同的大氣能見(jiàn)度、不同的檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)、不同的檢測(cè)橋梁嫁接處形變度、不同的橋梁表面溫度協(xié)同定義出多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)；所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心根據(jù)所述傳感模塊傳遞的大氣能見(jiàn)度、檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)、檢測(cè)橋梁嫁接處形變度、橋梁表面溫度在所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表中查詢到對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)，并根據(jù)查詢的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)在所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表中查詢到對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案；
現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊，其根據(jù)所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案執(zhí)行對(duì)應(yīng)的預(yù)警動(dòng)作；
云端處理中心，其存儲(chǔ)一個(gè)專家數(shù)據(jù)庫(kù)，所述專家數(shù)據(jù)庫(kù)里存儲(chǔ)與不同現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的診斷結(jié)果，每個(gè)診斷結(jié)果設(shè)置一個(gè)遠(yuǎn)程預(yù)警方案；所述云端處理中心根據(jù)查詢的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)在所述專家數(shù)據(jù)庫(kù)中查找對(duì)應(yīng)的診斷結(jié)果，并根據(jù)查詢的診斷結(jié)果獲知對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程預(yù)警方案；
遠(yuǎn)程預(yù)警模塊，其根據(jù)所述遠(yuǎn)程預(yù)警方案執(zhí)行對(duì)應(yīng)的預(yù)警動(dòng)作。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述能見(jiàn)度檢測(cè)儀通過(guò)激光散射測(cè)算離散光電子得到大氣的能見(jiàn)度。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述道路監(jiān)測(cè)單元通過(guò)安裝在地表和地表以上的溫濕度傳感器、空氣環(huán)境傳感器，根據(jù)所述溫濕度傳感器測(cè)量的溫度及濕度，結(jié)合所述空氣環(huán)境傳感器測(cè)量的地表或空氣環(huán)境信息，來(lái)判斷道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述橋梁監(jiān)測(cè)單元通過(guò)形變傳感器、鉑電阻溫度傳感器，分別來(lái)測(cè)量橋梁嫁接處形變度和橋梁表面溫度。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊執(zhí)行的預(yù)警動(dòng)作包括：?jiǎn)⒂渺F燈報(bào)警，并調(diào)節(jié)霧燈閃爍頻率；啟用電子限速板、高音號(hào)角；啟用報(bào)警燈、高音號(hào)角、led顯示屏。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感模塊和所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊分別通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)連接所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心；所述傳感模塊在信號(hào)檢測(cè)轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)檢測(cè)到大氣能見(jiàn)度、檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)、檢測(cè)橋梁嫁接處形變度、橋梁表面溫度分別進(jìn)行濾波放大后再進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心的數(shù)據(jù)處理方法包括：
步驟(1)，初始化所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心；
步驟(2)，定時(shí)向所述傳感模塊發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)；
步驟(3)，判斷所述傳感模塊的節(jié)點(diǎn)是否入網(wǎng)信標(biāo)，是，則執(zhí)行步驟(6)，否則執(zhí)行步驟(4)；
步驟(4)，判斷是否感知節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報(bào)，是，則執(zhí)行步驟(7)，否則執(zhí)行步驟(5)；
步驟(5)，判斷是否更新專家數(shù)據(jù)庫(kù)，是，則執(zhí)行步驟(8)，否則執(zhí)行步驟(2)；
步驟(6)，保存節(jié)點(diǎn)id并回復(fù)所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心，再執(zhí)行步驟(4)；
步驟(7)，數(shù)據(jù)分析處理，再執(zhí)行步驟(9)；
步驟(8)，更新專家數(shù)據(jù)用例，再返回步驟(2)；
步驟(9)，判斷步驟(7)中分析處理后的數(shù)據(jù)是否存在數(shù)據(jù)異常，是，則執(zhí)行步驟(10)，否則執(zhí)行步驟(2)；
步驟(10)，多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理分析，再執(zhí)行步驟(11)；
步驟(11)，判斷是否執(zhí)行預(yù)警，是，則執(zhí)行步驟(12)，否則返回步驟(2)；
步驟(12)，預(yù)警節(jié)點(diǎn)。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感模塊的檢測(cè)方法在初始化所述傳感模塊后，包括以下步驟：
步驟(13)，判斷定時(shí)檢測(cè)時(shí)間是否到了，是，則執(zhí)行步驟(14)，否則執(zhí)行步驟(15)；
步驟(14)，傳感器檢測(cè)；
步驟(15)，收到所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心的節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)信標(biāo)，再執(zhí)行步驟(16)；
步驟(16)，判斷所述傳感模塊的節(jié)點(diǎn)是否已入網(wǎng)，是，則分別執(zhí)行步驟(18)和步驟(40)，否則執(zhí)行步驟(17)；
步驟(17)，入網(wǎng)并保存；
步驟(18)，上報(bào)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，再執(zhí)行步驟(19)；
步驟(40)，接收透?jìng)髦噶睿賵?zhí)行步驟(41)；
步驟(41)，發(fā)送透?jìng)髦噶?，再?zhí)行步驟(19)；
步驟(19)，進(jìn)入低功耗。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊的預(yù)警動(dòng)作方法包括以下步驟：
步驟(20)，初始化所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊，再執(zhí)行步驟(21)；
步驟(21)，收到所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心的節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)信標(biāo)，再執(zhí)行步驟(22)；
步驟(22)，判斷所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊是否已入網(wǎng)，是，則執(zhí)行步驟(23)，否則執(zhí)行步驟(24)；
步驟(23)，收到預(yù)警命令，再同步執(zhí)行步驟(25)和步驟(50)；
步驟(25)，執(zhí)行預(yù)警，再執(zhí)行步驟(26)；
步驟(50)，收到透?jìng)鲾?shù)據(jù)，再執(zhí)行步驟(51)；
步驟(51)，上報(bào)數(shù)據(jù)，再執(zhí)行步驟(26)；
步驟(24)，入網(wǎng)并保存，再執(zhí)行步驟(26)；
步驟(26)，進(jìn)入低功耗。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述云端處理中心的數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟：
步驟(31)，接收各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，再同步執(zhí)行步驟(32)和步驟(33)；
步驟(32)，數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)；
步驟(33)，判斷是否異常報(bào)警，是，則執(zhí)行步驟(34)，否則返回步驟(31)；
步驟(34)，大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，再執(zhí)行步驟(35)；
步驟(35)，專家數(shù)據(jù)庫(kù)是否存在用例，是，則執(zhí)行步驟(36)，否則執(zhí)行步驟(37)；
步驟(36)，遠(yuǎn)程預(yù)警，再執(zhí)行步驟(38)；
步驟(37)，現(xiàn)場(chǎng)更多數(shù)據(jù)獲取，再執(zhí)行步驟(38)；
步驟(38)，專家分析鑒別，再執(zhí)行步驟(39)；
步驟(39)，在專家數(shù)據(jù)庫(kù)中更新現(xiàn)場(chǎng)用例。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1、分類使用不同傳感模塊，針對(duì)多種惡劣惡劣天氣及路況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；2、快速分析并啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警系統(tǒng)；3、通過(guò)人工智能算法及大數(shù)據(jù)挖掘，預(yù)測(cè)評(píng)估惡劣狀況，并給出遠(yuǎn)程預(yù)警方案。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
圖2是圖1中傳感模塊的傳感信號(hào)檢測(cè)轉(zhuǎn)換的原理圖。
圖3是本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)處理中心工作流程圖。
圖5是本發(fā)明感知節(jié)點(diǎn)工作流程圖。
圖6是本發(fā)明預(yù)警節(jié)點(diǎn)工作流程圖。
圖7是本發(fā)明的云端處理中心工作流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)主要包括四大塊：傳感模塊1、現(xiàn)場(chǎng)處理中心2、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3、云端處理中心4、遠(yuǎn)程預(yù)警模塊5。傳感模塊1可通過(guò)2.4g無(wú)線通信鏈路連接到現(xiàn)場(chǎng)處理中心2，現(xiàn)場(chǎng)處理中心2可由主控制器及外圍輔助模塊構(gòu)成，主控制器通過(guò)2.4g無(wú)線通信鏈路連接現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3；現(xiàn)場(chǎng)處理中心2可通過(guò)gprs鏈路連接云端處理中心4，云端處理中心4可通過(guò)gprs鏈路、tcp/ip鏈路連接遠(yuǎn)程預(yù)警模塊5。
傳感模塊1包括檢測(cè)大氣能見(jiàn)度的若干能見(jiàn)度檢測(cè)儀11、檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)的若干道路監(jiān)測(cè)單元12、檢測(cè)橋梁嫁接處形變度和橋梁表面溫度的若干橋梁監(jiān)測(cè)單元13。
能見(jiàn)度檢測(cè)儀11通過(guò)激光散射測(cè)算離散光電子得到大氣的能見(jiàn)度。能見(jiàn)度檢測(cè)儀11使用不銹鋼支架固定，安放在道路兩側(cè)，能見(jiàn)度檢測(cè)儀11通過(guò)光伏太陽(yáng)能系統(tǒng)充電工作，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)處理中心2。道路監(jiān)測(cè)單元12通過(guò)安裝在地表的地表溫濕度傳感器和地表以上的空氣溫濕度傳感器。地表溫濕度傳感器溫度和空氣溫濕度傳感器均使用pt100鉑電阻，產(chǎn)生的電信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線連接至傳感器主控電路。地表濕度傳感器使用rc振蕩器原理，得到電路正負(fù)極間的電容值來(lái)計(jì)算地表濕度；地表以上的空氣溫濕度傳感器采用sht10，來(lái)獲取大氣中的溫度及濕度信息，該sht10采用防水處理，徹底防凝露損壞；另外，通過(guò)導(dǎo)線將采集的模擬信號(hào)連接至節(jié)點(diǎn)的傳感器主控電路。根據(jù)所述溫濕度傳感器測(cè)量的溫度及濕度，結(jié)合所述空氣溫濕度傳感器測(cè)量的地表或空氣環(huán)境信息，來(lái)判斷道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)。橋梁監(jiān)測(cè)單元13通過(guò)形變傳感器來(lái)測(cè)量橋梁嫁接處形變度和橋梁表面溫度。形變傳感器采用埋入式應(yīng)變計(jì)安裝在橋梁建筑物混領(lǐng)土鋼架結(jié)構(gòu)內(nèi)部，以監(jiān)測(cè)混凝土的應(yīng)變。同時(shí)形變傳感器內(nèi)置數(shù)字溫度元件監(jiān)測(cè)到安裝位置的溫度，可通過(guò)導(dǎo)線將采集的模擬信號(hào)連接至節(jié)點(diǎn)的傳感單元，可附帶形變傳感器的電子編號(hào)便于管理。
在本實(shí)施例中，傳感模塊1主要由若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，能見(jiàn)度檢測(cè)儀11通過(guò)激光散射原理，測(cè)算離散光電子得到大氣的能見(jiàn)度；道路監(jiān)測(cè)單元12通過(guò)安裝在地表和地表以上的溫濕度傳感器，根據(jù)測(cè)量的溫度及濕度，結(jié)合傳感器測(cè)量的地表或空氣環(huán)境信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，來(lái)判斷道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)；橋梁監(jiān)測(cè)單元13通過(guò)形變傳感器、鉑電阻溫度傳感器，來(lái)測(cè)量橋梁嫁接處形變和橋梁表面溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁的監(jiān)測(cè)及預(yù)警。
請(qǐng)結(jié)合圖2，傳感模塊1在信號(hào)檢測(cè)轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)檢測(cè)到大氣能見(jiàn)度、檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)、檢測(cè)橋梁嫁接處形變度、橋梁表面溫度分別進(jìn)行濾波放大后再進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換。在i階段，傳感模塊1獲取模擬信號(hào)，將模擬信號(hào)輸入至信號(hào)濾波放大模塊。信號(hào)濾波放大模塊主要由r1，r2，r4，r5，c1，c2，c3，u1組成。在ii階段，信號(hào)濾波放大模塊對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波放大，處理后的信號(hào)連接到mcu控制器的ad輸入端口。在iii階段，實(shí)現(xiàn)ad轉(zhuǎn)換。其中，模擬信號(hào)連接r1輸入端，r1另端c1、c3、r2，r2另端連接u1正輸入端和c2，c1、c2另端接地，u1負(fù)輸入端連接r4和r5，u1輸出端連接c3和r5，r4另端接地。
現(xiàn)場(chǎng)處理中心2存儲(chǔ)有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表和一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表。所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表中的每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案對(duì)應(yīng)所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表中的一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)，所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表對(duì)應(yīng)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)范圍。所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)范圍根據(jù)不同的大氣能見(jiàn)度、不同的檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)、不同的檢測(cè)橋梁嫁接處形變度、不同的橋梁表面溫度協(xié)同定義出多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)。所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心根據(jù)所述傳感模塊傳遞的大氣能見(jiàn)度、檢測(cè)道路結(jié)冰或高溫狀態(tài)、檢測(cè)橋梁嫁接處形變度、橋梁表面溫度在所述現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)查詢表中查詢到對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)，并根據(jù)查詢的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)在所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案查詢表中查詢到對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案。
在本實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)處理中心2與感知節(jié)點(diǎn)(即傳感模塊1中的各個(gè)傳感器)、預(yù)警系統(tǒng)(即現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3)組成惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)的最小系統(tǒng)即一套智能感知報(bào)警系統(tǒng)。針對(duì)交通安全，三個(gè)部分組成一套具有物理感知、基礎(chǔ)分析及管控、專家分析及預(yù)警的系統(tǒng)，其中傳感中心各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)通過(guò)對(duì)惡劣天氣、環(huán)境、道路情況等基礎(chǔ)物理量的測(cè)量及處理后，將感知信息通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)上報(bào)于現(xiàn)場(chǎng)處理中心2；現(xiàn)場(chǎng)處理中心2負(fù)責(zé)協(xié)同分析處理各種感知信息，結(jié)合多種感知信息，針對(duì)異常上報(bào)信息進(jìn)行初步分析并判斷，根據(jù)判斷結(jié)果執(zhí)行道路預(yù)警方案，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)通過(guò)gprs上報(bào)云端處理中心4；云端處理中心4建立有大量的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，根據(jù)上報(bào)的異常信息進(jìn)行專家級(jí)診斷及分析，并根據(jù)診斷結(jié)果啟用遠(yuǎn)程預(yù)警方案。通常狀態(tài)下，惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)處于低功耗或待機(jī)狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)處理中心2通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)建立與各個(gè)節(jié)點(diǎn)心跳通信，如圖3所示，并獲取各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)信息；若監(jiān)聽(tīng)到某個(gè)節(jié)點(diǎn)異常事件發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)處理中心2將搜集其它相關(guān)從節(jié)點(diǎn)傳感器信息，并根據(jù)多個(gè)信息綜合診斷，將診斷結(jié)果與信息庫(kù)做比對(duì)，達(dá)到預(yù)警或報(bào)警條件，即刻通知現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3，進(jìn)行聲光報(bào)警；同時(shí)將報(bào)警類型及現(xiàn)場(chǎng)狀況信息上報(bào)云端處理中心4。
在圖3中，zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由感知節(jié)點(diǎn)、處理中心、預(yù)警節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相互建立通信鏈路。同類傳感器節(jié)點(diǎn)在該網(wǎng)絡(luò)中，具有雙重角色：即終端節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)。作為終端節(jié)點(diǎn)，其將該節(jié)點(diǎn)感知信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞給中繼節(jié)點(diǎn)或者處理中心；作為中繼節(jié)點(diǎn)，其將接收到的終端節(jié)點(diǎn)信息傳遞至下一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)或者處理中心；各感知節(jié)點(diǎn)無(wú)主從順序區(qū)分，而是通過(guò)組網(wǎng)中數(shù)據(jù)通信保存或者事先寫(xiě)入的id區(qū)分。
現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3根據(jù)所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案執(zhí)行對(duì)應(yīng)的預(yù)警動(dòng)作?，F(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3執(zhí)行的預(yù)警動(dòng)作包括：?jiǎn)⒂渺F燈報(bào)警，并調(diào)節(jié)霧燈閃爍頻率；啟用電子限速板、高音號(hào)角；啟用報(bào)警燈、高音號(hào)角、led顯示屏。
在本實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)處理中心2可根據(jù)不同的傳感預(yù)判結(jié)果，啟用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3。可根據(jù)能見(jiàn)度的檢測(cè)異常，啟用霧燈報(bào)警，并根據(jù)能見(jiàn)度大小調(diào)節(jié)霧燈閃爍頻率；可根據(jù)道路結(jié)冰或高溫感知情況，啟用電子限速板、高音號(hào)角；可根據(jù)橋梁監(jiān)測(cè)異常預(yù)警，啟用報(bào)警燈、高音號(hào)角、led顯示屏等。
云端處理中心4存儲(chǔ)一個(gè)專家數(shù)據(jù)庫(kù)。所述專家數(shù)據(jù)庫(kù)里存儲(chǔ)與不同現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的診斷結(jié)果，每個(gè)診斷結(jié)果設(shè)置一個(gè)遠(yuǎn)程預(yù)警方案。所述云端處理中心根據(jù)查詢的現(xiàn)場(chǎng)異常數(shù)據(jù)等級(jí)在所述專家數(shù)據(jù)庫(kù)中查找對(duì)應(yīng)的診斷結(jié)果，并根據(jù)查詢的診斷結(jié)果獲知對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程預(yù)警方案。
在本實(shí)施例中，云端處理中心4具有數(shù)據(jù)庫(kù)中心和大數(shù)據(jù)分析功能，根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)處理中心2得到的報(bào)警信息，進(jìn)行更為精確的分析比對(duì)；必要時(shí)可拍攝現(xiàn)場(chǎng)圖片發(fā)送至云端處理中心4，通過(guò)圖像的加速細(xì)分處理，提取有效信息，并與數(shù)據(jù)庫(kù)模型比對(duì)，得到更加精準(zhǔn)的環(huán)境、氣象、事故分析及判斷；將有效的判斷方式和結(jié)果再反饋到現(xiàn)場(chǎng)處理中心2，更新現(xiàn)場(chǎng)信息庫(kù)。
遠(yuǎn)程預(yù)警模塊5根據(jù)所述遠(yuǎn)程預(yù)警方案執(zhí)行對(duì)應(yīng)的預(yù)警動(dòng)作。遠(yuǎn)程預(yù)警模塊5在執(zhí)行時(shí)，具體的方案可以是將信息采集過(guò)程及結(jié)果通過(guò)微信、短信、gprs等方式，發(fā)送至交通警示屏、相關(guān)值情人員、信息播報(bào)人員及其他用戶，實(shí)現(xiàn)更為智能的交通出行及預(yù)警，且該系統(tǒng)更多情況下不需要人為參與，實(shí)現(xiàn)廣義的智能預(yù)警。
如圖4所示，現(xiàn)場(chǎng)處理中心2的數(shù)據(jù)處理方法包括：
步驟(1)，初始化所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心；
步驟(2)，定時(shí)向所述傳感模塊發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)；
步驟(3)，判斷所述傳感模塊的節(jié)點(diǎn)是否入網(wǎng)信標(biāo)，是，則執(zhí)行步驟(6)，否則執(zhí)行步驟(4)；
步驟(4)，判斷是否感知節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報(bào)，是，則執(zhí)行步驟(7)，否則執(zhí)行步驟(5)；
步驟(5)，判斷是否更新專家數(shù)據(jù)庫(kù)，是，則執(zhí)行步驟(8)，否則執(zhí)行步驟(2)；
步驟(6)，保存節(jié)點(diǎn)id并回復(fù)所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心，再執(zhí)行步驟(4)；
步驟(7)，數(shù)據(jù)分析處理，再執(zhí)行步驟(9)；
步驟(8)，更新專家數(shù)據(jù)用例，再返回步驟(2)；
步驟(9)，判斷步驟(7)中分析處理后的數(shù)據(jù)是否存在數(shù)據(jù)異常，是，則執(zhí)行步驟(10)，否則執(zhí)行步驟(2)；
步驟(10)，多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理分析，再執(zhí)行步驟(11)；
步驟(11)，判斷是否執(zhí)行預(yù)警，是，則執(zhí)行步驟(12)，否則返回步驟(2)；
步驟(12)，預(yù)警節(jié)點(diǎn)。
現(xiàn)場(chǎng)處理中心2通電工作后進(jìn)入初始化設(shè)備狀態(tài)，完成系統(tǒng)時(shí)鐘、定時(shí)器、外設(shè)io、無(wú)線通信模塊、看門(mén)狗等單元的設(shè)置，并檢測(cè)各工作單元的工作狀態(tài)；完成設(shè)備初始化后，進(jìn)入多任務(wù)工作狀態(tài)，包括定時(shí)組網(wǎng)發(fā)送信標(biāo)、接收感知節(jié)點(diǎn)信息并處理、接收云端專家預(yù)判用例并更新、執(zhí)行發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警方案至預(yù)警節(jié)點(diǎn)。多任務(wù)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)感知及預(yù)警。
因此，步驟(1)，處理中心完成初始化后，進(jìn)入步驟(2)通過(guò)zigee網(wǎng)絡(luò)定時(shí)發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)；網(wǎng)絡(luò)連接方式如圖3中所示，各節(jié)點(diǎn)間互相透?jìng)鲾?shù)據(jù)，并上報(bào)數(shù)據(jù)，最終到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)處理中心2。現(xiàn)場(chǎng)處理中心2若進(jìn)入步驟(3)判斷是否為節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)信標(biāo)；若是，執(zhí)行步驟(6)，將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)保存并回復(fù)；現(xiàn)場(chǎng)處理中心2若進(jìn)入步驟(4)，判斷是否為已入網(wǎng)感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)數(shù)據(jù)，若是，執(zhí)行步驟(7)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；完成數(shù)據(jù)分析后，進(jìn)入步驟(9)判斷是否為異常預(yù)警信號(hào)；若是，執(zhí)行步驟(10)，獲取多傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并分析，再執(zhí)行步驟(11)，判斷是否進(jìn)行預(yù)警；若是，執(zhí)行步驟(12)，發(fā)送預(yù)警命令至預(yù)警節(jié)點(diǎn)。若進(jìn)入步驟(5)，現(xiàn)場(chǎng)處理中心2將接收到云端處理中心4實(shí)施的更新專家預(yù)判系統(tǒng)，并執(zhí)行命令。
請(qǐng)參閱圖5，傳感模塊1的檢測(cè)方法在初始化傳感模塊1后，包括以下步驟：
步驟(13)，判斷定時(shí)檢測(cè)時(shí)間是否到了，是，則執(zhí)行步驟(14)，否則執(zhí)行步驟(15)；
步驟(14)，傳感器檢測(cè)；
步驟(15)，收到所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心的節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)信標(biāo)，再執(zhí)行步驟(16)；
步驟(16)，判斷所述傳感模塊的節(jié)點(diǎn)是否已入網(wǎng)，是，則分別執(zhí)行步驟(18)和步驟(40)，否則執(zhí)行步驟(17)；
步驟(17)，入網(wǎng)并保存；
步驟(18)，上報(bào)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，再執(zhí)行步驟(19)；
步驟(40)，接收透?jìng)髦噶?，再?zhí)行步驟(41)；
步驟(41)，發(fā)送透?jìng)髦噶?，再?zhí)行步驟(19)；
步驟(19)，進(jìn)入低功耗。
感知節(jié)點(diǎn)通電工作后，首先完成設(shè)備初始化，在未與現(xiàn)場(chǎng)處理中心2組網(wǎng)通信前處于傳感器定時(shí)檢測(cè)與接收入網(wǎng)信標(biāo)狀態(tài)；入網(wǎng)成功后，保存入網(wǎng)內(nèi)容，進(jìn)入定時(shí)傳感器檢測(cè)任務(wù)、接收入網(wǎng)信標(biāo)后上報(bào)節(jié)點(diǎn)信息、完成任務(wù)后進(jìn)入低功耗模式。
因此，感知節(jié)點(diǎn)完成初始化，進(jìn)入步驟(13)判斷定時(shí)檢測(cè)時(shí)間是否達(dá)到，若定時(shí)時(shí)間到，進(jìn)入步驟(14)，進(jìn)行傳感器檢測(cè)。傳感器檢測(cè)如圖2所示，模擬信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大和濾波處理，進(jìn)入ad轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并由微處理器計(jì)算分析。在步驟(15)中感知節(jié)點(diǎn)接收到入網(wǎng)信標(biāo)后，進(jìn)入步驟(16)，判斷是否入網(wǎng)；若否，進(jìn)入步驟(17)，保存網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完成入網(wǎng)；若是，進(jìn)入步驟(18)，上報(bào)感知節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，完成后執(zhí)行步驟(19)，進(jìn)入低功耗模式；感知節(jié)點(diǎn)進(jìn)入步驟(40)，接收到其他感知節(jié)點(diǎn)的透?jìng)鲾?shù)據(jù)，進(jìn)入步驟(41)，轉(zhuǎn)發(fā)透?jìng)鲾?shù)據(jù)，完成后執(zhí)行步驟(19)，進(jìn)入低功耗模式。
請(qǐng)參閱圖6，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊3的預(yù)警動(dòng)作方法包括以下步驟：
步驟(20)，初始化所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊，再執(zhí)行步驟(21)；
步驟(21)，收到所述現(xiàn)場(chǎng)處理中心的節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)信標(biāo)，再執(zhí)行步驟(22)；
步驟(22)，判斷所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊是否已入網(wǎng)，是，則執(zhí)行步驟(23)，否則執(zhí)行步驟(24)；
步驟(23)，收到預(yù)警命令，再同步執(zhí)行步驟(25)和步驟(50)；
步驟(25)，執(zhí)行預(yù)警，再執(zhí)行步驟(26)；
步驟(50)，收到透?jìng)鲾?shù)據(jù)，再執(zhí)行步驟(51)；
步驟(51)，上報(bào)數(shù)據(jù)，再執(zhí)行步驟(26)；
步驟(24)，入網(wǎng)并保存，再執(zhí)行步驟(26)；
步驟(26)，進(jìn)入低功耗。
感知節(jié)點(diǎn)通電工作后，首先完成設(shè)備初始化，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊2的各預(yù)警節(jié)點(diǎn)等待現(xiàn)場(chǎng)處理中心2發(fā)送入網(wǎng)信標(biāo)，入網(wǎng)成功后，保存入網(wǎng)內(nèi)容并進(jìn)入低功耗狀態(tài)，若接收到由現(xiàn)場(chǎng)處理中心2發(fā)送的預(yù)警命令，根據(jù)預(yù)警命令的方案，執(zhí)行預(yù)警，完成預(yù)警命令后，進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
因此，預(yù)警節(jié)點(diǎn)執(zhí)行步驟(20)并完成初始化后，若進(jìn)入到步驟(21)中收到節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)信標(biāo)，進(jìn)入步驟(22)判斷是否入網(wǎng)；若否，進(jìn)入步驟(24)入網(wǎng)并保存網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，后執(zhí)行步驟(26)，進(jìn)入低功耗模式。預(yù)警節(jié)點(diǎn)若進(jìn)入步驟(23)接收到預(yù)警命令，進(jìn)入步驟(25)執(zhí)行預(yù)警，完成后執(zhí)行步驟(26)，進(jìn)入低功耗模式。預(yù)警節(jié)點(diǎn)若進(jìn)入步驟(50)接收到透?jìng)鲾?shù)據(jù)，進(jìn)入步驟(51)轉(zhuǎn)發(fā)透?jìng)鲾?shù)據(jù)，完成后執(zhí)行步驟(26)，進(jìn)入低功耗模式。
請(qǐng)參閱圖7，云端處理中心4的數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟：
步驟(31)，接收各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，再同步執(zhí)行步驟(32)和步驟(33)；
步驟(32)，數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)；
步驟(33)，判斷是否異常報(bào)警，是，則執(zhí)行步驟(34)，否則返回步驟(31)；
步驟(34)，大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，再執(zhí)行步驟(35)；
步驟(35)，專家數(shù)據(jù)庫(kù)是否存在用例，是，則執(zhí)行步驟(36)，否則執(zhí)行步驟(37)；
步驟(36)，遠(yuǎn)程預(yù)警，再執(zhí)行步驟(38)；
步驟(37)，現(xiàn)場(chǎng)更多數(shù)據(jù)獲取，再執(zhí)行步驟(38)；
步驟(38)，專家分析鑒別，再執(zhí)行步驟(39)；
步驟(39)，在專家數(shù)據(jù)庫(kù)中更新現(xiàn)場(chǎng)用例。
云端處理中心4可主要由大數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶預(yù)警用例、專家分析鑒別、遠(yuǎn)程預(yù)警、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取等子系統(tǒng)構(gòu)成。云端處理中心4接收所有現(xiàn)場(chǎng)處理中心2數(shù)據(jù)，針對(duì)預(yù)警的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)已有的用例模型進(jìn)行預(yù)警；若預(yù)警分析不在數(shù)據(jù)庫(kù)用例中，將結(jié)合遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取、專家分析鑒別等系統(tǒng)進(jìn)行分析判別，并將結(jié)果更新到本地和現(xiàn)場(chǎng)用例中，實(shí)施遠(yuǎn)程預(yù)警。
云端處理中心4進(jìn)入步驟(31)接收到現(xiàn)場(chǎng)處理中心數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟(32)，將數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)執(zhí)行步驟(33)，判斷是否為異常報(bào)警；若是，進(jìn)入步驟(34)，啟用大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，完成分析后，進(jìn)入步驟(35)，判斷該報(bào)警在數(shù)據(jù)庫(kù)用例中是否存在；若是已知報(bào)警，執(zhí)行步驟(36)，進(jìn)行遠(yuǎn)程預(yù)警方案；若非已知報(bào)警，執(zhí)行步驟(37)，調(diào)取更多現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，如攝像頭拍照等，完成后，進(jìn)入步驟(38)，進(jìn)行專家分析鑒別，判斷報(bào)警情形；完成后，分別執(zhí)行步驟(36)，實(shí)施遠(yuǎn)程預(yù)警方案，執(zhí)行步驟(39)，現(xiàn)場(chǎng)處理中心2進(jìn)入步驟(5)更新現(xiàn)場(chǎng)用例。
綜上所述，本發(fā)明的惡劣天氣路況自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，主要由傳感模塊1、現(xiàn)場(chǎng)處理中心2、云端處理中心4、預(yù)警模塊3四個(gè)部分組成，其中傳感模塊1包括能見(jiàn)度檢測(cè)儀、道路結(jié)冰檢測(cè)模塊、橋梁溫度檢測(cè)模塊，通信系統(tǒng)包括zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、gprs遠(yuǎn)程無(wú)線模塊；現(xiàn)場(chǎng)處理中心2、云端處理中心4均具有環(huán)境分析、組織通信、預(yù)警預(yù)判、執(zhí)行預(yù)警等功能；預(yù)警模塊3包括云端預(yù)警系統(tǒng)、智能霧燈、報(bào)警燈、高音號(hào)角、顯示屏、微信查詢、短信推送等；前端的傳感單元、通信系統(tǒng)及預(yù)警設(shè)備采用太陽(yáng)能充電供電方案。本系統(tǒng)中傳感模塊1、現(xiàn)場(chǎng)處理中心2通常處于低功耗監(jiān)測(cè)狀態(tài)，預(yù)警模塊3處于待機(jī)狀態(tài)；一旦存在惡劣惡劣天氣或路況，如能見(jiàn)度過(guò)低、道路結(jié)冰、橋梁溫度及結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)異常，將啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警系統(tǒng)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)往電腦及分析處理中心，通過(guò)電腦處理及分析，將預(yù)測(cè)結(jié)果推送至相關(guān)執(zhí)勤及關(guān)系人員、大屏幕、預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1、分類使用不同傳感模塊，針對(duì)多種惡劣惡劣天氣及路況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；2、快速分析并啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警系統(tǒng)；3、通過(guò)人工智能算法及大數(shù)據(jù)挖掘，預(yù)測(cè)評(píng)估惡劣狀況，并給出遠(yuǎn)程預(yù)警方案。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。