CN103354014B - 道路交通护栏智能管理*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种道路交通护栏智能管理***，包括护栏监测单元和摄像传输单元；上述的护栏监测单元至少设置3个以上；护栏监测单元分散固定设置在道路中间的隔离护栏的立柱上，且位于护栏立柱的中上部；摄像传输单元至少设置1个以上；护栏监测单元包括检测电路、信号放大滤波电路、信号处理控制电路、区位/时钟电路、信号放大发射电路和电源模块；摄像传输单元包括信号接收模块、摄像触发控制模块、摄像装置、信号处理控制模块、区位/时钟电路模块、信号发射模块和电源模块。本发明结构简单，安装方便，成本较低；省电且使用寿命长；工作可靠性高；能有效提高交通管理调度中心对道路护栏出现故障时处置的即时性和有效性，减少交通事故发生。

Description

道路交通护栏智能管理***

技术领域

本发明涉及道路交通设施管理***，具体涉及一种道路交通护栏智能管理***。

背景技术

在城市的地面交通干道等交通道路上，设置在道路中间的交通护栏应用十分普遍。交通护栏对隔离和分开相对行驶的车辆、防止行人和非机动车横穿马路等有着明显的效果，对城市道路交通安全起着不可替代的作用。但是，道路护栏存在着因被车辆碰刮倾倒、恶劣天气时被大风刮倒等各种原因造成道路交通护栏的倒塌，而一旦交通护栏倒塌，如果不能被交通管理等相关部门及时发现和管理维护，则极易引发交通事故，造成人民群众的生命财产的不必要的损失。因此，城市道路交通护栏的管理显得十分重要，在道路交通护栏发生倾倒时能够及时被发现和得到维护处理，对城市的道路交通安全有着重要的意义。传统的对道路交通护栏的维护管理的方法多采用人工管理的方式，造成发现问题严重滞后，给交通安全带来严重的隐患。目前，也有对因碰撞造成的护栏倒塌问题采用智能监控手段的技术，如申请公布号为CN102063780A、名称为“基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警***及方法”的中国专利文献，其公开了一种对道路交通护栏因撞击倾倒采取的实时监控定位报警***，主要基于物联网传输信息，现场终端对各个监控模块采用轮询的方式进行检测。该***的不足之处在于：结构比较复杂，成本较高，且采用轮询的方式，***各部分始终处于工作状态，造成电能的浪费以及设备容易老化、出现故障。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、安装方便、成本较低、且当护栏出现倾倒时实时自动上传报警信息的道路交通护栏智能管理***。

本发明的技术方案是：本发明的道路交通护栏智能管理***，其结构特点是：包括护栏监测单元和摄像传输单元；上述的护栏监测单元至少设置3个以上；护栏监测单元分散固定设置在道路中间的隔离护栏的立柱上，且位于护栏立柱的中上部；摄像传输单元至少设置1个以上；

护栏监测单元包括检测电路、信号放大滤波电路、信号处理控制电路、区位/时钟电路、信号放大发射电路和电源模块；

检测电路设有偏移信号输出端和电源端；信号放大滤波电路设有信号输入端、信号输出端和电源端；信号处理控制电路设有偏移信号输入端、区位/日历时钟信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；区位/时钟电路设有信号输出端；信号放大发射电路设有第一信号输入端、第二信号输入端和无线信号发射端；电源模块设有第一电源输出端和第二电源输出端；上述的电源端和电源输出端均具有正极和负极；

信号放大滤波电路的信号输入端与检测电路的偏移信号输出端电连接；信号处理控制电路的偏移信号输入端与信号放大滤波电路的信号输出端电连接；信号处理控制电路的区位/日历时钟信号输入端与区位/时钟电路的信号输出端电连接；信号放大发射电路的第一信号输入端与信号处理控制电路的第一信号输出端电连接；信号放大发射电路的第二信号输入端与信号处理控制电路的第二信号输出端电连接；检测电路的电源端与电源模块的第一电源输出端电连接；信号放大滤波电路的电源端、信号处理控制电路的电源端以及信号放大发射电路的电源端均与电源模块的第二电源输出端电连接；

摄像传输单元包括信号接收模块、摄像触发控制模块、摄像装置、信号处理控制模块、区位/时钟电路模块、信号发射模块和电源模块；

信号接收模块设有无线信号接收端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；摄像触发控制模块设有偏移信号输入端、控制信号输出端和电源端；摄像装置设有控制信号输入端、图像信号输出端和电源端；信号处理控制模块设有第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；区位/时钟电路模块设有信号输出端；信号发射模块设有第一信号输入端、第二信号输入端、无线信号发射端和电源端；电源模块设有电源输出端；

信号接收模块的无线信号接收端与护栏监测单元的信号放大发射电路的无线信号发射端无线通信电连接；摄像触发控制模块的偏移信号输入端与信号接收模块的第一信号输出端电连接；摄像装置的控制信号输入端与摄像触发控制模块的控制信号输出端电连接；信号处理控制模块的第一信号输入端与摄像装置的图像信号输出端电连接；信号处理控制模块的第二信号输入端与信号接收模块的第二信号输出端电连接；信号处理控制模块的第三信号输入端与区位/时钟电路模块的信号输出端电连接；信号发射模块的第一信号输入端与信号处理控制模块的第一信号输出端电连接；信号发射模块的第二信号输入端与信号处理控制模块的第二信号输出端电连接；各模块的电源端均与电源模块的电源输出端电连接。

进一步的方案是：上述的护栏监测单元的检测电路包括三轴加速度传感器IC1、电容C16、电容C17；三轴加速度传感器IC1为ADXL345型集成芯片；三轴加速度传感器IC1具有1至16号共16个接线脚，三轴加速度传感器IC1的14号接线脚和15号接线脚共同构成检测电路的电源端正极；三轴加速度传感器IC1的3号接线脚、5号接线脚、6号接线脚、7号接线脚、电容C16的一端和电容C17的一端共同构成检测电路的电源端负极；电容C16的另一端、电容C17的另一端和三轴加速度传感器IC1的8号接线脚因共线而一个公共接点，该公共接点即为检测电路11的偏移信号输出端。

进一步的方案是：上述的护栏监测单元的信号放大滤波电路包括运运算放大器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6、电容C1和电容C2；运算放大器T1为型号LM258的工业级双运放，运算放大器T1具有1号至8号共8个接线脚；

运算放大器T1的3号接线脚即为信号放大滤波电路的信号输入端；运算放大器T1的2号接线脚、电阻R2的一端以及电阻R1的一端共线；电阻R1的另一端、运算放大器T1的1号接线脚、电容C1的一端以及电阻R5的一端共线；电容C1的另一端、电阻R2的另一端、运算放大器T1的2号接线脚、运算放大器T1的6号接线脚、运算放大器T1的7号接线脚以及电阻R6的一端共线；电阻R6的另一端即为信号放大滤波电路的信号输出端；电阻R5的另一端、电容C2的一端以及运算放大器T1的5号接线脚共线；运算放大器T1的8号接线脚构成信号放大滤波电路的电源端正级；运算放大器T1的4号接线脚和电容C2的另一端共同构成信号放大滤波电路的电源端负极。

进一步的方案是：上述的护栏监测单元的信号处理控制电路包括单片机IC2、晶振Y1、三极管Q1、继电器K1、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6；上述的单片机IC2为AT89C51型号的单片机；

单片机IC2的P1.0端即为信号处理控制电路的偏移信号输入端。单片机IC2的RST端、电容C3的一端以及电阻R7的一端共线；电阻R7的另一端、电容C4的一端以及单片机IC2的VCC端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为信号处理控制电路的电源端正极；电容C3的另一端、电容C4的另一端、单片机IC2的GND端、三极管Q1的射极、电容C5的一端以及电容C6的一端共同构成信号处理控制电路的电源端负极；三极管Q1的基极与电阻R8的一端电连接，电阻R8的另一端与单片机IC2的P1.7端电连接；三极管Q1的集电极即为信号处理控制电路的第一信号输出端；单片机IC2的P1.6端与电阻R9的一端电连接；电阻R9的另一端即为信号处理控制电路13的第二信号输出端；单片机IC2的P1.5端和P1.4端共同构成信号处理控制电路13的区位/日历时钟信号输入端；晶振Y1的一端、电容C5的另一端以及单片机IC2的XTAL1端共线；晶振Y1的另一端、电容C6的另一端以及单片机IC2的XTAL2端共线。

进一步的方案是：上述的护栏监测单元的区位/时钟电路包括集成芯片IC3、集成芯片IC4、晶振Y2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R10和电阻R11；上述的集成芯片IC3为AT24C256型号的集成芯片；集成芯片IC4为PCF8563型号的集成芯片；

集成芯片IC3的VCC端、电阻R10的一端、电阻R11的一端以及电容C10的一端共线；电阻R10的另一端、集成芯片IC3的SCL端、集成芯片IC4的SCL端因共线而形成一个公共接点，电阻R11的另一端、集成芯片IC3的SDA端、集成芯片IC4的SDA端因共线而形成一个公共接点，该两个公共接点共同构成区位/时钟电路的信号输出端；集成芯片IC4的OSC0端、晶振Y2的一端以及电容C7的一端共线；集成芯片IC4的OSC1端、晶振Y2的另一端以及电容C8的一端共线；集成芯片IC4的VCC端与电容C9的一端共线；电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端、电容C10的另一端、集成芯片IC4的VSS端以及集成芯片IC3的VSS端、A0端、A1端、WP端共同接电源模块的电源输出端负极。

进一步的方案是：上述的护栏监测单元的信号放大发射电路包括继电器K1、三极管Q2、发射线圈L1、发射天线L2、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、可变电容C11、电容C12、电容C13、电容C14和电容C15；

继电器K1为单刀双掷开关继电器；继电器K1具有1个线圈、1个动触头、2个静触头和5个接线端，2个静触头分为常闭静触头和常开静触头。继电器K1的线圈的一个接线端即为信号放大发射电路的第一信号输入端；继电器K1的动触头即为信号放大发射电路的电源端正极；继电器K1的常闭静触头空接；继电器K1的常开静触头、电阻R15的一端、发射线圈L1的一端以及可变电容C11的一端共线；电阻R12的一端即为信号放大发射电路的第二信号输入端；电阻R12的另一端、电阻R13的一端和电容C12的一端共线；电容C12的另一端、电阻R15的另一端、电容C13的一端以及三极管Q2的基极共线；三极管Q2的集电极、发射线圈L1的另一端、可变电容C11的另一端以及电容C15的一端共线；三极管Q2的射极、电阻R14的一端、电容C15的另一端以及电阻R14的一端共线；继电器K1的线圈的另一个接线端、电阻R13的另一端、电容C13的另一端、电阻R14的另一端以及电容C14的另一端共同构成信号放大发射电路的电源端负极；发射天线L2的一端与发射线圈L1电连接，发射天线L2的另一端即为信号放大发射电路的无线信号发射端。

进一步的方案还有：上述的护栏监测单元的电源模块和摄像传输单元的电源模块均包括太阳能电池。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的道路交通护栏智能管理***，结构简单，安装方便，成本较低。（2）本发明的道路交通护栏智能管理***，只有当道路护栏发生倾斜达到预设定的角度时，才触发信息传输相关的装置开始工作，未发生倾斜时待机，从而可省电且可有效延长***的使用寿命。（3）本发明的道路交通护栏智能管理***，设置在道路中间的护栏监测单元以及设置在路灯杆上的摄像传输单元均采用太阳能电池自供电，既可节省电能，又省去频繁更换干电池的麻烦，增加了***工作的可靠性。（4）本发明的道路交通护栏智能管理***，能够实时发现道路护栏倾覆并将相关信息实时上传给交通管理调度中心，从而可大幅度地提高交通管理调度中心对道路护栏出现事故（故障）时处置的即时性和有效性，从而提升道路护栏的完好性，减少交通事故的发生，提升城市形象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，图中还显示了设在远端的接收本发明的无线信号的交通管理调度中心；

图2为图1中的护栏监测单元的原理框图；

图3为图2的电原理图；

图4为图1中的摄像传输单元的原理框图；

图5为本发明在道路设施上的设置方式的示意图。

上述附图中的附图标记如下：

护栏监测单元1，检测电路11，信号放大滤波电路12，信号处理控制电路13，区位/时钟电路14，信号放大发射电路15，电源模块16；

摄像传输单元2，信号接收模块21，摄像触发控制模块22，摄像装置23，信号处理控制模块24，区位/时钟电路模块25，信号发射模块26，电源模块27。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1和图5，本实施例的道路交通护栏智能管理***，主要由护栏监测单元1和摄像传输单元2组成。

护栏监测单元1至少设置3个以上，护栏监测单元1分散固定设置在道路中间的隔离护栏的立柱上，且位于护栏立柱的中上部。护栏监测单元1的数量可根据实现需要进行设置。多个护栏监测单元1在道路护栏的立柱上可均匀设置，也可以根据道路护栏的实际情况非均匀地设置。相邻2个护栏监测单元1的间距为5m至15m，本实施例中，相邻2个护栏监测单元1的间距为优选采用9m。

摄像传输单元2至少设置1个以上，摄像传输单元2设置在道路一侧的路灯杆上，且位于路灯杆的上端。摄像传输单元2的数量可根据护栏监测单元1的数量相应确定，摄像传输单元2的总数量约为护栏监测单元1的总数量的十分之一。

见图2，护栏监测单元1由检测电路11、信号放大滤波电路12、信号处理控制电路13、区位/时钟电路14、信号放大发射电路15和电源模块16组成。

检测电路11设有偏移信号输出端和电源端；信号放大滤波电路12设有信号输入端、信号输出端和电源端；信号处理控制电路13设有偏移信号输入端、区位/日历时钟信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；区位/时钟电路14设有信号输出端；信号放大发射电路15设有第一信号输入端、第二信号输入端和无线信号发射端；电源模块16设有第一电源输出端和第二电源输出端；前述的电源端和电源输出端均具有正极和负极。

信号放大滤波电路12的信号输入端与检测电路11的偏移信号输出端电连接；信号处理控制电路13的偏移信号输入端与信号放大滤波电路12的信号输出端电连接；信号处理控制电路13的区位/日历时钟信号输入端与区位/时钟电路14的信号输出端电连接；信号放大发射电路15的第一信号输入端与信号处理控制电路13的第一信号输出端电连接；信号放大发射电路15的第二信号输入端与信号处理控制电路13的第二信号输出端电连接；检测电路11的电源端与电源模块16的第一电源输出端电连接；信号放大滤波电路12的电源端、信号处理控制电路13的电源端以及信号放大发射电路15的电源端均与电源模块16的第二电源输出端电连接。

见图3，护栏监测单元1的检测电路11由三轴加速度传感器IC1、电容C16、电容C17组成。本实施例中，三轴加速度传感器IC1优选采用ADXL345型集成芯片。三轴加速度传感器IC1具有1至16号共16个接线脚，三轴加速度传感器IC1的14号接线脚和15号接线脚共同构成检测电路11的电源端正极；三轴加速度传感器IC1的3号接线脚、5号接线脚、6号接线脚、7号接线脚、电容C16的一端和电容C17的一端共同构成检测电路11的电源端负极；电容C16的另一端、电容C17的另一端和三轴加速度传感器IC1的8号接线脚因共线而一个公共接点，该公共接点即为检测电路11的偏移信号输出端。

信号放大滤波电路12由运算放大器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6、电容C1和电容C2组成。本实施例中，运算放大器T1优选采用型号为LM258的工业级双运放，运算放大器T1具有1号至8号共8个接线脚。

运算放大器T1的3号接线脚（第一同相输入端）即为信号放大滤波电路12的信号输入端；运算放大器T1的2号接线脚（第一反相输入端）、电阻R2的一端以及电阻R1的一端共线；电阻R1的另一端、运算放大器T1的1号接线脚（第一输出端）、电容C1的一端以及电阻R5的一端共线；电容C1的另一端、电阻R2的另一端、运算放大器T1的2号接线脚（第一反相输入端）、运算放大器T1的6号接线脚（第二反相输入端）、运算放大器T1的7号接线脚（第二输出端）以及电阻R6的一端共线；电阻R6的另一端即为信号放大滤波电路12的信号输出端；电阻R5的另一端、电容C2的一端以及运算放大器T1的5号接线脚（第二同相输入端）共线；运算放大器T1的8号接线脚（VCC端）构成信号放大滤波电路12的电源端正级；运算放大器T1的4号接线脚（GND端）和电容C2的另一端共同构成信号放大滤波电路12的电源端负极。

信号处理控制电路13由单片机IC2、晶振Y1、三极管Q1、继电器K1、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6组成。本实施例中，单片机IC2优选采用型号为AT89C51的单片机。

单片机IC2的P1.0端（1号接线脚）即为信号处理控制电路13的偏移信号输入端。单片机IC2的RST端（9号接线脚）、电容C3的一端以及电阻R7的一端共线；电阻R7的另一端、电容C4的一端以及单片机IC2的VCC端（40号接线脚）因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为信号处理控制电路13的电源端正极；电容C3的另一端、电容C4的另一端、单片机IC2的GND端（20号接线脚）、三极管Q1的射极、电容C5的一端以及电容C6的一端共同构成信号处理控制电路13的电源端负极；三极管Q1的基极与电阻R8的一端电连接，电阻R8的另一端与单片机IC2的P1.7端（8号接线脚）电连接；三极管Q1的集电极即为信号处理控制电路13的第一信号输出端；单片机IC2的P1.6端（7号接线脚）与电阻R9的一端电连接；电阻R9的另一端即为信号处理控制电路13的第二信号输出端；单片机IC2的P1.5端（6号接线脚）和P1.4端（5号接线脚）共同构成信号处理控制电路13的区位/日历时钟信号输入端；晶振Y1的一端、电容C5的另一端以及单片机IC2的XTAL1端（19号接线脚）共线；晶振Y1的另一端、电容C6的另一端以及单片机IC2的XTAL2端（18号接线脚）共线。

区位/时钟电路14由集成芯片IC3、集成芯片IC4、晶振Y2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R10和电阻R11组成。

本实施例中，集成芯片IC3优选采用AT24C256芯片，该集成芯片是一款低电压、串行接口、容量为256K的可掉电保护的存储器，用于读写和存储护栏立柱的区间信息（例如：xx区，xx路，xx段，±xxM），其具有8个接线脚。集成芯片IC4优选采用PCF8563芯片，该集成芯片是PHILIPS公司推出的一款工业级内含I2C总线的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片，用于产生日期、时间信号，其具有8个接线脚。

集成芯片IC3的VCC端、电阻R10的一端、电阻R11的一端以及电容C10的一端共线；电阻R10的另一端、集成芯片IC3的SCL（串行时钟）端、集成芯片IC4的SCL端因共线而形成一个公共接点，电阻R11的另一端、集成芯片IC3的SDA（串行数据）端、集成芯片IC4的SDA端因共线而形成一个公共接点，该两个公共接点共同构成区位/时钟电路14的信号输出端，该输出端向单片机IC2输出护栏立柱的区间信息和日历时钟信息。集成芯片IC4的OSC0端、晶振Y2的一端以及电容C7的一端共线；集成芯片IC4的OSC1端、晶振Y2的另一端以及电容C8的一端共线；集成芯片IC4的VCC端与电容C9的一端共线；电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端、电容C10的另一端、集成芯片IC4的VSS端以及集成芯片IC3的VSS端、A0端、A1端、WP端共同接电源模块16的电源输出端负极。

信号放大发射电路15由继电器K1、三极管Q2、发射线圈L1、发射天线L2、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、可变电容C11、电容C12、电容C13、电容C14和电容C15组成。

继电器K1为单刀双掷开关继电器；继电器K1具有1个线圈、1个动触头、2个静触头和5个接线端，2个静触头分为常闭静触头和常开静触头。继电器K1的线圈的一个接线端即为信号放大发射电路15的第一信号输入端；继电器K1的动触头即为信号放大发射电路15的电源端正极；继电器K1的常闭静触头空接；继电器K1的常开静触头、电阻R15的一端、发射线圈L1的一端以及可变电容C11的一端共线；电阻R12的一端即为信号放大发射电路15的第二信号输入端；电阻R12的另一端、电阻R13的一端和电容C12的一端共线；电容C12的另一端、电阻R15的另一端、电容C13的一端以及三极管Q2的基极共线；三极管Q2的集电极、发射线圈L1的另一端、可变电容C11的另一端以及电容C15的一端共线；三极管Q2的射极、电阻R14的一端、电容C15的另一端以及电阻R14的一端共线；继电器K1的线圈的另一个接线端、电阻R13的另一端、电容C13的另一端、电阻R14的另一端以及电容C14的另一端共同构成信号放大发射电路15的电源端负极；发射天线L2的一端与发射线圈L1电连接，发射天线L2的另一端即为信号放大发射电路15的无线信号发射端。

电源模块16可采用干电池。本实施例中，电源模块16优选采用太阳能电池提供电源，电源模块16的第一电源输出端输出+3.3V的直流电源，为检测电路11的三轴加速度传感器IC1提供工作电源；电源模块16的第二电源输出端输出+5V的直流电源，为护栏监测单元1的其他电路提供工作电源。

见图4，摄像传输单元2由信号接收模块21、摄像触发控制模块22、摄像装置23、信号处理控制模块24、区位/时钟电路模块25、信号发射模块26和电源模块27组成。

信号接收模块21设有无线信号接收端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；摄像触发控制模块22设有偏移信号输入端、控制信号输出端和电源端；摄像装置23设有控制信号输入端、图像信号输出端和电源端；信号处理控制模块24设有第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；区位/时钟电路模块25设有信号输出端；信号发射模块26设有第一信号输入端、第二信号输入端、无线信号发射端和电源端；电源模块27设有电源输出端。

信号接收模块21的无线信号接收端与护栏监测单元1的信号放大发射电路15的无线信号发射端无线通信电连接；摄像触发控制模块22的偏移信号输入端与信号接收模块21的第一信号输出端电连接；摄像装置23的控制信号输入端与摄像触发控制模块22的控制信号输出端电连接；信号处理控制模块24的第一信号输入端与摄像装置23的图像信号输出端电连接；信号处理控制模块24的第二信号输入端与信号接收模块21的第二信号输出端电连接；信号处理控制模块24的第三信号输入端与区位/时钟电路模块25的信号输出端电连接；信号发射模块26的第一信号输入端与信号处理控制模块24的第一信号输出端电连接；信号发射模块26的第二信号输入端与信号处理控制模块24的第二信号输出端电连接；信号发射模块26的无线信号发射端与交通管理调度中心无线通信电连接；各模块的电源端均与电源模块27的电源输出端电连接。

摄像传输单元2的摄像装置23可采用摄像监控探头或摄像机（摄像仪）；电源模块27优选采用太阳能电池供电。

本实施例的道路交通护栏智能管理***的工作原理和工作过程简述如下：

护栏监测单元1的检测电路11的核心器件为三轴加速度传感器，即IC1ADXL345型集成芯片，ADXL335三轴加速度计是一款小尺寸、薄型、低功耗、完整的三轴加速度计，提供经过信号调理的电压输出。它可以测量倾斜检测应用中的静态重力加速度，以及运动、冲击或振动导致的动态加速度，还具有在Z轴的静态角度测量功能。ADXL335三轴加速度计的Z通道输出端8脚输出与倾斜角度相对应的电压信号。在水平设置状态下，ADXL335三轴加速度计的Z通道输出端无电压信号输出（也即电压值为0V），当ADXL335三轴加速度计发生倾斜时，则所输出的电压信号的电压值随着倾斜角度的增加而减小；当ADXL335三轴加速度计Z向（铅垂向）发生倾斜15度角时，其输出的电压信号约为1.93V。ADXL335三轴加速度计产生的信号经信号放大滤波电路12进行2级放大并滤波后，输送给信号处理控制电路13；信号处理控制电路13的单片机IC2对该信号经A/D转换后，与所存储的数据库信息进行比较分析和判断，当判断达到报警触发门限时（报警触发门限值对应护栏倾斜15度设定），通过信号处理控制电路13的第一信号输出端输出一分钟左右的高电平以驱动三极管Q1导通，从而使信号放大发射电路15的继电器K1的导通，使信号放大发射电路15工作，同时，信号处理控制电路13将道路护栏倾覆的信息连同护栏的区位信息、时钟信息一同经其第二信号输出端传输给信号放大发射电路15，并经信号放大发射电路15将信号放大后进行无线发射。

摄像传输单元2的信号接收模块21无线接收到护栏监测单元1的信号放大发射电路15发送的信号，摄像触发控制模块22启动摄像装置23倾覆的护栏进行摄像并将图像信号传输给信号处理控制模块24，信号处理模块24对接收的图像信号、护栏立柱的区位/日历时钟信号以及自身的区位/时钟信号处理后一并经信号发射模块26无线发送给远端的交通管理调度中心。交通管理调度中心能够实时地接受到道路交通护栏的倾覆信息，因而能够即时、合理地安排和调度事故区间内的警务或协管人员及时出勤，对倾覆的护栏进行处理。

摄像传输单元2的摄像装置23和信号发射模块26在正常情况下均处于不工作状态，信号接收模块21处于待机状态，一旦信号接收模块21收到该区间内护栏监测单元1发送的信号，则触发摄像传输单元2的摄像装置23和信号发射模块26工作，将现场相关信息无线传送至交通管理调度中心。

护栏监测单元1的信号放大发射电路15的发射功率采用中小功率发射信号，发送距离约为1000M左右，这样的信号幅度既不影响和干扰正常通讯***，又可以稳定可靠的将信息传输给摄像传输单元2。摄像传输单元2的信号发射模块26则采用中功率以上的无线发射器，以保证与交管中心的无线通讯联系。

综上，本实施例的道路交通护栏智能管理***，结构简单，安装方便，成本较低；只有当道路护栏发生倾斜达到预设定的角度时，才触发信息传输相关的装置开始工作，未发生倾斜时待机，从而可省电且可有效延长***的使用寿命；设置在道路中间的护栏监测单元以及设置在路灯杆上的摄像传输单元均采用太阳能电池自供电，既可节省电能，又省去频繁更换干电池的麻烦，增加了***工作的可靠性；***能够实时发现道路护栏倾覆并将相关信息实时上传给交通管理调度中心，从而可大幅度地提高交通管理调度中心对道路护栏出现事故（故障）时处置的即时性和有效性，从而提升道路护栏的完好性，减少交通事故的发生，提升城市形象。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种道路交通护栏智能管理***，其特征在于：包括护栏监测单元（1）和摄像传输单元（2）；所述的护栏监测单元（1）设置3个以上；护栏监测单元（1）分散固定设置在道路中间的隔离护栏的立柱上，且位于护栏立柱的中上部；摄像传输单元（2）设置1个以上；

护栏监测单元（1）包括检测电路（11）、信号放大滤波电路（12）、信号处理控制电路（13）、区位/时钟电路（14）、信号放大发射电路（15）和电源模块（16）；

检测电路（11）设有偏移信号输出端和电源端；信号放大滤波电路（12）设有信号输入端、信号输出端和电源端；信号处理控制电路（13）设有偏移信号输入端、区位/日历时钟信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；区位/时钟电路（14）设有信号输出端；信号放大发射电路（15）设有第一信号输入端、第二信号输入端和无线信号发射端；电源模块（16）设有第一电源输出端和第二电源输出端；所述的电源端和电源输出端均具有正极和负极；

信号放大滤波电路（12） 的信号输入端与检测电路（11）的偏移信号输出端电连接；信号处理控制电路（13）的偏移信号输入端与信号放大滤波电路（12）的信号输出端电连接；信号处理控制电路（13）的区位/日历时钟信号输入端与区位/时钟电路（14）的信号输出端电连接；信号放大发射电路（15）的第一信号输入端与信号处理控制电路（13）的第一信号输出端电连接；信号放大发射电路（15）的第二信号输入端与信号处理控制电路（13）的第二信号输出端电连接；检测电路（11）的电源端与电源模块（16）的第一电源输出端电连接；信号放大滤波电路（12）的电源端、信号处理控制电路（13）的电源端以及信号放大发射电路（15）的电源端均与电源模块（16）的第二电源输出端电连接；

摄像传输单元（2）包括信号接收模块（21）、摄像触发控制模块（22）、摄像装置（23）、信号处理控制模块（24）、区位/时钟电路模块（25）、信号发射模块（26）和电源模块（27）；

信号接收模块（21）设有无线信号接收端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；摄像触发控制模块（22）设有偏移信号输入端、控制信号输出端和电源端；摄像装置（23）设有控制信号输入端、图像信号输出端和电源端；信号处理控制模块（24）设有第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端和电源端；区位/时钟电路模块（25）设有信号输出端；信号发射模块（26）设有第一信号输入端、第二信号输入端、无线信号发射端和电源端；电源模块（27）设有电源输出端；

信号接收模块（21）的无线信号接收端与护栏监测单元（1）的信号放大发射电路（15）的无线信号发射端无线通信电连接；摄像触发控制模块（22）的偏移信号输入端与信号接收模块（21）的第一信号输出端电连接；摄像装置（23）的控制信号输入端与摄像触发控制模块（22）的控制信号输出端电连接；信号处理控制模块（24）的第一信号输入端与摄像装置（23）的图像信号输出端电连接；信号处理控制模块（24）的第二信号输入端与信号接收模块（21）的第二信号输出端电连接；信号处理控制模块（24）的第三信号输入端与区位/时钟电路模块（25）的信号输出端电连接；信号发射模块（26）的第一信号输入端与信号处理控制模块（24）的第一信号输出端电连接；信号发射模块（26）的第二信号输入端与信号处理控制模块（24）的第二信号输出端电连接；各模块的电源端均与电源模块（27）的电源输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的道路交通护栏智能管理***，其特征在于：所述的护栏监测单元（1）的检测电路（11）包括三轴加速度传感器IC1、电容C16、电容C17；三轴加速度传感器IC1为ADXL345型集成芯片；三轴加速度传感器IC1具有1至16号共16个接线脚，三轴加速度传感器IC1的14号接线脚和15号接线脚共同构成检测电路（11）的电源端正极；三轴加速度传感器IC1的3号接线脚、5号接线脚、6号接线脚、7号接线脚、电容C16的一端和电容C17的一端共同构成检测电路（11）的电源端负极；电容C16的另一端、电容C17的另一端和三轴加速度传感器IC1的8号接线脚因共线而一个公共接点，该公共接点即为检测电路11的偏移信号输出端。

3.根据权利要求1所述的道路交通护栏智能管理***，其特征在于：所述的护栏监测单元（1）的信号放大滤波电路（12）包括运运算放大器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6、电容C1和电容C2；运算放大器T1为型号LM258的工业级双运放，运算放大器T1具有1号至8号共8个接线脚；

运算放大器T1的3号接线脚即为信号放大滤波电路（12）的信号输入端；运算放大器T1的2号接线脚、电阻R2的一端以及电阻R1的一端共线；电阻R1的另一端、运算放大器T1的1号接线脚、电容C1的一端以及电阻R5的一端共线；电容C1的另一端、电阻R2的另一端、运算放大器T1的2号接线脚、运算放大器T1的6号接线脚、运算放大器T1的7号接线脚以及电阻R6的一端共线；电阻R6的另一端即为信号放大滤波电路（12）的信号输出端；电阻R5的另一端、电容C2的一端以及运算放大器T1的5号接线脚共线；运算放大器T1的8号接线脚构成信号放大滤波电路（12）的电源端正级；运算放大器T1的4号接线脚和电容C2的另一端共同构成信号放大滤波电路（12）的电源端负极。

4.根据权利要求1所述的道路交通护栏智能管理***，其特征在于：所述的护栏监测单元（1）的信号处理控制电路（13）包括单片机IC2、晶振Y1、三极管Q1、继电器K1、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6；所述的单片机IC2为AT89C51型号的单片机；

单片机IC2的P1.0端即为信号处理控制电路（13）的偏移信号输入端；单片机IC2的RST端、电容C3的一端以及电阻R7的一端共线；电阻R7的另一端、电容C4的一端以及单片机IC2的VCC端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为信号处理控制电路（13）的电源端正极；电容C3的另一端、电容C4的另一端、单片机IC2的GND端、三极管Q1的射极、电容C5的一端以及电容C6的一端共同构成信号处理控制电路（13）的电源端负极；三极管Q1的基极与电阻R8的一端电连接，电阻R8的另一端与单片机IC2的P1.7端电连接；三极管Q1的集电极即为信号处理控制电路（13）的第一信号输出端；单片机IC2的P1.6端与电阻R9的一端电连接；电阻R9的另一端即为信号处理控制电路13的第二信号输出端；单片机IC2的P1.5端和P1.4端共同构成信号处理控制电路13 的区位/日历时钟信号输入端；晶振Y1的一端、电容C5的另一端以及单片机IC2的XTAL1端共线；晶振Y1的另一端、电容C6的另一端以及单片机IC2的XTAL2端共线。

5.根据权利要求1所述的道路交通护栏智能管理***，其特征在于：所述的护栏监测单元（1）的区位/时钟电路（14）包括集成芯片IC3、集成芯片IC4、晶振Y2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R10和电阻R11；所述的集成芯片IC3为AT24C256型号的集成芯片；集成芯片IC4为PCF8563型号的集成芯片；

集成芯片IC3的VCC端、电阻R10的一端、电阻R11的一端以及电容C10的一端共线；电阻R10的另一端、集成芯片IC3的SCL端、集成芯片IC4的SCL端因共线而形成一个公共接点，电阻R11的另一端、集成芯片IC3的SDA端、集成芯片IC4的SDA端因共线而形成一个公共接点，该两个公共接点共同构成区位/时钟电路（14）的信号输出端；集成芯片IC4的OSC0端、晶振Y2的一端以及电容C7的一端共线；集成芯片IC4的OSC1端、晶振Y2的另一端以及电容C8的一端共线；集成芯片IC4的VCC端与电容C9的一端共线；电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端、电容C10的另一端、集成芯片IC4的VSS端以及集成芯片IC3的VSS端、A0端、A1端、WP端共同接电源模块（16）的电源输出端负极。

6.根据权利要求1所述的道路交通护栏智能管理***，其特征在于：所述的护栏监测单元（1）的信号放大发射电路（15）包括继电器K1、三极管Q2、发射线圈L1、发射天线L2、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、可变电容C11、电容C12、电容C13、电容C14和电容C15；

继电器K1为单刀双掷开关继电器；继电器K1具有1个线圈、1个动触头、2个静触头和5个接线端，2个静触头分为常闭静触头和常开静触头；继电器K1的线圈的一个接线端即为信号放大发射电路（15）的第一信号输入端；继电器K1的动触头即为信号放大发射电路（15）的电源端正极；继电器K1的常闭静触头空接；继电器K1的常开静触头、电阻R15的一端、发射线圈L1的一端以及可变电容C11的一端共线；电阻R12的一端即为信号放大发射电路（15）的第二信号输入端；电阻R12的另一端、电阻R13的一端和电容C12的一端共线；电容C12的另一端、电阻R15的另一端、电容C13的一端以及三极管Q2的基极共线；三极管Q2的集电极、发射线圈L1的另一端、可变电容C11的另一端以及电容C15的一端共线；三极管Q2的射极、电阻R14的一端、电容C15的另一端以及电阻R14的一端共线；继电器K1的线圈的另一个接线端、电阻R13的另一端、电容C13的另一端、电阻R14的另一端以及电容C14的另一端共同构成信号放大发射电路（15）的电源端负极；发射天线L2的一端与发射线圈L1电连接，发射天线L2的另一端即为信号放大发射电路（15）的无线信号发射端。

7.根据权利要求1所述的道路交通护栏智能管理***，其特征在于：所述的护栏监测单元（1）的电源模块（16）和摄像传输单元（2）的电源模块（27）均包括太阳能电池。