路面冰水檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、路面?zhèn)鞲衅髌髟诠窔庀笮畔⑾到y(tǒng)(RWIS)有著重要的作用,如遠(yuǎn)程監(jiān)控特定地點(diǎn)、橋梁、問(wèn)題路段、機(jī)場(chǎng)、高速公路等,全天候、方便、快速、準(zhǔn)確的提供路面狀況信息。對(duì)路面狀況的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào),及時(shí)地采取正確的措施,可以大大提高公路交通的安全性。我國(guó)截止2009年底高速公路總里程達(dá)到6.5萬(wàn)公里,位居全世界第二,但是在高速公路氣象信息監(jiān)測(cè)方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美等國(guó)家。歐美國(guó)家經(jīng)過(guò)幾十年的技術(shù)積累,已經(jīng)有不少商業(yè)化的路面?zhèn)鞲衅鳟a(chǎn)品,而我國(guó)尚沒(méi)有此類(lèi)產(chǎn)品,

2、導(dǎo)致我國(guó)的路面?zhèn)鞲衅魇袌?chǎng)完全被國(guó)外所壟斷,因此研發(fā)路面?zhèn)鞲衅鞯氖袌?chǎng)前景廣闊,發(fā)展空間巨大。本論文基于實(shí)驗(yàn)室前期對(duì)德國(guó)Lufft公司的IRS21路面?zhèn)鞲衅鞴ぷ髟砗徒Y(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了路面?zhèn)鞲衅髦械谋畽z測(cè)技術(shù),再設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室的路面狀況檢測(cè)系統(tǒng)。
　　 本文重點(diǎn)分析了用于路面?zhèn)鞲衅鞯谋畽z測(cè)技術(shù),設(shè)計(jì)了其硬件測(cè)量電路并制作了路面狀況檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了路面覆蓋物類(lèi)型的辨別和水膜厚度的測(cè)量,將相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果上傳至上位機(jī)顯示。系統(tǒng)

3、硬件部分包括冰水檢測(cè)模塊、水膜厚度測(cè)量模塊、溫度模塊、系統(tǒng)通信模塊和電源管理模塊。其中冰水檢測(cè)模塊是路面信息采集的核心模塊,用于辨別路面覆蓋物的類(lèi)型,如干燥、潮濕、覆冰、積雪等。系統(tǒng)微控制器使用C8051F410單片機(jī),利用Protel99SE制作系統(tǒng)電路PCB板,系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)采用自頂向下的開(kāi)發(fā)流程,采用Silicon LaboratoriesIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。使用C51語(yǔ)言編程,軟件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)微控制器的初始化程序和各個(gè)功能模塊

4、的程序。
　　 本文中利用OrCAD Capture對(duì)冰水檢測(cè)的測(cè)量電路進(jìn)行了仿真,并制作完成了整個(gè)路面狀況檢測(cè)系統(tǒng)并測(cè)試了系統(tǒng)的模塊性能,冰水檢測(cè)模塊的測(cè)試表明它可以區(qū)分干燥、潮濕、覆冰,而對(duì)于更復(fù)雜的路面狀況可能就要綜合路面?zhèn)鞲衅鞯钠渌K的測(cè)量結(jié)果,比如殘鹽等。針對(duì)水膜厚度測(cè)量模塊的特性以及實(shí)際測(cè)量中外部環(huán)境的要求,研究了多種化學(xué)材料,得到材料PPO的吸水性最小。此外,改進(jìn)了水膜厚度的測(cè)量方法,提高了其測(cè)量精度。