【摘要】：我國(guó)公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速、覆蓋廣泛,交通事故的數(shù)量也逐年增加,惡劣天氣是影響公路交通安全的主要因素之一,需要依托路面狀態(tài)傳感器搭建監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供監(jiān)測(cè)、預(yù)警等服務(wù)。我國(guó)的路面狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)相對(duì)滯后,核心的路面狀態(tài)傳感器的研究較少,且部分傳感器設(shè)備的監(jiān)測(cè)結(jié)果只在本地展示,未經(jīng)處理和發(fā)布,數(shù)據(jù)利用率較低。因此論文提出了一種新型的埋入式路面狀態(tài)傳感器,并依托傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)搭建了一套路面狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng),監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由路面狀態(tài)傳感器和監(jiān)測(cè)平臺(tái)組成。論文提出的埋入式路面狀態(tài)傳感器的核心能力是區(qū)分路面積水、結(jié)冰、積雪三種狀態(tài)。傳感器安裝在公路表面,通過壓電諧振原理區(qū)分積水和結(jié)冰狀態(tài),并實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的積水和結(jié)冰厚度的測(cè)量。通過光電檢測(cè)原理,根據(jù)傳感器表面積雪時(shí)的光路變化對(duì)反射光強(qiáng)的影響規(guī)律,區(qū)分積雪狀態(tài)。論文提出了一種低耦合性的分離的雙服務(wù)器架構(gòu)的監(jiān)測(cè)平臺(tái),利用堆和緩存的方式滿足了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)高效實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的需求,監(jiān)測(cè)平臺(tái)能夠同時(shí)連接大量的傳感器設(shè)備并支持在線設(shè)備管理,提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。在論文的研究過程中,進(jìn)行了大量原理驗(yàn)證、方案對(duì)比的實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明路面狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的區(qū)分積水、結(jié)冰和積雪三種狀態(tài),區(qū)分的正確率可以達(dá)到90%以上,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)性和操作體驗(yàn)良好,通過遠(yuǎn)程界面能夠?qū)崟r(shí)高效的監(jiān)測(cè)路面狀態(tài)。
【圖文】：

0 rSSCd dεε ε= = 各參數(shù)的含義如下：電常數(shù)（ F /m），又稱誘電率，用來判別材料的之間的有效面積（m2）；極間距離（m）；真空中的絕對(duì)介電常數(shù)（128.85 10 F /m × ）；相對(duì)介電常數(shù)，無單位，理想導(dǎo)體的相對(duì)介電常數(shù)常數(shù)與頻率有關(guān)，水的相對(duì)常數(shù)為80左右，選擇相橡膠的相對(duì)介電常數(shù)為2~3），待測(cè)元件上覆蓋水遠(yuǎn)大于平行板極間距離的增大，電容值急劇增大，層，再建立水的厚度與電容值的關(guān)系，即可得出降待測(cè)元件的電容值在pF級(jí)別，受環(huán)境干擾較大，，不

殼和硬質(zhì)氧化的技術(shù)增加了傳感器的抗氧化能力，提高了傳感器的使用壽命。圖 3-3 路面狀態(tài)傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面狀態(tài)傳感器的外形機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖3-3，整體采用不銹鋼圓柱形結(jié)構(gòu)，便于外殼加工，從傳感器表面可以看到壓電諧振單元和光電檢測(cè)的窗口，光電檢測(cè)窗口表面使用有機(jī)玻璃密封，線纜接口采用航空插頭，具有防水和抗干擾的特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP274;U495

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2648312