【正文】 向有連續(xù) 5 秒沒有檢測(cè)到車輛經(jīng)過。 并且它同樣可以發(fā)揮彎道警示作用，防止不同方向的車輛相互對(duì)撞。將本裝置稍作改進(jìn)，增加一個(gè)計(jì)數(shù)電路和存儲(chǔ)電路后，除了完成上述功能外，還可對(duì)安裝了本產(chǎn)品的道路進(jìn)行車流量的 統(tǒng)計(jì)。 另外，將本裝置的延時(shí)電路和閃爍電路取消，增加計(jì)數(shù) 電路、存儲(chǔ)電路和無線遠(yuǎn)程通信電路后，可作為一個(gè)專業(yè)的道路車輛流量統(tǒng)計(jì)設(shè)備。 圖 9 傳感器運(yùn)作示意圖 根據(jù)作品需要， 我們對(duì)市面上各式各樣的傳感器都進(jìn)行了考察與探索。 ShackHartmann 的波前傳感器，它是目前自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中作為探測(cè)器件的主要方法，可以同時(shí)測(cè)量出廣場(chǎng)的相位分布和強(qiáng)度分布，廣泛應(yīng)用于自適應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)元件和光學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)、激光光束質(zhì)量診斷和大氣擾動(dòng)測(cè)量等領(lǐng)域 [16]。 我們還試想過， 利用壓電效應(yīng)， 將壓敏傳感器應(yīng)用于本產(chǎn)品中 。 基于“綠色交通”及“智慧交通”的理念，受到創(chuàng)新型社會(huì)的影響，依據(jù)高中學(xué)習(xí)過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象， 我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種新型的地 磁感應(yīng)傳感器 （如圖 10） 。 無 源傳感器 ； 本種 電磁感應(yīng)傳感器 依靠汽車的行駛， 通過磁通量的瞬間微小改變， 自身產(chǎn)生電壓，不需要外界供電。 可調(diào)節(jié)傳感器靈敏度 ，適應(yīng)各種需求；根據(jù)需求可以改變放大倍數(shù)，調(diào)整靈敏度，可以設(shè)計(jì)成只檢測(cè)機(jī)動(dòng)車而不檢測(cè)自行車、電動(dòng)車等等，用于統(tǒng)計(jì)車流量時(shí)可以更準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)車流量信息。 安裝方便快捷； 普通道路檢測(cè)設(shè)備在安裝時(shí)都要大費(fèi)周張。 第 14 頁(yè) 共 19 頁(yè) LED 警示燈 的選擇與設(shè)計(jì) 燈光顏色選 擇 人類 的視網(wǎng)膜含有 上億個(gè) 桿狀 細(xì)胞 和三種錐狀感光細(xì)胞 。 而大霧恰恰最容易在這時(shí)候彌漫大地 ，因此藍(lán)色光和紫色 光也不符合本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。 因此黃色光可在很遠(yuǎn)就被人發(fā)現(xiàn)，是作為警示燈光的首選。 預(yù)警形式選擇 在交通系統(tǒng)中，黃燈給人視覺沖擊力 ，預(yù)示著 集中注意力。 【 20】它具有節(jié)能，光效益高這兩大優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今社會(huì)被廣泛使用。 圖 11 LED 警示燈實(shí)物圖 第 15 頁(yè) 共 19 頁(yè) 綠色環(huán)保的太陽(yáng)能電源 產(chǎn)品多置于山區(qū)與城市的急彎處。 表 2 成本明細(xì)表 名 稱 數(shù) 量 單價(jià) (元 ) 名 稱 數(shù) 量 單價(jià) (元 ) 導(dǎo)線 若干 太陽(yáng)能板 1 個(gè) 80 發(fā)光二極管 (5mm) 140 個(gè) 充電電池 2 組 62 電磁感應(yīng)線圈 1 個(gè) 60 焊錫 半卷 電容 5 個(gè) 電阻 43 個(gè) 芯片 7 個(gè) 2 外殼 1 個(gè) 5 電路板 2 個(gè) 5 漆包線 50 人工 1 天 80 密 封膠 半組 由上表可知，制作一個(gè) 多用途智能 交通警示燈的總成本價(jià)格約為 100 + 140 + 1 60 + 5 + 7 2 + 2 5 + 1 80+1 80 + 2 62 + + 43 + 1 5 + 5 + = 。 彌補(bǔ) 視角 缺陷 現(xiàn)在市面上所有的道路反光鏡直徑為 60100cm，反光率較高，視角比較大，可以達(dá)到 170 度。 新疆的陳才友先生發(fā)明的 彎道交通多用反光警示裝置 也被國(guó)家收為專利。因此，短期內(nèi)不會(huì)與之功能相似的產(chǎn)品上市。通過 對(duì) 嚴(yán)重 交通事故的分析，我們可以得知交通 事故成本＝ 車輛 （ ≥2 輛） 損失 費(fèi) ＋民事賠償＋生命＋家庭 （ ≥2 個(gè)） 的殘缺 ＋家人的痛苦＋ 不低于 3 個(gè)小時(shí)的交通阻塞＋公安機(jī)關(guān)的辦案成本 [19]。一個(gè) 多用途智能 交通警示燈 ，在一年之內(nèi)只要成功的預(yù)防至少一次 嚴(yán)重 交通事故，就為社會(huì)節(jié)約了 200 萬元，為受害家庭避免了無盡的傷痛。 經(jīng)濟(jì)效益分析 由 我國(guó)公路 圖 與中國(guó)地形圖 ， 可知 我國(guó) 路網(wǎng) 密集的區(qū)域與我國(guó)丘陵高原等高地形區(qū)域重合度很大，這說 明我國(guó)存在著大量的山路，同時(shí)必不可少的存在著數(shù)量可觀的Ｕ型彎路。 第 17 頁(yè) 共 19 頁(yè) 而截止到 20xx 年， 我國(guó) 共有 41636 個(gè) 鄉(xiāng)鎮(zhèn)，即使 一半的鄉(xiāng)鎮(zhèn)使用我們的產(chǎn)品，每個(gè)地區(qū)購(gòu)置 100 個(gè)，都可以賣出將近 200 多萬件，我們還未將數(shù)目繁多的鄉(xiāng)村考慮進(jìn)去。 只有有未安裝交通紅綠燈的交叉路口，只要有道理反光鏡的地方，只要是高速匝道出口的地方，都可以安裝上我們項(xiàng)目所開發(fā)和設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品。 6. 未來 展望 雖然多用途智能交通警示燈設(shè)計(jì)復(fù)雜，制作困難，但我隊(duì)兩人秉著堅(jiān)持到底的信念，全程親歷而為，手工制作，按時(shí)完成了該產(chǎn)品演示模型與成品的制作（如圖 14）。且該產(chǎn)品符合國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申報(bào)實(shí)用發(fā)明型專利的所有標(biāo)準(zhǔn)，本隊(duì)將在大賽結(jié)束之后立即提交專利申請(qǐng)。 可進(jìn)改進(jìn)電路以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的智能性，分析處理放大后的擾動(dòng)波形圖，通過與數(shù) 據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，可以得出所經(jīng)過的車輛的一些物理數(shù)據(jù)如車速、車型等等。 第 18 頁(yè) 共 19 頁(yè) 圖 14 多用途智能交 通警示燈 整體實(shí)物圖 7. 致謝 感謝中南大學(xué)在這三年期間為我們提供了寶貴的課程設(shè)計(jì)和研學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，如果沒有這些經(jīng)歷我們不可能將想法變成實(shí)物；感謝在這期間幫助我們的老師，正是你們的肯定給了我們足夠的信心；感謝在這期間激勵(lì)我們的同學(xué)們，正是你們的勤奮給了我們前行的動(dòng)力；感謝在這期間支持我們的家長(zhǎng)，正是你們的鼓勵(lì)給了我們堅(jiān)強(qiáng)的后盾。又如，當(dāng)采集到的波形頻率較高時(shí)說明是體型較小的車輛，頻率較低時(shí)說明是大型車輛。本項(xiàng)目作為保障交通安全的創(chuàng)意式產(chǎn)品，可在今后結(jié)合更多先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步保證質(zhì)量、完善功能： 可在充電電路中加入 MPPT（ 太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤 ）技術(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能板接收 陽(yáng)光照射的角度，提高太陽(yáng)能板的利用率。且 市場(chǎng) 需求量大 ，競(jìng)爭(zhēng)少。 此外，本 產(chǎn)品 成本低，生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單，但是技術(shù)含量高，符合 社會(huì)綠色無污染的發(fā)展理念及安全交通的發(fā)展方向，正是適應(yīng)時(shí)代的產(chǎn)物。 另外， 在城市建設(shè)中，有不少的帶坡道的 90 度甚至更大的彎。在 Google地圖輸入高速收費(fèi)站，顯示有 11910個(gè)結(jié)果 ，（ 如圖 13） ，按一個(gè)收費(fèi)站至少有 2 個(gè)切入匝道計(jì)算， 則全國(guó)大約有 23820 個(gè)高速公路匝道。此時(shí)，作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)者來說，不僅保障了社會(huì)的交通安全，阻止了悲劇，也可從中獲利。而且， 生命是無價(jià)的， 其實(shí)我們 無法用金錢來衡量的 一個(gè)人生命的價(jià)值，預(yù)防一個(gè)交通事故的發(fā)生，豈止是節(jié)約了 200 萬元的額外消耗 。 社會(huì)效益分析 根據(jù)上面的成本計(jì)算，制作一個(gè)完整的急彎雨霧會(huì)車警示燈的價(jià)格（包括人工費(fèi)，安裝費(fèi)等）大約在 400 元人民幣左右。這種彎道交通多用反光警示裝置可適用于各種角度彎道或陡坡彎道，對(duì)交通安全會(huì)提供更可靠的保障 [18]。 圖 12 雙警示燈立體多視圖 第 16 頁(yè) 共 19 頁(yè) 5. 應(yīng)用前景 競(jìng)爭(zhēng)性分析 為了解決道路的安全問題，社會(huì)各界人士也熱情的投入到有關(guān)的發(fā)明研究中來。若投入生產(chǎn)，人工費(fèi) 80 元 /人 /天則可被流水線機(jī)器代替 ，電路板將批量廉價(jià)生產(chǎn) 。它有以下幾大優(yōu)點(diǎn)： 安全；由于產(chǎn)品不使用交流電，而是用 蓄電池儲(chǔ)存 太陽(yáng)能，通過低壓直流電轉(zhuǎn)化為光能，是最安全的電源； 使用壽命長(zhǎng)，安裝成本低 ； 科技含量高 節(jié)能 環(huán)保 ，它利用自然光源，無需消耗電能，而且取之不盡用之不完；符合綠色環(huán)保要求，無污染、無輻射， 保護(hù)生態(tài)。 在二極管規(guī)格的選擇上， 由于直徑為 10MM 發(fā)光二極管過大，不利于制作集成電路，直徑為 3MM 的過小，焊接復(fù)雜，亮度不夠，則產(chǎn)品的 LED 顯示屏均采用直徑為 5MM規(guī)格的發(fā)光二極管。 閃爍的黃燈使司機(jī)傾向減緩速度，注意前方彎道出車，避免事故。 而且 黃色的散射強(qiáng)度是紅色光散射強(qiáng)度的 5 倍。 在 以上可行的 可見光包含的各種顏色的光里，紅光的波長(zhǎng)最大，其次是黃光 ， 黃色光的波長(zhǎng)與霧滴顆粒接近， 也不易受到雨滴的影響。 綠色光 在交通系統(tǒng)中 早就被 使用與表示“ 安全 ” 和 “ 可以通過 ”等的標(biāo)志光。本傳感器的探測(cè)設(shè)備僅需在各個(gè)彎道的兩端破開長(zhǎng)度為 30CM，深度為 20CM 的長(zhǎng)條型口埋入。 導(dǎo)線部分可以采用 PVC 管包裹起來，10 年之內(nèi)不會(huì)破損。無車輛通過時(shí)，該傳感器下不產(chǎn)生任何電動(dòng)勢(shì)，不會(huì)有干擾磁場(chǎng)。 排除接觸測(cè)量對(duì)柔性物體測(cè)量的人為等受力干擾 及響應(yīng)速度慢的缺點(diǎn)。但是壓力傳感器屬于接觸型傳感器，使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)靈敏度容易下降，不夠穩(wěn)定。且成本較高，信號(hào)處理也比較復(fù)雜。它 是依據(jù)