【正文】 第 18 頁 共 19 頁 圖 14 多用途智能交 通警示燈 整體實物圖 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)計和研學(xué)實驗的機會，如果沒有這些經(jīng)歷我們不可能將想法變成實物；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；感謝在這期間激勵我們的同學(xué)們，正是你們的勤奮給了我們前行的動力；感謝在這期間支持我們的家長，正是你們的鼓勵給了我們堅強的后盾。又如，當(dāng)采集到的波形頻率較高時說明是體型較小的車輛，頻率較低時說明是大型車輛。 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波形圖，通過與數(shù) 據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，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。本項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（ 太陽能最大功率點跟蹤 ）技術(shù)，自動調(diào)節(jié)太陽能板接收 陽光照射的角度，提高太陽能板的利用率。且該產(chǎn)品符合國家知識產(chǎn)權(quán)局申報實用發(fā)明型專利的所有標(biāo)準(zhǔn)，本隊將在大賽結(jié)束之后立即提交專利申請。且 市場 需求量大 ，競爭少。 6. 未來 展望 雖然多用途智能交通警示燈設(shè)計復(fù)雜，制作困難，但我隊兩人秉著堅持到底的信念，全程親歷而為，手工制作，按時完成了該產(chǎn)品演示模型與成品的制作（如圖 14）。 此外，本 產(chǎn)品 成本低，生產(chǎn)工藝較為簡單，但是技術(shù)含量高，符合 社會綠色無污染的發(fā)展理念及安全交通的發(fā)展方向，正是適應(yīng)時代的產(chǎn)物。 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目所開發(fā)和設(shè)計出來的產(chǎn)品。 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。 第 17 頁 共 19 頁 而截止到 20xx 年， 我國 共有 41636 個 鄉(xiāng)鎮(zhèn)，即使 一半的鄉(xiāng)鎮(zhèn)使用我們的產(chǎn)品，每個地區(qū)購置 100 個，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。在 Google地圖輸入高速收費站，顯示有 11910個結(jié)果 ，（ 如圖 13） ，按一個收費站至少有 2 個切入匝道計算， 則全國大約有 23820 個高速公路匝道。 經(jīng)濟效益分析 由 我國公路 圖 與中國地形圖 ， 可知 我國 路網(wǎng) 密集的區(qū)域與我國丘陵高原等高地形區(qū)域重合度很大，這說 明我國存在著大量的山路，同時必不可少的存在著數(shù)量可觀的Ｕ型彎路。此時，作為產(chǎn)品的設(shè)計與生產(chǎn)者來說，不僅保障了社會的交通安全，阻止了悲劇，也可從中獲利。一個 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，就為社會節(jié)約了 200 萬元，為受害家庭避免了無盡的傷痛。而且， 生命是無價的， 其實我們 無法用金錢來衡量的 一個人生命的價值，預(yù)防一個交通事故的發(fā)生，豈止是節(jié)約了 200 萬元的額外消耗 。通過 對 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 ＋民事賠償＋生命＋家庭 （ ≥2 個） 的殘缺 ＋家人的痛苦＋ 不低于 3 個小時的交通阻塞＋公安機關(guān)的辦案成本 [19]。 社會效益分析 根據(jù)上面的成本計算，制作一個完整的急彎雨霧會車警示燈的價格（包括人工費，安裝費等）大約在 400 元人民幣左右。因此，短期內(nèi)不會與之功能相似的產(chǎn)品上市。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，對交通安全會提供更可靠的保障 [18]。 新疆的陳才友先生發(fā)明的 彎道交通多用反光警示裝置 也被國家收為專利。 圖 12 雙警示燈立體多視圖 第 16 頁 共 19 頁 5. 應(yīng)用前景 競爭性分析 為了解決道路的安全問題，社會各界人士也熱情的投入到有關(guān)的發(fā)明研究中來。 彌補 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。若投入生產(chǎn)，人工費 80 元 /人 /天則可被流水線機器代替 ，電路板將批量廉價生產(chǎn) 。 表 2 成本明細(xì)表 名 稱 數(shù) 量 單價 (元 ) 名 稱 數(shù) 量 單價 (元 ) 導(dǎo)線 若干 太陽能板 1 個 80 發(fā)光二極管 (5mm) 140 個 充電電池 2 組 62 電磁感應(yīng)線圈 1 個 60 焊錫 半卷 電容 5 個 電阻 43 個 芯片 7 個 2 外殼 1 個 5 電路板 2 個 5 漆包線 50 人工 1 天 80 密 封膠 半組 由上表可知，制作一個 多用途智能 交通警示燈的總成本價格約為 100 + 140 + 1 60 + 5 + 7 2 + 2 5 + 1 80+1 80 + 2 62 + + 43 + 1 5 + 5 + = 。它有以下幾大優(yōu)點： 安全；由于產(chǎn)品不使用交流電，而是用 蓄電池儲存 太陽能，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，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)。 圖 11 LED 警示燈實物圖 第 15 頁 共 19 頁 綠色環(huán)保的太陽能電源 產(chǎn)品多置于山區(qū)與城市的急彎處。 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。 【 20】它具有節(jié)能，光效益高這兩大優(yōu)點，在當(dāng)今社會被廣泛使用。 閃爍的黃燈使司機傾向減緩速度，注意前方彎道出車，避免事故。 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。 而且 黃色的散射強度是紅色光散射強度的 5 倍。 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。 在 以上可行的 可見光包含的各種顏色的光里，紅光的波長最大，其次是黃光 ， 黃色光的波長與霧滴顆粒接近， 也不易受到雨滴的影響。 而大霧恰恰最容易在這時候彌漫大地 ，因此藍(lán)色光和紫色 光也不符合本產(chǎn)品的設(shè)計要求。 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。 第 14 頁 共 19 頁 LED 警示燈 的選擇與設(shè)計 燈光顏色選 擇 人類 的視網(wǎng)膜含有 上億個 桿狀 細(xì)胞 和三種錐狀感光細(xì)胞 。本傳感器的探測設(shè)備僅需在各個彎道的兩端破開長度為 30CM，深度為 20CM 的長條型口埋入。 安裝方便快捷； 普通道路檢測設(shè)備在安裝時都要大費周張。 導(dǎo)線部分可以采用 PVC 管包裹起來，10 年之內(nèi)不會破損。 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)計成只檢測機動車而不檢測自行車、電動車等等，用于統(tǒng)計車流量時可以更準(zhǔn)確地統(tǒng)計車流量信息。無車輛通過時，該傳感器下不產(chǎn)生任何電動勢，不會有干擾磁場。 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。 排除接觸測量對柔性物體測量的人為等受力干擾 及響應(yīng)速度慢的缺點。 基于“綠色交通”及“智慧交通”的理念，受到創(chuàng)新型社會的影響，依據(jù)高中學(xué)習(xí)過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象， 我們設(shè)計出了一種新型的地 磁感應(yīng)傳感器 （如圖 10） 。但是壓力傳感器屬于接觸型傳感器，使用時間較長時靈敏度容易下降，不夠穩(wěn)定。 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 。且成本較高，信號處理也比較復(fù)雜。 ShackHartmann 的波前傳感器，它是目前自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中作為探測器件的主要方法，可以同時測量出廣場的相位分布和強度分布，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、激光光束質(zhì)量診斷和大氣擾動測量等領(lǐng)域 [16]。它 是依據(jù)光學(xué)原理進(jìn)行測量的， 有著許多 如非接觸和非破壞性測量、幾乎不受干擾、高速傳第 13 頁 共 19 頁 輸以及可遙測、遙控等 優(yōu)點 ， 在設(shè)計上主要用來檢測目標(biāo)物是否出現(xiàn)，或者進(jìn)行各種工業(yè)、汽車、電子產(chǎn)品和零售自動化的運動檢測 [15]。 圖 9 傳感器運作示意圖 根據(jù)作品需要， 我們對市面上各式各樣的傳感器都進(jìn)行了考察與探索。 4. 4. 創(chuàng)新特色 新型地 磁感應(yīng) 傳感器的 開發(fā)與應(yīng)用 本產(chǎn)品的