新型汽車防撞智能限高安全預警裝置

樂羊羊

一、設計者介紹

陳思寧，10歲，四年級，鐘山縣實驗小學學生，擅長機器人編程。

二、設計故事

我的作品創意來源于一次事故。有一天，我和爸爸外出游玩時，看到一輛大貨車被卡在一座高速公路橋前的限高門下無法動彈，司機被變形的駕駛艙擠傷，這一慘不忍睹的場景讓我產生了要防止這類事情再發生的想法。當天晚上，電視播出了名為《公路限高門，真的是鬼門嗎？》的新聞節目，更讓我下定決心要設計出一款“新型汽車防撞智能限高安全預警裝置”，以此防止悲劇發生。

三、作品意義

為移動緩沖限高桿增添了紅外測高和聲、光提醒警報等裝置，讓傳統的限高桿“動”起來，避免“限高桿傷人”的悲劇發生。

四、設計思路

利用人工智能技術，在傳統限高桿的基礎上增加傳感器技術，把原來的固定限高桿改進為可移動緩沖的限高桿。

五、需要材料

塑膠棍、不銹鋼管、鋁合金角型條、激光傳感器、控制板、杜邦線等。

六、科創過程

第1步：查閱資料與實地調研

我花了2個月的時間，實地觀察了各種限高門，并采訪了交警叔叔和汽車修理師傅等，收集了近50頁的一手調查材料。

指導老師楊艷娟：在收集資料的過程中，有效利用收集到的數據尤為重要。首先要把調查到的數據進行分類整理，然后從數據中分析出問題的原因，找到解決的辦法。特別要注意收集不同材料和實驗器材的對比數據，尋求最佳解決辦法。

第2步：畫設計草圖，確定制作材料

楊艷娟：選擇的材料要具備抗撞擊、材質輕等特點。陳思寧聽從交警叔叔和汽車修理廠叔叔的建議，選用不銹鋼材料制作作品。不銹鋼材料具有耐腐蝕、抗撞擊、耐用度高等特點，符合作品的要求。

第3步：組裝模型

楊艷娟：在測試過程中發生了一個小插曲，電子顯示屏和黃色警示光屏都亮了，但聲音警報器卻失靈了。為此，陳思寧請教了畢業于電子技術專業的李竟斗老師，學習了傳感器和電子線路板的原理、多傳感器接線技巧等知識，最終找出了問題所在——在控制器的兩個信號開關上，一條電線接錯了線路。陳思寧重新連接了信號線，排除了故障。

第4步：研究作品操作方法

①打開電源開關，進入運行狀態

②不超高車輛，無法觸動警報器，警示燈、超高顯示屏、光屏處于休息狀態

③超高車經過，觸發激光傳感器，“三重”警報觸發，司機聽到警報后便可及時停下車輛

楊艷娟：因作品采用太陽能供電，使用前先將蓄電池充滿電。為方便演示，陳思寧用遙控小車做測試。室內測試結果達到了作品設計的預期目標。

第5步：測試系統工作性能

我在室內測試作品時，沒有發現問題。但在汽車修理師傅、交警叔叔的幫助下，到野外環境中進行了數次測試后，發現了電池蓄能不足的問題，我想辦法解決了這個問題。

楊艷娟：陳思寧把原來的鉛酸蓄電池改為儲電效果更好的大容量鋰電池，并把電子顯示屏、聲光報警器和黃光光屏中的燈都改為LED節能燈。這些改動，為作品能在極端天氣下正常運行提供了有力的保證。

第6步：大功告成

當車輛進入限高檢測區時，紅外線傳感器檢測模塊對車輛進行檢測。當車輛超高時，紅外線檢測模塊就會向控制模塊發出聲、光及文字警報，提醒司機迅速采取有效措施，避免與限高桿相撞，從而保證道路暢通和人車安全。即使有些司機大意誤闖進入限高桿，限高桿也會在汽車的沖撞下向前移動一段路程，給司機留出采取有效措施的時間，避免車輛和司機受到更嚴重的損壞。

第7步：總結

我認為自己的作品既起到了警示司機的作用，又避免了限高桿對車輛造成嚴重損傷，能有效減少“超高車輛撞上限高桿”這類事件的發生率。

楊艷娟：希望作者今后能優化顯示屏延時顯示、作品制作成本等問題，進一步提高市場價值。