專利名稱：一種用于快速公交車道借道的道釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于向普通車輛出借快速公交專用車
道的道釘。
技術(shù)背景目前國內(nèi)不少大城市為緩解城市交通擁堵問題，引入了快速公交系統(tǒng)，為快速公 交開辟專用的車道，在很大程度上解決了部分交通擁堵問題。然而由于快速公交車輛數(shù)量 少卻占用單獨(dú)的專用車道，造成道路資源浪費(fèi)，許多實(shí)施了快速公交的城市交通管理者認(rèn) 識到這個(gè)問題，嘗試允許普通公交在專用車道空閑時(shí)借道行駛，卻由于缺乏有效的借道信 號指示設(shè)施，借道計(jì)劃遭遇挫折。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型之目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)普通車輛在快速公交道空閑時(shí)借道行駛作出 有效的指示，設(shè)計(jì)了一種用于快速公交車道借道的道釘。 本實(shí)用新型技術(shù)方案如下一種用于快速公交車道借道的道釘，所述道釘上設(shè)置 有電源模塊、信號接收模塊、微處理器模塊、信號發(fā)送模塊和信號燈；所述的信號接收模塊 用于接收快速公交發(fā)送的公交識別信號或控制信號反饋給微處理器模塊；所述的信號燈連 接微處理器模塊，信號燈由微處理器模塊驅(qū)動點(diǎn)亮標(biāo)出普通車輛禁止借道的禁駛區(qū)，并具 有延時(shí)熄滅功能；所述的信號發(fā)送模塊也連接微處理器模塊，信號發(fā)送模塊由微處理器模 塊驅(qū)動逐級向前傳遞控制信號，并具有轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器功能，每轉(zhuǎn)發(fā)一次修改轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器，轉(zhuǎn)發(fā) 計(jì)數(shù)器溢出，停止傳遞控制信號。 作為優(yōu)選，所述的信號接收模塊和信號發(fā)送模塊采用無線收發(fā)芯片CC1101，工作 頻段設(shè)置為ISM315/433/915頻段。 作為優(yōu)選，所述的微處理器模塊采用MSP430處理器。 作為優(yōu)選，所述信號燈為LED信號燈。 作為優(yōu)選，所述的微處理器模塊還接有調(diào)試接口 ，用于對程序進(jìn)行下載和調(diào)試。 作為優(yōu)選，所述的電源模塊包括太陽能電池、鎳氫電池、升壓電路以及充電接口 ； 太陽能電池給鎳氫電池充電并通過升壓電路給微處理器模塊供電，充電接口用于給鎳氫電 池補(bǔ)充電量。 作為優(yōu)選，所述的電源模塊還包括用于檢測太陽能電池電壓和鎳氫電池電壓的電 壓檢測模塊，電壓檢測模塊一端連接太陽能電池和鎳氫電池，另一端接入微處理器模塊 本實(shí)用新型的道釘沿整個(gè)快速公交專用車道排列，通過車載信號機(jī)發(fā)送公交識別 信號和道釘之間傳遞控制信號，普通車輛可以根據(jù)道釘信號燈的信號指示，在快速公交專 用車道空閑時(shí)借道行駛，在快速公交接近時(shí)離開專用車道，保證快速公交的優(yōu)先通行。因而 通過本借道道釘?shù)闹甘炯饶鼙ＷC快速公交優(yōu)先通行，又能實(shí)現(xiàn)空閑快速專用車道的充分使 用，增加城市公共道路資源的利用率，具有十分良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
圖1、圖2、圖3為本實(shí)用新型道釘用于快速公交專用車道借道的原理示意圖； 圖4為本實(shí)用新型道釘電路硬件原理框圖； 圖5為本實(shí)用新型道釘?shù)能浖鞒虉D。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述 如圖1、圖2、圖3所示，道釘沿整個(gè)快速公交專用車道排列，快速公交1、普通車輛 2、3、道釘4、5、6、7、8、9、10，普通車道11，快速公交專用車道12，箭頭表示車輛行駛方向，我 們把快速公交1先經(jīng)過的道釘設(shè)為上游道釘，后經(jīng)過的道釘稱為下游道釘，即道釘4為道釘 5的上游道釘，道釘6為道釘5的下游道釘，以此類推。圖1、圖2、圖3所示案例用于進(jìn)一步 說明本實(shí)用新型工作原理，因此圖中僅用有限的普通車輛和道釘個(gè)數(shù)來說明 如圖1所示，快速公交1上的車載信號機(jī)發(fā)送的公交識別信號被道釘5接收，道釘 5通過發(fā)送控制信號通知下游道釘點(diǎn)亮LED信號燈，道釘5發(fā)送的控制信號被逐級傳遞給 前方禁駛區(qū)所需范圍內(nèi)的所有道釘，這樣道釘5、6、7、8的LED信號燈所標(biāo)識的禁駛區(qū)形成。 道釘5在收到快速公交的公交識別信號則延時(shí)幾秒鐘后熄滅。普通車輛2不得借道禁駛區(qū) 路段，普通車輛3在快速公交專用車道空閑路段借道行駛。 如圖2所示，隨著快速公交1快速前進(jìn)，道釘5的LED信號燈熄滅，道釘9的LED 信號燈點(diǎn)亮，禁駛區(qū)同步向前推進(jìn)，在前方借道的普通車輛3發(fā)現(xiàn)已經(jīng)處于禁駛區(qū)，正在為 快速公交1讓道。 如圖3所示，快速公交1快速通過后，道釘4、5、6熄滅信號燈，表示快速公交專用 車道空閑，普通車輛2在空閑車道中借道行駛。 如圖4所示，本實(shí)用新型的道釘上設(shè)置有電源模塊、信號接收模塊、微處理器模 塊、信號發(fā)送模塊和信號燈；微處理器模塊還接有調(diào)試接口 ；電源模塊包括太陽能電池、鎳 氫電池、升壓電路以及充電接口 ；電源模塊還包括用于檢測太陽能電池電壓和鎳氫電池電 壓的電壓檢測模塊，電壓檢測模塊一端連接太陽能電池和鎳氫電池，另一端接入微處理器 模塊。微處理器模塊采用TI公司MSP430F2132低功耗微處理器，32K晶振為微處理器提供 精確時(shí)鐘源，通過調(diào)試接口對電路進(jìn)行調(diào)試和軟件下載；信號接收模塊和信號發(fā)送模塊采 用TI公司低功耗無線收發(fā)芯片CC1101 ;信號燈采用4只紅色高亮度LED ;升壓電路使用 XC6832A-3. 0 ;電壓檢測模塊通過電阻分壓分別將太陽能電池電壓和鎳氫電池電壓輸入微 處理器ADC接口對電壓進(jìn)行檢測。太陽能電池板功率為0. 5W，鎳氫電池容量為1800mAh。充 電接口用于陰雨天時(shí)為道釘內(nèi)部鎳氫電池補(bǔ)充電。 無線收發(fā)模塊采用CC1101芯片為核心設(shè)計(jì)，根據(jù)外圍元件和寄存器設(shè)置可以工 作在ISM315/433/915頻段，具有數(shù)據(jù)傳輸速率高，接收靈敏度高，接收模式電流小，休眠功 耗低的特點(diǎn)，非常適用于電池供電應(yīng)用。 MSP430F2132和CC1101之間通過I/0端口連接，實(shí)現(xiàn)對CC1101的設(shè)置寄存器讀 寫、數(shù)據(jù)接收發(fā)送。設(shè)置CCllOl的寄存器可以在接收發(fā)送結(jié)束時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷喚醒微處理 器。
4[0023] MSP430F2132通過1/0端口控制4個(gè)紅色LED 二極管，利用處理內(nèi)部定時(shí)器使用脈 寬調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)對LED亮度控制。通過電壓檢測模塊和微處理器內(nèi)部ADC實(shí)現(xiàn)對太陽能 電池電壓、鎳氫電池電壓進(jìn)行采集檢測，然后微處理器執(zhí)行以下操作 (1)借助以下公式調(diào)節(jié)LED控制脈寬從而調(diào)節(jié)LED信號燈的亮度，使LED信號等亮 度隨背景明暗變化調(diào)整，達(dá)到減少電池消耗的目的 LED控制脈寬=最大脈寬* ((太陽能電池電壓)/ (太陽能電池電壓的最大值)) LED控制脈寬應(yīng)滿足最小脈寬條件，以確保夜間最小亮度。
(2)檢測到的鎳氫電池電壓過低則電路進(jìn)入休眠以保護(hù)鎳氫電池。 即當(dāng)檢測的太陽能電壓較高時(shí)，說明陽光充足，背景較為明亮，這時(shí)就增加LED信
號燈的亮度；當(dāng)檢測的電壓低時(shí)，說明陽光不充足，背景較為暗淡，這時(shí)就降低LED信號燈
的亮度；這樣既可滿足實(shí)際需求又節(jié)約了能量；當(dāng)檢測的鎳氫電池電壓小于設(shè)定值時(shí)則電
路進(jìn)入休眠以保護(hù)鎳氫電池。 MSP430F2132內(nèi)部256字節(jié)FLASH信息存儲器可用于存儲設(shè)置參數(shù)、道釘?shù)刂反a。 如圖5為道釘軟件流程圖，道釘上電后首先系統(tǒng)初始化設(shè)置參數(shù)，啟動信號接收 模塊和信號發(fā)送模塊，當(dāng)信號接收模塊接收到信號后，微處理器模塊先對接收到的信號有 效性進(jìn)行驗(yàn)證，如果是無效信號則進(jìn)入低功耗模式；如果是有效信號，再根據(jù)信號類別進(jìn)行 處理若收到公交識別信號則表示快速公交即將通過本道釘，因此收到公交識別信號的道 釘對LED信號燈進(jìn)行延時(shí)熄滅設(shè)置，然后對信道進(jìn)行檢測，若信道空閑則對下游道釘發(fā)送 控制信號，若信道忙則等待一段時(shí)間再發(fā)，控制信號包含快速公交類別、發(fā)送者地址和設(shè)定 轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器，每轉(zhuǎn)發(fā)一次則轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器減一 ；若道釘根據(jù)發(fā)送者地址判斷接收 到的是下游道釘發(fā)送的道釘傳送信號，則道釘就不再往下發(fā)送信號，因?yàn)榻邮盏较掠蔚牡?釘發(fā)送的信號意味著信號已經(jīng)被傳遞下去，本道釘就沒有必要再發(fā)送了 ；若道釘收到的是 上游道釘發(fā)送的控制信號，則根據(jù)控制信號轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的設(shè)定值判斷本道釘是否處于禁駛 區(qū)，若轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的設(shè)定值不為零則表明本道釘處于禁駛區(qū)，點(diǎn)亮并閃爍LED信號燈，同時(shí) 再向下游道釘轉(zhuǎn)發(fā)控制信號；若轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為零則表明本道釘不處于禁駛區(qū)，也 不需要再轉(zhuǎn)發(fā)控制信號了，停止向下游道釘轉(zhuǎn)發(fā)控制信號。在信號發(fā)送后會確認(rèn)是否發(fā)送 成功，若發(fā)送不成功會重發(fā)，重發(fā)之前會檢測重發(fā)計(jì)數(shù)器是否溢出，重發(fā)計(jì)數(shù)器設(shè)置了信號 發(fā)送的次數(shù)，若重發(fā)計(jì)數(shù)器已經(jīng)溢出則道釘就取消發(fā)送。在信號發(fā)送之前都需要對無線信 道進(jìn)行必要的監(jiān)聽，信道忙的話就等待后再發(fā)，防止無線碰撞。道釘在接收到公交識別信號 后會進(jìn)行信號燈的延時(shí)熄滅設(shè)置，當(dāng)延時(shí)時(shí)間到了信號燈就會熄滅，表明此道釘已不屬于 禁駛區(qū)。不屬于禁駛區(qū)的時(shí)候，道釘應(yīng)處于低功耗狀態(tài)以節(jié)省能量消耗。 道釘可以根據(jù)公交識別信號中快速公交的行駛速度、方向等信息的變化來改變控 制信號中轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的初始值，快速公交的車速快就使轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的初始值大一點(diǎn)，這樣 轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)多一點(diǎn)，傳遞的距離就遠(yuǎn)一點(diǎn)，禁駛區(qū)的范圍就會大一點(diǎn)，反之，車速慢就使禁 駛區(qū)的范圍小一點(diǎn)。
權(quán)利要求一種用于快速公交車道借道的道釘，其特征在于，所述道釘上設(shè)置有電源模塊、信號接收模塊、微處理器模塊、信號傳遞模塊和信號燈；所述的信號接收模塊用于接收快速公交發(fā)送的公交識別信號或控制信號反饋給微處理器模塊；所述的信號燈連接用于驅(qū)動點(diǎn)亮信號燈標(biāo)出普通車輛禁止借道的禁駛區(qū)的微處理器模塊；所述的信號傳遞模塊連接用于驅(qū)動信號傳遞模塊逐級向前傳遞控制信號的微處理器模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于快速公交車道借道的道釘，其特征在于，所述的信 號接收模塊和信號傳遞模塊采用無線收發(fā)芯片CC1101。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的 處理器模塊采用MSP430處理器
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的 燈為LED信號燈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的 處理器模塊還接有調(diào)試接口 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的 源模塊包括鎳氫電池、升壓電路、用于給鎳氫電池充電并通過升壓電路給微處理器模塊供 電的太陽能電池以及用于給鎳氫電池補(bǔ)充電量的充電接口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于快速公交車道借道的道釘，其特征在于，所述的電 源模塊還包括用于檢測太陽能電池電壓和鎳氫電池電壓的電壓檢測模塊，電壓檢測模塊一 端連接太陽能電池和鎳氫電池，另 一端接入微處理器模塊。種用于快速公交車道借道的道釘，其特征在于，所述的微 種用于快速公交車道借道的道釘，其特征在于，所述信號 種用于快速公交車道借道的道釘，其特征在于，所述的微 種用于快速公交車道借道的道釘，其特征在于，所述的電
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于快速公交專用車道借道的道釘。該道釘沿快速公交專用車道排列，通過車載信號機(jī)發(fā)送公交識別信號，道釘傳遞控制信號在快速公交前方動態(tài)劃定禁駛區(qū)，實(shí)時(shí)提醒普通車輛快速公交專用車道忙閑狀態(tài)，為普通車輛在快速公交專用車道空閑路段行駛創(chuàng)造條件，普通車輛可以根據(jù)道釘信號燈的信號指示，在快速公交專用車道空閑時(shí)借道行駛，在快速公交接近時(shí)離開專用車道，保證快速公交的優(yōu)先通行。因而通過本借道道釘?shù)闹甘炯饶鼙ＷC快速公交優(yōu)先通行，又能實(shí)現(xiàn)空閑快速專用車道的充分使用，增加城市公共道路資源的利用率，具有十分良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號E01F9/06GK201459631SQ20092011705
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者占小斌, 張盎然, 沈雅潔, 胡立平, 陳琳 申請人:浙江富陽市新源交通電子有限公司