專利名稱：一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線信號傳輸實現(xiàn) 公交優(yōu)先通行的交通信號控制系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著城建規(guī)模的擴大，各類車輛的數(shù)量空前暴漲。對任何城市而言，道路 的拓寬速度永遠趕不上機動車的增長速度，靠拓寬道路解決擁堵是不現(xiàn)實的， 因而公共交通對引導城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，必須大力發(fā)展公共交通。
所謂城市公共交通系統(tǒng)，大致包括公交車、輕軌或地鐵。其中雖然輕軌或 地鐵在各大城市的公共交通系統(tǒng)中已然體現(xiàn)出它的重要作用，但由于地鐵、輕 軌投資大、工程難度髙、面臨的各方面問題也多，不是每個城市都有能力在短 時期內(nèi)得以實施的。而投資少、見效快、建設(shè)周期短的城市公交系統(tǒng)將是在短 時期內(nèi)提高城市公共交通服務水平和運行效率的最佳選擇之一。因此，打造一 個有效率、綜合治理的公共交通系統(tǒng)，讓公眾覺得地鐵和公交車可以取代私家
車，從而吸引"有車族"或有能力買車的人把地鐵和公交車作為首選代步工具。 但是現(xiàn)有的交通燈控制系統(tǒng)都是預先設(shè)定的，平均地對待私家車和公交 車，這有失路權(quán)的公平性。舉例來說， 一輛公交車上的60人等一個紅燈和一 輛私家車等一個紅燈顯然不公平。為了體現(xiàn)交通系統(tǒng)中以人為本、公平公正的 原則，根據(jù)當前路口的放行狀態(tài)和流量情況，延長公交車通行時間，達到公交 車優(yōu)先放行的要求越來越強烈。為此，尋求一種通過無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)公交 車優(yōu)先通行的控制系統(tǒng)或控制方法，是從事通訊技術(shù)應用研究的技術(shù)人員當前 一個重要的課題方向和研究目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)及其控制方法，解決公 交車在擁擠的城市交通中還需經(jīng)歷漫長的交通燈等待時間，公共交通效率低下 的問題，達到公交車優(yōu)先通行，提髙城市公共交通服務水平。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，通過對車輛信息的無 線通訊技術(shù)自動控制交通燈，達到公交優(yōu)先通行的效果，該通過無線信道通信 的實體包括公交車車載模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊，三類模塊分別包含 各自的無線單元和外置處理單元，且無線單元和外置處理單元通過RS-232串口連接相連接，其中
該公交車車載模塊分別獨立裝配在各公交車上，包括響應控制并采集車輛
信息的第一外置處理單元和從RS-232接收、處理、保存并從射頻端定時發(fā)送
車輛信息的第一無線單元；
該路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊分別設(shè)置于交叉路口各進口的前端，包括具有超時設(shè)定/ 響應及自動路由接收/轉(zhuǎn)發(fā)功能的第二外置處理單元，和用于從RS-232接收數(shù) 據(jù)并于射頻端信號收發(fā)的第二無線單元，具備獨有的地址信息；
該信號機模塊接入各交叉路口的交通信號燈控制系統(tǒng)，并與本交叉路口范 圍內(nèi)各路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊構(gòu)成一路口局域網(wǎng)，包括具有燈控信號發(fā)送、超時設(shè)定/ 響應功能的第三外置處理單元和用于射頻端信號接收的第三無線單元。
進一步地，前述一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其中該公交車車載模塊、路 邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊的硬件平臺為集成有微處理器和2.4GHz無線收發(fā)單 元的芯片器件。
進一步地，前述一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其中該公交車車載模塊配置 有用于廣播發(fā)送的三種頻率，且在第一外置處理單元內(nèi)集成有用于頻率切換和 關(guān)閉射頻接收的裝置。
進一步地，前述一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其中該路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊包括 用于從RS-232或射頻端接收設(shè)置和回顯設(shè)置信息的裝置、用于從射頻端接收 來自公交車車載模塊的數(shù)據(jù)并向RS-232發(fā)送的裝置、用于從RS-232接收數(shù) 據(jù)并發(fā)送給指定地址的同類模塊或直接向信號機模塊發(fā)送的裝置，以及接收同 類模塊數(shù)據(jù)并原封不動轉(zhuǎn)發(fā)給信號機模塊的裝置。
進一步地，前述一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其中該信號機模塊包括用 于從RS-232或射頻端接收設(shè)置和回顯設(shè)置信息的裝置、用于從射頻端接受來 自路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊的數(shù)據(jù)并向RS-232發(fā)送的裝置、用于從RS-232接收數(shù)據(jù)， 發(fā)送給指定地址的路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊的裝置，以及燈控信號發(fā)送裝置。
上述公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)的控制方法為
一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，涉及通過無線信道通信的公交車 車載模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊，三類模塊各包含無線單元和通過 RS-232串口連接的外置處理單元，其控制步驟為
I 、公交車車載模塊分別獨立裝配在各公交車上，第一外置處理單元響應控制或自動采集車輛信息，第一無線單元從RS-232接收經(jīng)處理、保存的車輛 信息，并配置三種頻率進行車輛信息的廣播發(fā)送；
II、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊接收到廣播信號后，設(shè)定并啟動第二外置處理單元的超 時機制，并結(jié)合自身獨有的地址信息對車輛信息進行初步處理；
m、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊與信號機模塊通過各自的無線單元進行通信自檢，信號 機模塊向路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)送一通信等待信號或無反饋；
W、當路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊接收到來自信號機模塊的通信等待信號后，向信號機 模塊發(fā)送車輛進入或離開交叉路口的通知信息；當路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊未接收到來自 信號機模塊的通信等待信號后，籍由自動路由轉(zhuǎn)發(fā)功能向指定地址的同類模塊 發(fā)送車輛進入或離開交叉路口的通知信息，并由該同類模塊根據(jù)配置將以上通 知信息轉(zhuǎn)發(fā)給信號機模塊；
V、信號機模塊接收通知信號，處理并響應公交車輛優(yōu)先通行機制，向交 通信號燈控制系統(tǒng)發(fā)送燈控信號，同時設(shè)定并啟動第三外置處理單元的超時機 制，當?shù)谌裏o線單元接收到車輛離開交叉路口或超過預設(shè)時間后，結(jié)束并恢復 交通信號燈控制系統(tǒng)的原有平均等待機制。
進一步地，前述一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，其中該第一無線 單元進行射頻信號廣播發(fā)送時，關(guān)閉射頻接收。
進一步地，前述一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，其中步驟I中該 車輛信息指的是公交車的ID信息，且步驟II中路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊結(jié)合自身獨有的 地址信息對車輛信息初步處理，得到關(guān)于公交車的ID、行駛路線、行車方向、 預計到達交叉路口的時間的信息。
進一步地，前述一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，其中步驟m、 IV 和v中，該信號機模塊拒絕接收r播信息，其與路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊之間為點對點無
線數(shù)據(jù)通信。
本發(fā)明優(yōu)點是在城市公共交通系統(tǒng)中，優(yōu)化了公交車行駛過程中的在交 叉路口的管控機制，減短了公交車等待紅燈的時間，在綠燈時間上給予公交車 輛優(yōu)先通行權(quán)，為以公交車為代步工具的人們出行提供了極大便利，既解決了 提髙城市公共交通服務水平和運行效率的問題，又體現(xiàn)了路權(quán)的分配公平性。


圖1是本發(fā)明各通信實體模塊相一致的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖3是本發(fā)明無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的電路示意圖4是本發(fā)明無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與RS-232的接口示意圖5是本發(fā)明公交車車載模塊的工作流程圖6是本發(fā)明路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊的工作流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述
實施例以下結(jié)合本發(fā)明構(gòu)成的結(jié)構(gòu)示意圖、系統(tǒng)框圖、電路示意圖以及 控制方法的工作流程圖，對本發(fā)明的設(shè)計核心進行詳細而非限制性的描述。
該公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，通過對車輛信息的無線射頻通訊技術(shù)自動控制 交通燈，達到公交車優(yōu)先通行的效果，其通過無線信道通信的實體包括公交車 車載模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊，三類模塊又分別包含各自的無線單元 和外置處理單元，且無線單元和外置處理單元通過RS-232串口連接相連接，
為了表述的清楚、簡潔，對各功能模塊及無線通信的數(shù)據(jù)作如下定義，并 在后續(xù)的描述中均以該定義指代公交車車載模塊為A類模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模 塊為B類模塊、信號機模塊為C類模塊。該三類模塊每個都可以看作是一個 通信終端，負責實現(xiàn)RS-232串行端口與無線網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸。另把每 個模塊的無線單元網(wǎng)絡通信端口定義為'R'端，而RS-232通信端口定義為
'M，端。如果從'R，端或'M，端接收到某類數(shù)據(jù)幀是需要進行處理的， 則稱該類數(shù)據(jù)幀適應'R'或'M'端；如果某類模塊能識別并處理某種幀數(shù) 據(jù)幀，則稱該數(shù)據(jù)幀適應某類模塊，可以記述為
A-表示該數(shù)種據(jù)幀適應A類模塊的R端和M端
BR-表示該種數(shù)據(jù)幀只適應B類模塊的R端……以此類推。
如圖1所示，為本發(fā)明A、 B、 C模塊相一致的結(jié)構(gòu)示意圖。對A和B類 模塊而言，其第一外置處理單元和第二外置處理單元是一個控制板；對C類 模塊而言，第三外置處理單元就是控制交通信號紅綠燈的信號控制機。其中A 類模塊安裝在公共汽車上。定時地在信道ll， 12， 13發(fā)送包含有本公交車ID 信息的數(shù)據(jù)；B類模塊分別設(shè)置于交叉路口各進口的前端，接收來自A類模 塊的射頻信號，并與C類模塊構(gòu)成點對點或局域網(wǎng)自動路由轉(zhuǎn)發(fā)通信。
如圖2所示的公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。當安裝在靠近交叉路口的B類模塊接收到A類模塊的信息，并經(jīng)過初步處理向C類模塊發(fā)送車輛的 進入和離開作用區(qū)域的通知消息，C類模塊接收B類模塊的通知消息由其第 三外置(后臺)處理單元對紅綠燈進行控制，在綠燈時間上給予公交車輛以優(yōu) 先通行權(quán)。
B類模塊接收A類模塊的廣播信息應該設(shè)置一個超時，當在規(guī)定時間內(nèi)沒 有收到廣播信息則認為車輛離開，向C模塊發(fā)送離開通知；C類模塊接收到B 類模塊發(fā)送的車輛進入通知后，也應該啟動一個超時機制，但這些超時機制的 處理都是由外置處理單元完成的，因為這是一個與具體應用相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。
某些特殊路口的某個進口的B類模塊可能由于環(huán)境條件的限制不能直接 和C類模塊通信，但可和另外一個B類模塊通信，B類模塊應設(shè)計成具有自 動路由轉(zhuǎn)發(fā)的功能，即轉(zhuǎn)發(fā)其他B模塊發(fā)送的信息給C模塊。
如圖3和圖4所示，為本發(fā)明無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的電路示意圖及其與 RS-232的接口示意圖。其中外置處理單元(MCU單元)與無線收發(fā)單元通過 總線連接，二者構(gòu)成能夠?qū)崿F(xiàn)各種功能的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11，結(jié)合圖4所 示，本實施例采用了由飛思卡爾提供的一款SoC芯片MC13213,該芯片集成 了 MCIJ微處理器單元和2.4GHz的無線收發(fā)單元。MCIJ微處理器單元和 2.4GHz的無線收發(fā)單元之間通過SPI串口總線相連接。MCtl微處理器單元是 一個8位的HCS08內(nèi)核的處理器，其集成了通用串口和定時/計時器等一系列 功能。無線收發(fā)單元的頻段選擇的是2.4GHz的ISM頻段，其物理層是按照 IEEE802.15.4的標準來設(shè)計的，它的數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbps,該頻帶劃分為 16個信道，每個信道占5MHz的帶寬。采用直接序列擴頻(DSSS)和O-QPSK 的調(diào)試方式，提高了無線信號的抗干擾能力。用戶主控機通過RS-232通用串 口通信總線電路30，給主設(shè)備無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11的MCU單元傳送數(shù)據(jù)， MCU單元將數(shù)據(jù)進行組包處理后再送給無線收發(fā)單元通過無線天線和匹配電 路12。對附圖中各芯片引腳簡述如下
SoC芯片MC13213的27號引腳與28號引腳連接到晶體振蕩器OSC4; 其引腳號分別為44、 39、 38、 36和35的引腳則連接到常規(guī)的無線天線和匹配 電路其13號引腳和12號引腳連接到對應的RS-232接口芯片MX3221的9 號引腳和11號引腳上而其它引腳則根據(jù)所需實現(xiàn)的功能分別連接到由常規(guī) 電容、電阻構(gòu)成的看門狗電路、上拉電源及接地。關(guān)于該公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)中所涉及的幀格式說明，定義如下幀類型: SetBusCfgCmd=l;(AM)
RedBusCfgCmd-2;(AM) SetRFCfgCmd=3;(AM，B，C) ReadRFCfgCmd=4;(AM，B，C) BroadcastBusIdCmd=5;(AM) BusPassNotifyCmd=6;(AR，B) TransferTableData二7;(B，C)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 每種數(shù)據(jù)幀的具體格式 (1) SetBusCfgCmd幀
StructSetBusCfgCmdTable {
BYTESetBusCfgCmd:l;幀類型
BYTEaddrSource;幀的源地址，未用
BYTEaddrDest;幀的目的地址；未用
WORDBusLineNo; 2字節(jié)的公交線路號；
WORDBusVehNo;2字節(jié)的公交車編號；
BYTESendCycle;發(fā)送周期；單位100毫秒
BYTECRC[2； }
A類模塊接收到該幀時表示上位機設(shè)置參數(shù)。(2) RedBusCfgCmd幀BYTERedBusCfgCmd-2;幀類型
BYTEaddrSource;幀的源地址，未用
BYTEaddrDest;幀的目的地址；未用
BYTECRC[2]; }
A類模塊接收到該幀時，用SetBusCfgCmd幀回送當前的公交ID配置數(shù)
(3) SetRFCfgCmd幀 StructSetRFCfgCmd Table { BYTESetRFCfgCmd =3;幀類型 BYTEaddrSource;幀的源地址，未用BYTEaddrDest;幀的目的地址；未用 BYTE loealAddress;本模塊地址； BYTE GatewayAddress;網(wǎng)關(guān)地址
BYTE curWorkFrenquence;〃當前工作頻率編號。范圍0-2頻率參 數(shù)設(shè)置(模塊實現(xiàn)方定義，A類模塊f用三種頻率，B, C類模塊從設(shè)置的三 種頻率中選擇一種。)
BYTE TranceivePowerRate;發(fā)射功率。
BYTECRC[2； }
修改本模塊的通信頻率配置參數(shù)。B類模塊和C類模塊必須同時支持從 RS-232串口和無線射頻端口進行工作參數(shù)的設(shè)置和讀取。B類模塊和C類的 模塊要開放從射頻端口進行參數(shù)設(shè)置的方法。 (4) ReadRFCfgCmd幀
StructReadRFCfgCmdTable {
BYTE ReadRFCfgCmd-4;幀類型
BYTEaddrSource;幀的源地址，未用
BYTEaddrDest;幀的目的地址；未用
BYTECRC[2； J
塊和C類模塊必須同時支持從232串口和無線射頻端口進行工作參數(shù)的 設(shè)置和讀取。
(5) BroadcastBusIdCmd幀
只有A類模塊的RS-232端口需要處理該類型幀，接收到該幀時，A類模 塊以內(nèi)置的三種頻率廣播發(fā)送下述的BusPassNotifyCmd幀。 StructBroadcastBusIdCmdTable { BYTE BroadcastBusldCmd-5;幀類型 BYTEaddrSource;幀的源地址，未用 BYTEaddrDest;幀的目的地址；未用 WORD BusLineNo; 2字節(jié)的公交線路號； WORD BusVehNo;2字節(jié)的公交車編號； BYTE runDirection; 公交運行方向
BYTECRC[2
}(6) BusPassNotifyCmd幀
StructBusPassNotifyCmdTable {
BYTEBusPassNotifyCmd-6;幀類型
BYTEaddrSource;幀的源地址，
BYTEaddrDest;幀的目的地址；
WORDBusLineNo; 2字節(jié)的公交線路號；
WORDBusVehNo;2字節(jié)的公交車編號；
BYTErunDirection; 公交運行方向
BYTECRC[2]; }
A類模塊廣播發(fā)送該幀，B類模塊接收到該幀時，從M端發(fā)送出去。
(7) TransferTableData幀 StructTransferTableData Table { BYTETransferTableData =7;幀類型 BYTE addrSource;幀的源地址， BYTEaddrDest;幀的目的地址； BYTE frameData[]; BYTECRC[2]; }
這是一般的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，適應于B類和C類模塊， 一般從R端接收 到的該類幀，需要從M端發(fā)送出去；同樣，從M端接收到的該類幀需要從R 端發(fā)送出去。對B類和C類模塊的區(qū)別主要是對表格中源地址和目的地址的 處理方式不同。
在該公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)中各模塊的功能及工作流程可以總結(jié)為 A類模塊
A類模塊只負責把從M端接收到的數(shù)據(jù)幀以固定的周期和通信頻率從R 端發(fā)送出去，由于從M端接收到的數(shù)據(jù)非常簡單，只是公交車的ID信息，具 體實現(xiàn)時可把這些ID信息直接配置到A類模塊內(nèi)，模塊運行時只需發(fā)送這些 ID數(shù)據(jù)即可，A類模塊經(jīng)過配置后，可關(guān)閉射頻接收。為了防止相鄰距離較 近的路口發(fā)生干擾，A類模塊可配置三種頻率進行ID信息的廣播發(fā)送。
配置參數(shù)
WORD BusLineNo;2字節(jié)的公交線路號；WORD BusVehNo;2字節(jié)的公交車編號；
BYTESendCycle;發(fā)送周期；單位100毫秒
3種頻率參數(shù)(模塊實現(xiàn)方定義)
BYTE comAddress;本地地址。
BYTE TranceivePowerRate;發(fā)射功率。
通信過程
從M端接收到SetBusCfgCmd 、 RedBusCfgCrad 、 SetRFCfgCmd 、 ReadRFCfgCmd等配置消息時，進行響應并處理。
從M端接收到BroadcastBusIdCmd消息時，則以三種頻率從R端發(fā)射 BusPassNotifyCmd消息。
B類模塊
配置參數(shù)
3中種頻率參數(shù)(模塊實現(xiàn)方定義) BYTE comAddress;本地地址。
BYTE GatewayAddress;網(wǎng)關(guān)地址。車輛通知和數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)地址。 BYTE curWorkFrequence;當前工作頻率 BYTE TranceivePowerRate;發(fā)射功率。 通信過程
從M端接收到SetBusCfgCmd 、 RedBusCfgCmd 、 SetRFCfgCmd 、 ReadRFCfgCmd等配置消息時，進行響應并處理。
從R端接收到 SetBusCfgCmd 、 RedBusCfgCmd 、 SetRFCfgCmd 、 ReadRFCfgCmd等配置消息時，進行響應并處理。
從R端接收到A類模塊發(fā)送的BusPassNotifyCmd幀時，從M端口發(fā)送 出去。
從M端接收到TransferTableData幀時，根據(jù)TransferTableData幀中的 addrDest域決定數(shù)據(jù)包的發(fā)送地址，如果addrDest-0,則把該幀轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)， 如果addrDes不為0,則轉(zhuǎn)發(fā)給指定地址。
從R端接收到的TransferTableData幀時，把該幀從M端發(fā)送出去，同 時如果幀中的addrDest地址域不等于本地地址，則把該幀從R端原封不動的 轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)。C類模塊 配置參數(shù)
3種頻率參數(shù)(模塊實現(xiàn)方定義) BYTE comAddress;本地地址。
BYTE GatewayAddress;網(wǎng)關(guān)地址。車輛通知和數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)地址。 BYTE curWorkFrequence;當前工作頻率 BYTE TranceivePowerRate;發(fā)射功率。 通信過程
從M端接收到 SetBusCfgCmd 、 RedBusCfgCmd 、 SetRFCfgCmd 、 ReadRFCfgCmd等配置消息時，進行響應并處理。
從R端接收到SetBusCfgCmd 、 RedBusCfgCmd 、 SetRFCfgCmd 、 ReadRFCfgCmd等配置消息時，進行響應并處理。
從R端接收到A類模塊發(fā)送的BusPassNotifyCmd幀時，從M端口發(fā)送 出去。
從M端接收到的TransferTableData幀時，根據(jù)TransferTableData幀中 的addrDest域決定數(shù)據(jù)包的發(fā)送地址。 用于控制紅綠燈變化的裝置。
以上是對各類模塊間無線信號傳輸?shù)慕榻B，接著將結(jié)合圖6和圖7所示的 各類模塊工作流程圖，說明各類功能模塊是如何實現(xiàn)其公交優(yōu)先控制的
如圖5所示的是公交車車載模塊的工作流程圖。該模塊經(jīng)初始化后進入循 環(huán)檢測狀態(tài)，首先檢測串口處是否有數(shù)據(jù)，如果無數(shù)據(jù)則査詢定時設(shè)備中斷情 況，如果已中斷，則射頻端在信道11, 12, 13分別發(fā)送幀公交車ID信息，如 果沒有中斷，則返回繼續(xù)檢測串口處是否有數(shù)據(jù)。當檢測到串口處確實有數(shù)據(jù) 時，則對其進行完整性檢測，對于非完整的情況，則采取丟棄該數(shù)據(jù)包，并返 回繼續(xù)檢測串口處是否有數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)包完整的情況，根據(jù)包類型的差別， 對應地在閃存中寫入并對模塊設(shè)置，或者讀取指定幀并將其從串口發(fā)送出去。
如圖6所示的是路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊的工作流程圖。圖中，路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊的工作 流程與前述公交車車載模塊的工作流程大致相同，其差別僅在于對串口端所接 收到的完整的命令幀包類型后，對其進行簡單處理后從射頻端發(fā)送出去以及對 射頻端數(shù)據(jù)有無的檢測上，故相同部分不再贅述。特別地，當射頻端檢測確實有并且為完整的數(shù)據(jù)幀時，對應各種情況，射頻端將有如下反饋動作
如果包類型為設(shè)置幀，就在閃存中寫入并對模塊進行設(shè)置如果包類型為 回顯設(shè)置幀，就從閃存中讀取指定地址的幀，并從串口發(fā)送出去如果是A 類模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，解包后從串口發(fā)送出去如果是B類模塊發(fā)送的數(shù)據(jù) 幀，直接射頻端轉(zhuǎn)發(fā)給其他B或C;而如果是C模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，解包后從 串口發(fā)送出去。完成后的各種情況下將丟棄所用到的數(shù)據(jù)，并重新返回對串口 數(shù)據(jù)的査看。
經(jīng)實驗室模擬本發(fā)明所設(shè)計的公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)及其控制方法應用 于城市公共交通系統(tǒng)中，優(yōu)化了公交車行駛過程中的在交叉路口的管控機制， 減短了公交車等待紅燈的時間，在綠燈時間上給予公交車輛優(yōu)先通行權(quán)，為以 公交車為代步工具的人們出行提供了極大便利，既解決了提髙城市公共交通服
務水平和運行效率的問題，又體現(xiàn)了路權(quán)的分配公平性。
需要注意的是對本發(fā)明一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)及其控制方法的示例 性詳細介紹。旨在加深對本發(fā)明實質(zhì)及有益效果的理解，并非以此限制其多樣 性的實施方式及申請保護范圍，因此但凡對于上述實施例進行的簡單修改及等 效替換，能夠?qū)崿F(xiàn)與本發(fā)明相同的創(chuàng)作目的的技術(shù)方案，均應歸入本專利請求 保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)通過無線信道通信的實體包括公交車車載模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊，三類模塊分別包含各自的無線單元和通過RS-232串口連接的外置處理單元，其中所述公交車車載模塊分別獨立裝配在各公交車上，包括響應控制并采集車輛信息的第一外置處理單元和從RS-232接收、處理、保存并從射頻端定時發(fā)送車輛信息的第一無線單元；所述路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊分別設(shè)置于交叉路口各進口的前端，包括具有超時設(shè)定/響應及自動路由接收/轉(zhuǎn)發(fā)功能的第二外置處理單元，和用于從RS-232接收數(shù)據(jù)并于射頻端信號收發(fā)的第二無線單元，具備獨有的地址信息；所述信號機模塊接入各交叉路口的交通信號燈控制系統(tǒng)，并與本交叉路口范圍內(nèi)各路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊構(gòu)成一路口局域網(wǎng)，包括具有燈控信號發(fā)送、超時設(shè)定/響應功能的第三外置處理單元和用于射頻端信號接收的第三無線單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于 所述公交車車載模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊的硬件平臺為集成有微處 理器和2.4GHz無線收發(fā)單元的芯片器件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于 所述公交車車載模塊配置有用于廣播發(fā)送的三種頻率，且在第一外置處理單 元內(nèi)集成有用于頻率切換和關(guān)閉射頻接收的裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于 所述路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊包括用于從RS-232或射頻端接收設(shè)置和回顯設(shè)置信息 的裝置、用于從射頻端接收來自公交車車載模塊的數(shù)據(jù)并向RS-232發(fā)送的 裝置、用于從RS-232接收數(shù)據(jù)并發(fā)送給指定地址的同類模塊或直接向信號 機模塊發(fā)送的裝置，以及接收同類模塊數(shù)據(jù)并原封不動轉(zhuǎn)發(fā)給信號機模塊的 裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于 所述信號機模塊包括用于從RS-232或射頻端接收設(shè)置和回顯設(shè)置信息的 裝置、用于從射頻端接受來自路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊的數(shù)據(jù)并向RS-232發(fā)送的裝置、 用于從RS-232接收數(shù)據(jù)，發(fā)送給指定地址的路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊的裝置，以及燈控信號發(fā)送裝置。
6. —種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述控制方 法涉及通過無線信道通信的公交車車載模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊， 三類模塊包含各自的無線單元和通過RS-232串口連接的外置處理單元，其 控制步驟為I 、公交車車載模塊分別獨立裝配在各公交車上，直接配置車輛信息到 該模塊或通過第一外置處理單元輸入，第一無線單元從RS-232接收經(jīng)處理、 保存的車輛信息，并配置三種頻率進行車輛信息的廣播發(fā)送；n、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊接收到廣播信號后，設(shè)定并啟動第二外置處理單元的 超時機制，并結(jié)合自身獨有的地址信息對車輛信息進行初步處理；m、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊與信號機模塊通過各自的無線單元進行通信自檢，信 號機模塊向路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)送一通信等待信號或無反饋；IV、 當路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊接收到來自信號機模塊的通信等待信號后，向信號 機模塊發(fā)送車輛進入或離開交叉路口的通知信息；當路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊未接收到 來自信號機模塊的通信等待信號后，籍由自動路由轉(zhuǎn)發(fā)功能向指定地址的同 類模塊發(fā)送車輛進入或離開交叉路口的通知信息，并由該同類模塊根據(jù)配置 將以上通知信息轉(zhuǎn)發(fā)給信號機模塊；V、 信號機模塊接收通知信號，處理并響應公交車輛優(yōu)先通行機制，向 交通信號燈控制系統(tǒng)發(fā)送燈控信號，同時設(shè)定并啟動第三外置處理單元的超 時機制，當?shù)谌裏o線單元接收到車輛離開交叉路口或超過預設(shè)時間后，結(jié)束 并恢復交通信號燈控制系統(tǒng)的原有平均等待機制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，其 特征在于步驟I中所述第一無線單元進行射頻信號廣播發(fā)送時，關(guān)閉射頻 接收。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，其 特征在于步驟I中所述車輛信息指的是公交車的ID信息，且步驟II中路 邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊結(jié)合自身獨有的地址信息對車輛信息初步處理，得到關(guān)于公交車 的ID、行駛路線、行車方向、預計到達交叉路口的時間的信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)的控制方法，其 特征在于步驟m、 IV和V中，所述信號機模塊拒絕接收廣播信息，其與路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊之間為點對點無線數(shù)據(jù)通信。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種公交優(yōu)先無線傳輸系統(tǒng)及其控制方法，通過無線信道通信的實體包括公交車車載模塊、路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊和信號機模塊，三類模塊分別包含各自的無線單元和通過RS-232串口連接的外置處理單元，通過路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊接收來自公交車車載模塊的射頻車輛信號，結(jié)合路邊轉(zhuǎn)發(fā)模塊本身的地址信息得到車輛ID、行駛防線、路線及預計到達時間等信息，通過點對點或路由轉(zhuǎn)發(fā)的方式發(fā)送至信號機模塊，實現(xiàn)對交通信號燈控制系統(tǒng)的優(yōu)化。本發(fā)明減短了公交車等待紅燈的時間，在綠燈時間上給予公交車輛優(yōu)先通行權(quán)，為以公交車為代步工具的人們出行提供了極大便利，既解決了提高城市公共交通服務水平和運行效率的問題，又體現(xiàn)了路權(quán)的分配公平性。
文檔編號G08G1/07GK101599218SQ20091011558
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者王琢玉, 賀 祝 申請人:蘇州博聯(lián)科技有限公司