專利名稱：一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種交叉路口交通信號燈控制系統使用的車輛檢測裝置，特別涉及一種使用感應檢測器識別車輛屬性、區(qū)分車輛行駛方向及根據檢測車輛的速度判別堵車和安裝在車內用于發(fā)布道路信息指示器的裝置。
背景技術：
具有車輛檢測功能的交叉路口交通信號燈自適應控制系統如圖I所示，由車輛檢測裝置、道路交通信號燈控制器13和交通信號燈14組成。車輛檢測裝置由車載高頻信號發(fā)射接收器11和道路高頻信號接收發(fā)射器12組成。車輛檢測裝置向道路交通信號燈控制器13提供道路上行駛車輛的類別、行駛方向和是否堵車等信息。道路交通信號燈控制器13 取得這些信息后，經預設的控制程序處理后，控制交通信號燈14指揮車輛通行。現代交叉路口交通燈的自適應控制系統，應具有車輛檢測功能，并且能夠檢測道路中I是否有來車；2來車通過交叉路口后的行駛方向；3來車是普通社會車輛，還是優(yōu)先通行的車輛，如公交車輛或(執(zhí)行任務的救火車、救護車或警車等)特種車輛；4交叉路口的各出口道路是否暢通。道路信號燈控制器13獲得以上信息，根據實際路況有的放矢地控制交通信號燈，從而正確指揮交通。目前的車輛感應檢測方法有地磁線圈檢測、紅外線檢測、超聲波檢測、視頻檢測和射頻檢測等方法。地磁線圈檢測的不足之處是單個檢測器檢測范圍小，安裝需要挖掘道路。紅外線檢測的不足之處是不能檢測車輛需要的行駛方向，不能檢測車輛的類別。超聲波檢測的不足之處是檢測范圍小，不能檢測車輛的種類。視頻檢測的不足之處是不能檢測車輛需要的行駛方向，設備成本高。射頻檢測的不足之處是各車同時發(fā)出的射頻信號會互相干擾。如下列二種中國專利采用縮小使用范圍及手動控制避免互相干擾。中國專利申請?zhí)?00810243853. 2，公開號CN101436349A，
公開日期2009年5月20日，發(fā)明專利名稱《公交車輛通過十字路口的控制裝置極其控制方法》，公開了一種基于射頻公交車輛通過十字路口的控制裝置。其不足之處是僅限于公交車使用；公交車到路口時需要駕駛員按動發(fā)射按鈕，用按動發(fā)射按鈕控制倒記時的方法，避免與其他公交車發(fā)射的信號互相干擾，使用范圍小而且不方便。中國專利申請?zhí)?00810112056. 0，公開號CN101587649A，
公開日期2009年11月25日，發(fā)明專利名稱《交通路口優(yōu)先車輛優(yōu)先放行的控制系統》，公開了一種優(yōu)先車輛優(yōu)先通過十字路口的控制裝置。其不足之處是僅限于優(yōu)先車使用，而且沒有公布怎樣防止各條道路間車輛的信號互相干擾。另有中國專利申請?zhí)?00820095492. 7，授權公告號CN201222303Y，授權公告日期2009年4月15日，實用新型專利名稱《交通信號顯示系統》，公開了一種從交通信號燈獲取交通信號的裝置。其不足之處是僅限于發(fā)布交通燈信息，不能發(fā)布道路信息。綜上所述，目前的各種檢測技術功能比較單一，不能完全滿足交叉路口交通信號燈在控制方面，對車輛檢測技術的綜合要求。另夕卜，中國專利申請?zhí)?4195085. 9，授權號CN1054226C，
公開日期2000年7月5日，發(fā)明專利名稱《警報檢測器》，公開了一種利用報警器發(fā)出的警報音，檢測特種車輛(急救車)裝置。其不足之處是僅從警報聲中分離特殊音難度較高，使電路過于復雜
發(fā)明內容

本發(fā)明克服了現有技術中的缺點，提供了一種使用高頻無線電波，檢測道路約100米范圍內1是否有來車；2來車種類(如普通社會車輛、公交車輛、特種車輛等)；3來車過路口后需要直行、左轉彎還是右轉彎；4交叉路口的各出口道路是否暢通等諸多功能的、使用方便的車輛感應檢測裝置。使用本裝置能組成自適應的交通信號控制系統。使用本裝置還能實現，I在車內顯示器上顯示前方交通信號燈的亮燈情況，以及前方道路的信息，如路名和門牌號，是否堵車等；2在車外使用車輛屬性檢測器51，便能探測到車輛各種管理信息，如屬性、牌照號、驗車情況和納稅情況等，方便執(zhí)法檢查。
為了檢測前方道路的來車，本發(fā)明通過以下技術方案實現一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器由車載高頻信號發(fā)射接收器11和道路來車高頻信號接收發(fā)射器21組成。車載高頻信號發(fā)射接收器11和道路來車高頻信號接收發(fā)射器21使用定向天線互相發(fā)射或接收高頻無線電波F。在每條道路過路口的前上方處(通常在現有交通信號燈處)，安裝一個道路高頻 信號接收發(fā)射器12，如圖9、圖10。道路高頻信號接收發(fā)射器12由道路來車高頻信號接收發(fā)射器21、道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41組成。道路來車高頻信號接收發(fā)射器21的定向天線70的波束中心軸線向前方偏下，對準相應路口來車探測區(qū)域的最遠處道路中點90。車載高頻信號發(fā)射接收器11，裝在每輛車的前擋風玻璃處。車載高頻信號發(fā)射接收器11的定向天線64的波束軸線向前方偏上，當車輛在探測區(qū)的最遠處時，對準道路來車高頻信號接收發(fā)射器21的定向天線70，見圖11、圖12。以典型的四叉路口為例，設西向東為a向；北向南為b向；東向西為c向；南向北為d向。a向道路上行駛的未過路口車輛，使用車載高頻信號發(fā)射接收器Ila的定向天線64向前方發(fā)射或接收高頻無線電波，與安裝在本車道前方的道路來車高頻信號接收發(fā)射器21a的定向天線70發(fā)射面對發(fā)射面，二者能夠建立通信聯系；橫向車道的車載高頻信號發(fā)射接收器llb、lld，由于其定向天線64是側面朝道路來車高頻信號接收發(fā)射器21a的定向天線70，二者不能夠建立通信聯系；同一條道路反方向過路口的車載高頻信號發(fā)射器Ilc的定向天線64和同一條道路同方向過路口的車載高頻信號發(fā)射器Ila的定向天線64，都是背面朝道路來車高頻信號接收發(fā)射器21a的定向天線70，二者的定向天線64都不能夠與道路來車高頻信號接收發(fā)射器21a的定向天線70建立通信聯系；同一條道路反方向未過路口的車載高頻信號發(fā)射器Ilc的定向天線64，發(fā)射面對道路來車高頻信號接收發(fā)射器21a的定向天線70背面，二者也不能夠建立通信聯系。這樣道路來車高頻信號接收發(fā)射器21的檢測范圍就被限制在區(qū)域91的范圍內。綜上所述，道路來車高頻信號接收發(fā)射器21a，僅與a向車道上未過路口車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器Ila相互發(fā)射或接收高頻無線電波；以此類推道路來車高頻信號接收發(fā)射器21b，僅與b向車道上未過路口車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器Ilb相互發(fā)射或接收高頻無線電波；
道路來車高頻信號接收發(fā)射器21c，僅與c向車道上未過路口車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器Ilc相互發(fā)射或接收高頻無線電波；道路來車高頻信號接收發(fā)射器21d，僅與d向車道上未過路口車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器Ild相互發(fā)射或接收高頻無線電波。本發(fā)明使用上述方法克服了不同方向、不同車道之間高頻信號的相互干擾。本發(fā)明還可以通過以下技術方案實現一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，車載高頻信號發(fā)射接收器11使用的定向天線64安裝在車輛的前部，定向天線64的垂直波束寬度為向前方水平線及以上0至90度范圍；道路來車高頻信號接收發(fā)射器21使用的定向天線70安裝在需探測道路的前上方，定向天線70的垂直波束寬度為面向探測區(qū)，水平線及以下0至60度范圍；定向天線64與定向天線70的水平波束寬度之和小于180度?；蛘叨ㄏ蛱炀€64的垂直波束寬度為向前方水平線及以上0至135度范圍。區(qū)域111為定向天線64的波束區(qū)域。車載高頻信號發(fā)射接收器11安裝在車輛的前部，所使用的定向天線64的垂直波束寬度為向前方水平線及以上0至90度或向前方水平線及以上0至135度，能兼顧與道路來車高頻信號接收發(fā)射器21和道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41 二者的通信要求；道路來車高頻信號接收發(fā)射器21安裝在道路前方，通常安裝在交通信號燈處，所使用的定向天線70的垂直波束寬度為前方水平線及以下0至60度，能提高探測區(qū)高頻信號強度和系統的抗干擾性能；定向天線64與定向天線70的水平波束寬度之和小于180度，能可靠地保證在垂直交叉道路上，車載高頻信號發(fā)射接收器11僅與本道路前方的道路來車高頻信號接收發(fā)射器21進行通信，不與橫向道路的道路來車高頻信號接收發(fā)射器21進行通信。如果交叉道路不垂直，定向天線64與定向天線70的水平波束寬度之和，應小于交叉道路中角度較小一角的角度值的二倍。一種綜合檢測道路和車輛行駛情況的裝置的車輛檢測器，車載高頻信號發(fā)射接收器11和道路來車高頻信號接收發(fā)射器21互相發(fā)射的高頻無線電波的頻率為具有直線傳播特性超高頻無線電波。采用直線傳播的高頻無線電波，無線電波的散射性較小，能有效地配合定向天線將波束控制在要求的范圍內，這樣能更好地克服不同方向、不同車道之間高頻信號的相互干擾。一種綜合檢測道路和車輛行駛情況的裝置的車輛檢測器，車載高頻信號發(fā)射接收器11在接收到道路來車高頻信號接收發(fā)射器21發(fā)出的高頻無線電信號后才進入發(fā)射高頻無線電信號的工作狀態(tài)。車載高頻信號接收發(fā)射器11平時處于接收高頻信號的待機狀態(tài)。當車輛進入道路來車高頻信號接收發(fā)射器21的檢測區(qū)域91時，車載高頻信號發(fā)射接收器11接收到道路來車高頻信號接收發(fā)射器21發(fā)出的車輛檢測高頻信號后，才進入發(fā)送車輛種類和行駛方向高頻信號與接收高頻信號的工作狀態(tài)，可使車載高頻信號發(fā)射接收器11對其他電器的干擾及對人體的影響降低到更小?！N綜合檢測道路和車輛行駛情況的裝置的車輛檢測器，車載高頻信號發(fā)射接收器11和道路來車高頻信號接收發(fā)射器21使用ZigBee或無線局域網通信協議互相通信。車載高頻信號發(fā)射接收器11發(fā)射的高頻無線電波內調制有車輛的種類和行駛方向，或車輛的屬性等信息電信號。道路來車高頻信號接收發(fā)射器21發(fā)射的高頻無線電波F內調制有前方道路的屬性以及交通信號燈亮燈信息的電信號。采用ZigBee或無線局域網技術，每個方向以道路來車高頻信號接收發(fā)射器21為中心機，各車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器11為終端機，組成一個獨立的通信網絡，使同一方向內各車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器11都獨立地與道路來車高頻信號接收發(fā)射器21建立雙向通信聯系。車載高頻信號發(fā)射接收器11的高頻無線電IO傳輸模塊62，從車輛 轉彎方向燈信號60獲得車輛行駛方向信號，從車輛屬性儲存模塊63獲得車輛種類信號，通過定向天線64，向道路來車高頻信號接收發(fā)射器21發(fā)送一組含有車輛種類及行駛方向的編碼，使道路來車高頻信號接收發(fā)射器21獲得來車是普通社會車輛、公交車輛或警車，以及來車過路口后需要行駛的方向及各類來車數量等信息，并將這些信息傳給道路交通信號燈控制器13。由道路交通信號燈控制器13綜合各條道路的車輛信息后，控制交通信號燈的工作。本發(fā)明的車內交通信息顯示裝置由車載高頻信號接收發(fā)射器11和顯示模塊61以及道路來車高頻信號接收發(fā)射器21組成，道路來車高頻信號接收發(fā)射器21采集交通信號燈的亮燈信號和道路信息，發(fā)送給車載高頻信號接收發(fā)射器11 ;車載高頻信號接收發(fā)射器11接收到信號，經高頻無線電IO傳輸模塊62和顯示模塊61相關電路處理，由車內顯示屏顯示前方交通信號燈的亮燈信息和左右前面三個方向道路的信息，如路名、門牌號和路況等信息。為了檢測前方道路有無特種車，本發(fā)明還可以通過以下技術方案實現一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置，其車輛種類檢測的特種車檢測裝置，由車載高頻信號發(fā)射接收器11和特種車的警笛30，道路來車高頻信號接收發(fā)射器21和道路特種車警報聲接收器32組成；并以道路來車高頻信號接收發(fā)射器21和道路特種車警報聲接收器32同時接收到特種車車載高頻信號發(fā)射接收器11發(fā)出特種車高頻信號F和特種車警報聲或喇叭聲S中區(qū)別于其他車輛喇叭聲的音頻頻率來識別特種車的存在。本檢測裝置，通過檢測特種車警報聲S中區(qū)別于普通車喇叭聲音頻頻率的音頻信號和設定的特種車編碼高頻信號F，這二種信號檢測特種車。特種車直行和左、右轉彎接收器80、81、82之一，在同時接收到有特種車(含行駛方向)高頻信號F和有特種車警笛音信號S后，輸出特種車直行或左轉彎或右轉彎的電信號，并保持特種車的這一信號到特種車高頻信號F消失為止。為了檢測出口道路是否堵車，本分明通過以下技術方案實現一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的堵車檢測器由車載高頻信號發(fā)射接收器11和道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41組成。道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41使用定向天線83接收下方車載高頻信號發(fā)射接收器11的高頻無線電信號F ;依據一個車載高頻信號發(fā)射接收器11，通過道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41的定向天線83波束寬度的時間，檢測是否堵車。道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41，由定向天線83、堵車高頻無線電IO傳輸模塊84和堵車記時判別模塊85順序連接組成。當車輛駛入道路的出口時，車載高頻信號接收發(fā)射器11進入檢測區(qū)92接收到道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41發(fā)出的高頻信號后，向上發(fā)射的高頻信號，定向天線83接收到這個信號后，再將這個信號傳送給堵車高頻無線電IO傳輸模塊84。堵車高頻無線電IO傳輸模塊84，選取第一個與之建立連接的車載高頻信號發(fā)射接收器11后，不再與其他進入檢測區(qū)92的車載高頻信號發(fā)射接收器11建立連接，并保持這一連接。當這個車載高頻信號接收發(fā)射器11離開檢測區(qū)92，再與其他車的車載高頻信號接收發(fā)射器11建立連接。堵車記時判別模塊85對每一個連接分別計時。因檢測區(qū)92的長度是確定的，所以這個時間反映了車輛的行駛速度。時間越大，車輛的行駛速度越慢?？梢栽O定一個時間作為界限，大于這個界限確定為道路堵車；小于這個界限確定為道路暢通。 本無線電波綜合檢測道路中車輛行駛情況裝置的所有輸出信號，經輸入輸出總線86和信號輸入輸出接口電路87轉換后以并行或串行輸出形式與道路信號燈控制器13連接。為了檢測車輛的屬性，本分明通過以下技術方案實現一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛屬性檢測器由車載高頻信號發(fā)射接收器11和車輛屬性顯示器51組成。車載高頻信號發(fā)射接收器11和車輛屬性顯示器51使用定向天線發(fā)射和接收高頻信號；使用ZigBee通信協議或無線局域網通信協議互相通信。使用定向天線和ZigBee通信協議或無線局域網通信協議，執(zhí)法人員在車外使用車輛屬性顯示器51，與車載高頻信號發(fā)射接收器11無線連接。車載高頻信號發(fā)射接收器11，接收到車輛屬性顯示器51發(fā)射的屬性檢測高頻信號后，車輛屬性儲存模塊63將儲存的車輛屬性信息送給高頻無線電IO傳輸模塊62，高頻無線電IO傳輸模塊62以ZigBee通信協議或無線局域網通信協議通過定向天線64，發(fā)射車輛屬性的高頻信號，使車輛屬性顯示器51獲得車輛的電子車牌號、納稅情況等車輛屬性的信息并在顯示屏上顯示，方便執(zhí)法人員檢查。與現有技術相比，本分明的有益效果是I本檢測裝置檢測的范圍是一個前后距離約100米，左右距離等于路面寬度的區(qū)域，(與地磁線圈檢測比較)單個檢測器檢測范圍大，減少了道路檢測器的數量，便于控制器根據道路上駛入檢測區(qū)車輛的實際情況提前正確選擇紅綠燈，縮短了車輛通過路口的時間；2當路口車輛較少時，能實現有車路口綠燈，減少停車時間，提高道路利用率；3當路口車輛較多時，能實現交叉路口公交車優(yōu)先通過；4當路口車輛較多時，延長綠燈的亮燈時間，提高車輛通過路口的速度5當路口車輛較多時，可以防止交叉路口堵車；6能保證(救火車、救護車等)特種車輛絕對優(yōu)先通行；7不需要挖掘道路，安裝比較方便。8 (與視頻檢測比較)對車輛的檢測不受天氣影響；
9特種車檢測器僅取一小段警報音或無警報音，可減少城市噪音。而主要檢測特種車編碼高頻信號，提高了檢測的正確性；10車輛的駕駛員能在車內的顯示屏上看到前方、左邊及右邊道路的路名、門牌號、停車庫的情況、路面是否通暢等信息。也能顯示交通信號燈的亮燈信息，減少大型車輛和天氣對駕駛員觀察影響；11執(zhí)法人員在車外使用車輛屬性顯示器51，就能獲得車輛的牌照號、納稅情況等車輛的屬性，方便執(zhí)法檢查。


圖I 一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性裝置的交通信號燈控制系統圖；圖2 —種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性裝置的車輛檢測器系統圖；圖3—種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性裝置的特種車檢測系統圖；圖4 一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性裝置的堵車檢測系統圖；圖5 —種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性裝置的車輛屬性檢測系統圖；圖6車載高頻信號發(fā)射接收器11結構圖；圖7道路高頻信號接收發(fā)射器12結構圖；圖8車輛屬性檢測器51結構圖；圖9交叉路口道路高頻信號檢測區(qū)域平面圖；圖10交叉路口 a向道路的道路聞頻彳目號檢測區(qū)域側面圖；圖11交叉路口車載高頻信號發(fā)射區(qū)域平面圖；圖12交叉路口 a向道路的車載高頻信號發(fā)射區(qū)域側面圖；圖13三叉路口道路來車高頻信號接收發(fā)射器21和道路堵車高頻信號接收發(fā)射器41實施例平面布置圖；圖14 一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性裝置的實施例系統方框圖；圖15車載高頻信號發(fā)射接收器實施例方框圖；圖16車輛屬性檢測器實施例方框圖；圖17道路高頻信號接收發(fā)射器實施例方框圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述。一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器實施例由未過路口車載高頻信號接收發(fā)射器140和道路高頻信號接收發(fā)射器141組成。車載高頻信號接收發(fā)射器140，由分別與車輛ZigBee無線IO傳輸模塊153連接的車輛轉彎方向燈信號151、顯示模塊152、車輛屬性儲存模塊154和定向天線155組成。定向天線155裝在每輛車的前擋風玻璃處的中間或右側(車輛靠道路右側行駛的地區(qū))，發(fā)射車載高頻信號接收發(fā)射器140的高頻信號，或者未過路口時接收道路來車高頻信號接收發(fā)射器142的高頻信號，過路口后收接道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144的高頻信號。道路高頻信號接收發(fā)射器141，由道路來車高頻信號接收發(fā)射器142、道路特種車警報聲接收器143和道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144組成。道路來車高頻信號接收發(fā)射器142，由定向天線160及連接的ZigBee無線IO傳輸模塊161,以及輸入端并連后與ZigBee無線IO傳輸模塊161輸出端連接,輸出端通過總線177分別與RS485輸入輸出接口電路176的一個輸入端連接的非機動車直行接收器164、非機動車左轉接收器165、普通機動車直行接收器166、普通機動車左轉接收器167、公交車直行接收器168、公交車左轉接收器169、特種車直行識別接收器170、特種車左轉識別接收器171和特種車右轉識別接收器172，以及RS485輸入輸出接口電路176組成。一般車輛不設右轉識別接收器，右轉交通信號燈主要由車輛轉入路口的堵車情況控制。車載高頻信號發(fā)射接收器140和道路來車高頻信號接收發(fā)射器142，各自使用定向天線155和定向天線160互相發(fā)射或接收高頻無線電波。道路特種車警報聲接收器143由定向話筒162和特種車警報聲音頻放大解碼模塊163，特種車直行識別接收器170、特種車左轉識別接收器171和特種車右轉識別接收器172，以及RS485輸入輸出接口電路176組成。定向話筒162與特種車警報聲音頻放大解碼模塊163的輸入端連接，特種車警報聲音頻放大解碼模塊163的輸出端與特種車直行識別接收器170、特種車左轉識別接收器171和特種車右轉識別接收器172的音頻輸入端并聯連接。道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144，由定向天線173、堵車ZigBee無線IO傳輸模塊174、堵車記時判別模塊175和RS485輸入輸出接口電路176順序連接組成。以圖13的三叉路口為例，每條道路過交叉路口的前上方處(通常在現有交通信號燈處)，安裝一個道路來車高頻信號接收發(fā)射器142和道路特種車警報聲接收器143。道路來車高頻信號接收發(fā)射器142的定向天線160的中心軸線，對準相應路口來車探測區(qū)域最遠處的中點，接收來車探測區(qū)道路內車載高頻信號接收發(fā)射器140的高頻信號。當車輛在探測區(qū)的最遠處時，車載高頻信號發(fā)射接收器140的定向天線155的波束軸線對準道路來車高頻信號接收發(fā)射器142的定向天線160。在離開交叉路口的每條道路進口處上方，安裝道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144，其定向天線173接收面朝下，接收下方道路的車載高頻信號接收發(fā)射器140的高頻信號。設西向東為a向；北向南為b向；東向西為c向；南向北為d向。在a向車道過路口的前上方處(現有交通信號燈處)，安裝一個道路來車高頻信號接收發(fā)射器142和一個道路特種車警報聲接收器143，探測a向車道上車輛的類型和行駛方向。a向車路無離開交叉路口的道路，無需安裝道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144。c向車道無進入交叉路口道路，無需安裝道路來車高頻信號接收發(fā)射器142和道路特種車警報聲接收器143，只需在離開交叉路口的道路進口處的上方安裝道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144，探測c向車道是否堵車。b向車道上和d向車道，因為進入交叉路口的道路和離開交叉路口的道路都有，所以在現有交通信號燈處各自安裝一個道路高頻信號接收發(fā)射器141，分別探測b向車道上和d向車道的來車和堵車情況。車載高頻信號發(fā)射接收器140使用的定向天線155的垂直波束寬度為向90度；道路高頻信號接收發(fā)射器141安裝在道路前方，通常安裝在交通信號燈處，所使用的定向天線160的垂直波束寬度為前方水平線及以下55度；定向天線144與定向天線160的水平波、束寬度都是55度，能可靠地保證在垂直交叉道路上，車載高頻信號發(fā)射接收器11僅與本道路前方的道路高頻信號接收發(fā)射器141進行通信，不與橫向道路的道路高頻信號接收發(fā)射器141誤通信。如果交叉道路不垂直，本實施例允許的交叉道路角度值為55度至90度。實施方式的車載高頻信號發(fā)射接收器140和道路高頻信號接收發(fā)射器141使用ZigBee通信協議互相通信。ZigBee是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無線網絡技術，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點，完全能滿足系統的使用要求。ZigBee通信協議的載波頻率為具有直線傳播特性的2. 4GHz超高頻無線電波，電波的散射性較小，能有效地配合定向天線將波束控制在要求的范圍內，能有效地克服不同方向、不同車道之間高頻信號的相互干擾。ZigBee通信協議的信道有16個，當ZigBee網絡 受到外界干擾，無法正常工作時，整個網絡能動態(tài)的切換到另一個工作信道上穩(wěn)定的工作，增加系統的抗干擾性。采用ZigBee通信協議，每個方向以道路來車高頻信號接收發(fā)射器142為中心機，各車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器140為終端機，采用無線局域網技術組成一個獨立的通信網絡，使同一方向內各車輛的車載高頻信號發(fā)射接收器140都獨立和穩(wěn)定地與道路來車高頻信號接收發(fā)射器142建立雙向通信聯系。—種綜合檢測道路和車輛行駛情況的裝置的車輛檢測器，道路來車高頻信號接收發(fā)射器142發(fā)射的高頻無線電波F內調制有道路信息，如前方道路的路名和門牌號等。道路信息儲存在道路交通信號燈控制器內，通過連接線送給道路高頻信號接收發(fā)射器141的RS485輸入輸出接口電路176，再由輸入輸出總線177傳送給ZigBee無線IO傳輸模塊161，經定向天線160發(fā)送給車載高頻信號發(fā)射接收器140，提供給車內交通信息顯示器顯示。車載高頻信號接收發(fā)射器140平時處于接收高頻無線電信號的待機狀態(tài)。當車載高頻信號發(fā)射接收器140接收到道路來車高頻信號接收發(fā)射器142發(fā)出的高頻無線電信號后，才進入接收和發(fā)送高頻無線電信號的工作狀態(tài)，可使車載高頻信號發(fā)射接收器140，對其他電器的干擾和對人體影響降低到更小的范圍。車載高頻信號發(fā)射接收器140接收到道路來車高頻信號接收發(fā)射器142發(fā)出的高頻無線電信號后，發(fā)射的高頻無線電波內調制有二組編碼。一組為系統密碼，另一組含有車輛種類及行駛方向的8位2進制信息編碼。車輛種類及行駛方向的8位2進制編碼劃分為前二位導入碼，中間三位為車輛種類,后三位為車輛行駛的方向信息。I非機動車直行信號000001012非機動車左轉彎信號 000001103普通機動車直行信號000010014普通機動車左轉彎信號 000010105普通機動車右轉彎信號 000011006普通機動車雙跳燈信號 000010017公交車直行信號000100018公交車左轉彎信號000100109公交車右轉彎信號00010100
10公交車雙跳燈信號0001000111特種車直行信號0010000112特種車左轉彎信號0010001013特種車右轉彎信號0010010014特種車雙跳燈信號00100001道路來車高頻信號接收發(fā)射器142，使用定向天線160接收高頻信號；高頻信號經ZigBee無線IO傳輸模塊161處理，解出車輛種類及行駛方向的8位2進制編碼，此編碼觸發(fā)一個與ZigBee無線IO傳輸模塊161連接的，地址碼與編碼對應的非機動車直行接收器164、或非機動車左轉接收器165、或普通機動車直行接收器166、或普通機動車左轉接收器 167、或公交車直行接收器168、或公交車左轉接收器169、或特種車直行識別接收器170、或特種車左轉識別接收器171或特種車右轉識別接收器172中的一個，并儲存一個周期。如ZigBee無線IO傳輸模塊161輸出00010001，公交車直行接收器168就輸出有直行公交車的信號。分解出來車輛的種類以及來車過路口后需要行駛的方向等信息，再由RS485輸入輸出接口電路176轉換成串行信號，傳給道路信號燈控制器。由道路信號燈控制器綜合交叉路口各條道路的車輛信息后，控制交通信號燈的工作。一種綜合檢測道路和車輛行駛情況的裝置的車內交通信息顯示器由車載高頻信號接收發(fā)射器140和顯示模塊152以及道路來車高頻信號接收發(fā)射器141組成，道路來車高頻信號接收發(fā)射器141采集交通信號燈的亮燈信號并加入道路信息，發(fā)送給車載高頻信號接收發(fā)射器140 ;車載高頻信號接收發(fā)射器140接收信號，經顯示模塊152相關電路處理，由車內顯示模塊的顯示屏顯示前方交通信號燈的亮燈信息和左右前三個方向道路的信肩、O為了檢測前方道路有無特種車，本實施例還可以通過以下技術方案實現特種車檢測裝置由調制有特種車電信號的車載高頻信號接收發(fā)射器140和特種車的警報聲發(fā)生器146 ;道路來車高頻信號接收發(fā)射器142和道路特種車警報聲接收器143組成。有特種車檢測功能的道路高頻信號接收發(fā)射器141，依據同時接收到特種車車載高頻信號接收發(fā)射器140發(fā)出特種車高頻信號和特種車警報聲中區(qū)別于其他車輛喇叭的音頻信號(如7500Hz音頻)來判別特種車的存在。本檢測裝置，由定向話筒162接收特種車的警報聲，經特種車警報聲音頻放大解碼模塊163鑒別，有否區(qū)別于普通車喇叭聲音頻頻率(如7500Hz音頻)的警報聲，確定有警報聲時特種車警報聲音頻放大解碼模塊163，向特種車直行識別接收器170、特種車左轉識別接收器171和特種車右轉識別接收器172的音頻輸入端，輸出有警報聲的電信號。特種車直行識別接收器170、特種車左轉識別接收器171和特種車右轉識別接收器172依據有特種車的警報聲的電信號和有包含行駛方向的特種車高頻無線電編碼信號，這二種信號檢測特種車的存在及其行駛方向，使特種車的檢測更可靠和公開。特種車識別器在同時接收到有特種車高頻信號和有特種車警笛音信號后，輸出有特種車和特種車行駛方向的電信號，并保持有這個信號(不管有否特種車警笛音信號)到特種車高頻信號消失為止。也可以僅用特種車編碼的高頻無線電信號識別特種車。采用這個方案時，取消道路特種車警報聲接收器143，以及特種車直行識別接收器170、特種車左轉識別接收器171和特種車右轉識別接收器172的音頻輸入端。為了檢測出口道路是否防堵車，本實施例通過以下技術方案實現一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的堵車檢測器由過路口車載高頻信號發(fā)射接收器140和道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144組成。道路堵車高頻信號接收發(fā)射器144，由定向天線173、堵車高頻無線電IO傳輸模塊174和堵車記時判別模塊175組成。堵車道路高頻信號接收發(fā)射器144使用定向天線173接收下方車載高頻信號發(fā)射接收器140的高頻無線電信號F ;依據一個車載高頻信號發(fā)射接收器140，通過定向天線173的波束寬度的時間來檢測是否堵車。當車輛駛入道路的出口時，車載高頻信號接收發(fā)射器140進入檢測區(qū)，接收到道 路堵車高頻信號接收發(fā)射器144發(fā)出的高頻信號后，向上發(fā)射高頻信號，定向天線173接收到這個信號后，再將這個信號傳送給堵車高頻無線電IO傳輸模塊174。堵車高頻無線電IO傳輸模塊174，選取第一個與之建立連接的車載高頻信號發(fā)射接收器140后，不再與其他進入檢測區(qū)的車載高頻信號發(fā)射接收器140連接；并保持第一個建立的連接，到這個車載高頻信號接收發(fā)射器140離開檢測區(qū)，再與其他車的車載高頻信號接收發(fā)射器140建立連接。堵車記時判別模塊175對每一個連接分別計時。因檢測區(qū)的長度是確定的，所以這個時間反映了車輛的行駛速度。時間越大，車輛的行駛速度越慢?？梢栽O定一個時間作為界限，大于這個界限確定為道路堵車；小于這個界限確定為道路暢通。本無線電波綜合檢測道路中車輛行駛情況裝置所有模塊的輸出信號，經輸入輸出總線177傳送至RS485輸入輸出接口電路176 ;信號由RS485輸入輸出接口電路176轉換后，以RS485接口形式傳送給道路信號燈控制器。為了檢測車輛的屬性，本實施例通過以下技術方案實現一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛屬性檢測器由車載高頻信號發(fā)射接收器140和車輛屬性顯示器147組成。車載高頻信號發(fā)射接收器140接收到車輛屬性顯示器147發(fā)出的，符合ZigBee通信協議的顯示車輛屬性高頻信號后，回復調制有車輛屬性等信息的高頻無線信號。從而使車輛屬性顯示器147獲得車輛的電子車牌號、納稅情況等車輛的屬性信息。車輛屬性高頻信號被定向天線156接收，經ZigBee，無線電IO傳輸模塊157解調后由顯示模塊158顯示。本實施例中使用的高頻無線波的頻率是具有直線傳播特性的2. 4GHz頻段，也可采用5GHz頻段替代。目前以頻率2. 4GHz工作的器件工藝最成熟，性價比最高。 通過本實施例的介紹，可制造出一個功能全面的，能發(fā)布道路信息；能檢測道路來車及來車種類、行駛方向；能檢測道路是否堵車；能檢測車輛屬性的綜合檢測裝置。
權利要求
1.一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器由車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)組成，其特征在于車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)使用定向天線互相發(fā)射或接收高頻無線電波F。
2.根據權利要求I所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于車載高頻信號發(fā)射接收器(11)使用的定向天線￠4)安裝在車輛的前部，定向天線(64)的垂直波束寬度為向前方水平線及以上O至90度范圍；道路高頻信號接收發(fā)射器(12)使用的定向天線(70)安裝在需探測道路的前上方，定向天線(70)的垂直波束寬度為面向探測區(qū)，水平線及以下0至60度范圍；定向天線(64)與定向天線(70)的水平波束寬度之和小于180度。
3.根據權利要求I或權利要求2所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于定向天線(64)的垂直波束寬度為向前方水平線及以上0至135度范圍。
4.根據權利要求I所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)使用高頻無線電波F的頻率為具有直線傳播特性超高頻無線電波。
5.根據權利要求I所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于車載高頻信號發(fā)射接收器(11)僅在接收到道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)發(fā)出的高頻無線電信號后才進入發(fā)射高頻無線電信號的工作狀態(tài)。
6.根據權利要求I所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)使用ZigBee通信協議或無線局域網通信協議互相通信。
7.根據權利要求I所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)發(fā)射的高頻無線電波F內調制有前方道路的屬性以及交通信號燈亮燈信息的電信號。
8.根據權利要求I所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于車載高頻信號發(fā)射接收器(11)發(fā)射的高頻無線電波F內調制有車輛的種類和行駛方向，或車輛的屬性等信息的電信號。
9.根據權利要求8所述的一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛檢測器，其特征在于車輛種類檢測的特種車檢測裝置，由車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和特種車的警笛(30)，道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)和道路特種車警報聲接收器(32)組成；并以道路來車高頻信號接收發(fā)射器(21)和道路特種車警報聲接收器(32)同時接收到特種車車載高頻信號發(fā)射接收器(11)發(fā)出特種車高頻信號F和特種車警報聲或喇叭聲S中區(qū)別于其他車輛喇叭聲的音頻頻率來識別特種車的存在。
10.一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的堵車檢測器由車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和道路堵車高頻信號接收發(fā)射器(41)組成，其特征在于道路堵車高頻信號接收發(fā)射器(41)使用定向天線(83)接收下方車載高頻信號發(fā)射接收器(11)的高頻無線電信號F ;根據一個車載高頻信號發(fā)射接收器(11)通過定向天線(83)的波束寬度的時間檢測是否堵車。
11.一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置的車輛屬性檢測器由車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和車輛屬性顯示器(51)組成，其特征在于車載高頻信號發(fā)射接收器(11)和車輛屬性顯示器(51)使用定向天線發(fā)射和接收高頻信號；使用ZigBee通信協議或無線局域網通信協議互相通信。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交叉路口交通信號燈控制系統使用的車輛檢測裝置，特別涉及一種發(fā)布道路信息和檢測車輛行駛情況及屬性的裝置。本檢測裝置由裝在車上的車載高頻信號發(fā)射接收器和裝在路口的道路高頻信號接收發(fā)射器組成。道路高頻信號接收發(fā)射器輸出的電信號送至道路信號燈控制器，道路信號燈控制器控制交通信號燈指揮交通。使用本裝置能組成自適應的交通信號燈控制系統，實現有車的道路錄燈，公交車及特種車輛優(yōu)先通行；本檢測裝置的防堵車裝置能有效防止交叉路口發(fā)生堵車；通過車內交通信號燈顯示裝置，能顯示交通信號燈的亮燈信息和道路信息，方便駕駛員觀察；使用手持式車輛屬性顯示器，方便執(zhí)法人員在車外核查車輛的基本信息。
文檔編號G08G1/07GK102737514SQ20111036398
公開日2012年10月17日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者劉偉南 申請人:劉偉南