專利名稱：一種無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速公路交通標(biāo)志信息接收和處理裝置，具體涉及一種能自動檢測高速路上限速信息、防止汽車超度的裝置。
背景技術(shù)：
隨著高速公路的不斷擴大，交通標(biāo)志已成為公路重要組成部分，公路交通標(biāo)志的設(shè)置直接影響著一個地區(qū)的交通的運輸安全和運輸效率。近年來我國高速公路建設(shè)發(fā)展較快，交通標(biāo)志的設(shè)置也越來越多。駕駛員在駕駛過程中，需要時刻注意各種眾多的交通標(biāo)志，勢必影響駕駛員對車輛的駕駛。在行駛中，駕駛員根據(jù)高速公路的限速交通標(biāo)志控制車速，這樣需要駕駛員時刻保持警惕和注意限速交通標(biāo)志。偶爾，駕駛員對限速交通標(biāo)志疏漏，駕駛的車輛速度高于限速交通標(biāo)志的速度值，這結(jié)果導(dǎo)致違反相關(guān)規(guī)定并受到處罰，也對高速路上其他車輛帶來危險，也影響自己的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是高速行駛中司機易疏漏限速交通標(biāo)志而導(dǎo)致超速，提供一種能夠檢測車速和公路限速值、防止司機疏漏造成超速的無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實現(xiàn)的:一種無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線信號發(fā)送裝置和無線信號接收裝置，所述無線信號接收裝置包括:電源，用于向各模塊供電；速度傳感器，檢測汽車的當(dāng)前速度并發(fā)送至中央處理器；無線接收器，接受無線信號發(fā)送裝置發(fā)出的限速信息幀，存儲在接收信號存儲器中，并通過巡航器接口輸出至巡航控制器；中央處理器，協(xié)調(diào)完成限速信息幀接受、存儲、顯示和信息傳輸；接收信號存儲器，保存無線接收器接受的信號；巡航器接口，與中央處理器連接，將無限接收器接受的信號輸出至巡航器；揚聲器，超速時提醒駕駛員；顯示器，顯示所述速度傳感器的速度值和無線接收器接收的信號值；車型設(shè)置模塊，設(shè)置被控制和監(jiān)視車輛的車型，以便從限速信息幀中獲取對應(yīng)車型的限速值。所述無線信號發(fā)送裝置包括:無線發(fā)送器，向過往車輛發(fā)送所處區(qū)域的合法的速度值，即限速信息幀；發(fā)送處理器，協(xié)調(diào)完成無線發(fā)送器接收和存儲限速信號；電源，為無線發(fā)送器提供穩(wěn)定的電源；串口，設(shè)置所處區(qū)域信息到所述保存限速存儲器中；保存限速存儲器，存儲串口寫入的限速信息。所述無線接收器和無線發(fā)送器是nRF2401芯塊。所述發(fā)送處理器是MSP430處理器。一種無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控方法，是按照下述方式進行的:無線信號發(fā)送裝置安裝在限速交通標(biāo)志牌上，無線信號發(fā)送裝置向過往車輛發(fā)送限速信息幀；無線信號接收裝置安裝在車輛上，無線接收器接收上述無線信號發(fā)送裝置發(fā)出的信號，接收信號存儲器保存無線接收器接收的信號，顯示器顯示速度傳感器的速度值和無線接收器接收的信號值；揚聲器用于超速時提醒駕駛員，巡航器接口與中央處理器電連接，用于將無線接收器接收的信號輸出至巡航器，所述車型設(shè)置模塊進行車型設(shè)置，以獲取不同車型的限速值。本發(fā)明通過無線信號發(fā)送裝置將所在區(qū)域的限速信息發(fā)送出去，通過無線信號接收裝置接收該信息，通過速度傳感器檢測行駛車輛的速度，將汽車行駛速度與該限速信息比較，超速的時候通過揚聲器提醒駕駛?cè)藛T，能夠防止由于駕駛?cè)藛T的疏漏造成的超速違章現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。圖2是無線信號接收裝置的原理框圖。圖3是無線信號發(fā)送裝置的原理框圖。圖4是無線信號發(fā)送裝置的信息幀結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明的車輛速度檢測和監(jiān)控流程圖。
具體實施例方式如圖1、2、3所示，一種無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線信號發(fā)送裝置和無線信號接收裝置，所述無線信號接收裝置包括:電源，用于向各模塊供電；速度傳感器，檢測汽車的速度并發(fā)送至中央處理器；無線接收器，接受無線信號發(fā)送裝置發(fā)出的限速信息幀，存儲在接收信號存儲器中，并通過巡航器接口輸出至巡航控制器；中央處理器，協(xié)調(diào)完成限速信息幀接受、存儲、顯示和信息傳輸；接收信號存儲器，保存無線接收器接受的信號；巡航器接口，與中央處理器連接，將無限接收器接受的信號輸出至巡航器；揚聲器，超速時提醒駕駛員；顯示器，顯示所述速度傳感器的速度值和無線接收器接收的信號值；車型設(shè)置模塊，設(shè)置被控制和監(jiān)視車輛的車型，以便從限速信息幀中獲取對應(yīng)車型的限速值。所述無線接收器和無線發(fā)送器是nRF2401芯塊；所述發(fā)送處理器是MSP430處理器。所述無線信號發(fā)送裝置包括:無線發(fā)送器，向過往車輛發(fā)送所處區(qū)域的合法的速度值，即限速信息幀；發(fā)送處理器，協(xié)調(diào)完成無線發(fā)送器接收和存儲限速信號；電源，為無線發(fā)送器提供穩(wěn)定的電源；串口，設(shè)置所處區(qū)域信息到所述保存限速存儲器中；保存限速存儲器，存儲串口寫入的限速信息。所述電源可以使電池、AC或DC電源、或太陽能電池。無線信號發(fā)送裝置可以通過串口修改和設(shè)定限速信息，這樣，限速信息以最后修改的限速信息為準(zhǔn)。無線限速信息發(fā)送器的限速信息幀被無線智能車輛速度檢測和監(jiān)控系統(tǒng)接收。本發(fā)明所述的車輛速度檢測、監(jiān)控方法，是按照下述方式進行的:無線信號發(fā)送裝置安裝在限速交通標(biāo)志牌上或其它合適地方，無線信號發(fā)送裝置向過往車輛發(fā)送限速信息幀；無線信號接收裝置安裝在車輛上，無線接收器接收上述無線信號發(fā)送裝置發(fā)出的信號，接收信號存儲器保存無線接收器接收的信號，顯示器顯示速度傳感器的速度值和無線接收器接收的信號值；揚聲器用于超速時提醒駕駛員，巡航器接口與中央處理器電連接，用于將無線接收器接收的信號輸出至巡航器，所述車型設(shè)置模塊進行車型設(shè)置，以獲取不同車型的限速值。本發(fā)明可以單一控制速度、單一監(jiān)視速度，也可以同時控制和監(jiān)視速度。本系統(tǒng)可以工作在單一或組合方式，如下述:第一，單一速度控制方式，該方式控制車輛速度在所處區(qū)域的合法的速度值上；第二，單一速度監(jiān)視方式，比較車輛當(dāng)前速度與接收到的限速值。當(dāng)車輛速度超過接收到的限速值時，通過揚聲器發(fā)出聲音和顯示器提醒駕駛員。第三，固定速度值偏移方式，控制車輛速度在偏移合法限速值一個固定速度值上。速度控制方式如下:限速信息幀通過巡航器接口發(fā)送給巡航器，該限速信號值與接收信號存儲器中的限速值一致，作為車輛速度的期望值。車輛速度被控制在所處區(qū)域合法的速度值。駕駛員駕駛車輛行駛在不同區(qū)域時，通過該系統(tǒng)，可以自動地將車輛速度控制在等于或小于當(dāng)前合法速度值，不需要駕駛員直接干預(yù)。速度監(jiān)視方式如下:駕駛員通過油門踏板控制車速，車速由速度傳感器測量，通過顯示器(顯示器可以是LCD)顯示。當(dāng)速度超過合法值時，揚聲器播放聲音，以提醒駕駛員車輛超速。例如，如果車速超過合法值，揚聲器會播放一段已存錄音，提醒駕駛員超速。設(shè)置一個可選的功能，該可選功能可以設(shè)置允許超速的次數(shù)或超速的界定范圍。在該方式下，駕駛員不必時刻注意所在區(qū)域限速值的變化，因為，如果駕駛員駕駛車輛超速，通過本方式會自動向駕駛員發(fā)出提醒，也不會出現(xiàn)超速違章現(xiàn)象。固定速度值偏移方式如下:駕駛員可以設(shè)定偏移合法限速值一個固定值的速度值，新設(shè)定的速度值=合法限速值+設(shè)定的固定偏移值。固定值的大小可由駕駛員依據(jù)駕駛條件設(shè)定。例如，在雷雨天氣，駕駛員或許將車輛速度控制在比限速值低5公里/小時的速度值行駛。中央處理器讀出存儲器中的限速值，將限速值和設(shè)定的偏移值運算后，送給巡航器控制車輛速度。如圖5所示，本發(fā)明的上述三種工作方式的策略的流程圖。首先，駕駛員啟動車輛，獲取車輛的當(dāng)前速度、獲取所處區(qū)域的合法限速值。合法限速值被存入存儲器。中央處理器判斷獲取的限速值是否與上次存儲器中的限速值一致，如果不一樣，將新的限速值被存入存儲器。通過不斷地比較存入存儲器的限速值，保證當(dāng)前的限速信息作為本系統(tǒng)的控制限速值。本系統(tǒng)的中央處理器判斷該系統(tǒng)是否打開。如果沒有打開，則重復(fù)執(zhí)行獲取和存儲速度信息步驟。如果打開，則進行是否進行速度控制。如果進行速度控制，則將當(dāng)前的合法的限速值送給巡航器以控制車輛速度。如果不進行速度控制，則判斷是否進行速度監(jiān)視，如果是，則判斷當(dāng)前速度是否是合法的限速值，如果速度超過當(dāng)前的合法值，揚聲器和顯示器會顯示，以提醒駕駛員。如果沒有進行車速監(jiān)視，則判斷是否工作在固定偏移值方式。如果是，則獲得偏離速度值，并與限速值運算后作為巡航器的速度值。這是整個策略的流程圖，當(dāng)本系統(tǒng)運行時，不斷地循環(huán)執(zhí)行。本發(fā)明可以使駕駛員不必時刻注意限速交通標(biāo)志的合法的限速值；減少超速違章行為。車輛限速行駛，道路和高速公路對任何人更安全。由于，駕駛員減少對是否限速的注意，駕駛員可以更多地注意行駛其他環(huán)境，也可以很容易地避免交通事故。另外,車輛的實際速度可以設(shè)定在一個與合法速度偏移一個固定值的速度值，以便適合在惡劣的天氣條件或夜晚駕駛，保持車距等。如圖4所示，限速信息幀包括幀頭、幀尾、長度、校驗碼、車型和限速值。因不同的車型而設(shè)置不同的限速值。車型和限速值為原限速交通標(biāo)志牌上的數(shù)據(jù)。限速信息幀傳輸頻率為2.4GHz，為安全起見，對該信號進行加密處理。
權(quán)利要求
1.一種無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線信號發(fā)送裝置和無線信號接收裝置，其特征在于所述無線信號接收裝置包括: 電源，用于向各模塊供電； 速度傳感器，檢測汽車的當(dāng)前速度并發(fā)送至中央處理器； 無線接收器，接受無線信號發(fā)送裝置發(fā)出的限速信息幀，存儲在接收信號存儲器中，并通過巡航器接口輸出至巡航控制器； 中央處理器，協(xié)調(diào)完成限速信息幀接受、存儲、顯示和信息傳輸； 接收信號存儲器，保存無線接收器接受的信號； 巡航器接口，與中央處理器連接，將無限接收器接受的信號輸出至巡航器； 揚聲器，超速時提醒駕駛員； 顯示器，顯示所述速度傳感器的速度值和無線接收器接收的信號值； 車型設(shè)置模塊，設(shè)置被控制和監(jiān)視車輛的車型，以便從限速信息幀中獲取對應(yīng)車型的限速值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線智能高速公路車輛速度檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述無線信號發(fā)送裝置包括: 無線發(fā)送器，向過往車輛發(fā)送所處區(qū)域的合法的速度值，即限速信息幀； 發(fā)送處理器，協(xié)調(diào)完成無線發(fā)送器接收和存儲限速信號； 電源，為無線發(fā)送器提供穩(wěn)定的電源； 串口，設(shè)置所處區(qū)域信息到所述保存限速存儲器中； 保存限速存儲器，存儲串口寫入的限速信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線智能高速公路車輛速度檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無線接收器和無線發(fā)送器是nRF2401芯塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線智能高速公路車輛速度檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)送處理器是MSP430處理器。
5.一種無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控方法，其特征在于是按照下述方式進行的:無線信號發(fā)送裝置安裝在限速交通標(biāo)志牌上，無線信號發(fā)送裝置向過往車輛發(fā)送限速信息幀；無線信號接收裝置安裝在車輛上，無線接收器接收上述無線信號發(fā)送裝置發(fā)出的信號，接收信號存儲器保存無線接收器接收的信號，顯示器顯示速度傳感器的速度值和無線接收器接收的信號值；揚聲器用于超速時提醒駕駛員，巡航器接口與中央處理器電連接，用于將無線接收器接收的信號輸出至巡航器，所述車型設(shè)置模塊進行車型設(shè)置，以獲取不同車型的限速值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無線智能高速公路車輛速度檢測、監(jiān)控系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括無線信號發(fā)送裝置和無線信號接收裝置，所述無線信號接收裝置包括電源，速度傳感器，無線接收器，中央處理器，接收信號存儲器，巡航器接口，揚聲器，顯示器，車型設(shè)置模塊。本發(fā)明通過無線信號發(fā)送裝置將所在區(qū)域的限速信息發(fā)送出去，通過無線信號接收裝置接收該信息，通過速度傳感器檢測行駛車輛的速度，將汽車行駛速度與該限速信息比較，超速的時候通過揚聲器提醒駕駛?cè)藛T，能夠防止由于駕駛?cè)藛T的疏漏造成的超速違章現(xiàn)象。
文檔編號G08G1/0967GK103177594SQ20131006549
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者房澤平, 范福玲, 吳娜 申請人:中原工學(xué)院