一種基于rfid的斑馬線識別報警裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于RFID的斑馬線識別報警裝置。包括RFID閱讀器、車載顯示報警裝置、外置圓極化天線和路埋電子標簽裝置。RFID閱讀器包括控制單元模塊、射頻模塊、天線接口、電源模塊一和串口通信模塊一。車載顯示報警裝置包括電源模塊二、單片機、液晶顯示屏、報警器、串口通信模塊二。路埋電子標簽裝置包括電子標簽、PC耐力板和銀色反光膜。本實用新型的裝置采用RFID自動識別方法主動采集臨近斑馬線的電子標簽數據，快速、實時獲取車輛與斑馬線的精確距離，通過液晶屏顯示及報警的方式提前為機動車輛駕駛人員提供有效距離內的斑馬線的位置警示及實時報警。通過視覺及聽覺上的信息反饋，讓機動車駕駛人員無論處于被遮擋視線或是斑馬線無預告標識的情況下都可以了解自己與斑馬線的有效距離，以及時采取相應措施。
【專利說明】—種基于RFID的斑馬線識別報警裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于基于無線射頻識別技術(RFID)的斑馬線識別報警裝置?！颈尘凹夹g】
[0002]目前我國主要采用交通信號燈、標志牌或菱形標識等路標警示機動車輛前方斑馬線的有效位置，但由于斑馬線的交通信號少或標志牌及標識不明顯，導致機動車輛駕駛員無法提前發(fā)現(xiàn)斑馬線，釀成機動車輛在斑馬線附近傷及行人等交通事故，而且“中國式過馬路”容易引起機動車輛急剎車導致車輛追尾事故發(fā)生。因此，很有必要提供一種斑馬線識別報警裝置和相應方法，即采用RFID自動識別方法主動采集臨近斑馬線的電子標簽數據，快速、實時獲取車輛與斑馬線的精確距離，通過液晶屏顯示及報警的方式提前為機動車輛駕駛人員提供有效距離內的斑馬線的位置警示及實時報警。該設備具有識讀速度快、不受環(huán)境干擾、投資費用低等特點。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的時為了充分發(fā)揮我國城市道路斑馬線的作用，提供一種基于RFID的城市道路斑馬線識別報警裝置。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:基于RFID的斑馬線識別報警裝置包括RFID閱讀器、車載顯示報警裝置、外置圓極化天線和路埋電子標簽裝置。[0005]RFID閱讀器包括控制單元模塊、射頻模塊、天線接口、電源模塊一和串口通信模塊
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[0006]車載顯示報警裝置包括電源模塊二、單片機、液晶顯示屏(IXD)、報警器、串口通信模塊二。
[0007]其中，天線接口與外置圓極化天線相連接，外置圓極化天線安裝于汽車前保險杠下，安裝時與水平面呈25°至30°夾角以增大通信區(qū)域，從而盡可能避免漏讀取標簽的情況發(fā)生。串口通信模塊一與車載顯示報警裝置的串口通信模塊二相連接，控制單元模塊與電源模塊一相連接，射頻模塊和串口通信模塊一都分別與控制單元模塊相連接。串口通信模塊二與RFID閱讀器的串口通信模塊一相連接，單片機、液晶顯示屏、報警器分別與電源模塊二相連接。
[0008]路埋電子標簽裝置包括電子標簽、PC (聚碳酸酯)耐力板和銀色反光膜。其中，PC耐力板為半球形密封結構，上部分能旋轉打開用于更換電子標簽，半球形PC耐力板內壁附著銀色反光膜。PC耐力板具有較大的抗沖擊力，比傳統(tǒng)玻璃強200倍，足夠承受汽車的壓力，并且本身具有較好的隔熱性，對保護電子標簽非常有利。同時，銀色反光膜用于夜晚通過反射光源來標注出電子標簽位置，同時白天能阻擋一定熱量以保護內部電子標簽。
[0009]利用基于RFID的斑馬線識別報警裝置操作如下:
[0010]1、電子標簽寫入表示斑馬線距離、道路等級和限速等的產品電子代碼(EPC)數據；將電子標簽序裝入相應路埋電子標簽裝置內；路埋電子標簽裝置按要求埋設在道路上。[0011]2、打開或關閉RFID閱讀器電源，以調整RFID閱讀器的工作狀態(tài)；RFID閱讀器通過外置圓極化天線以無線方式與電子標簽進行通信，接收并解調采集到的電子標簽的射頻信號；實現(xiàn)獲取電子標簽識別碼和讀內存數據的操作。
[0012]3、打開或關閉車載顯示報警裝置電源，以調整車載顯示報警裝置的工作狀態(tài)，從而控制RFID閱讀器開始或停止接收電子標簽數據；車載顯示報警裝置控制RFID閱讀器接收電子標簽數據；通過串口通信模塊與RFID閱讀器通信；單片機處理RFID閱讀器讀取的數據后傳輸給液晶顯示屏顯示，即顯示距離斑馬線距離、道路等級和限速信息；根據距離遠近，單片機控制報警器發(fā)出相應等級的報警聲。
[0013]本實用新型通過視覺及聽覺上的信息反饋，讓機動車駕駛人員無論處于被遮擋視線或是斑馬線無預告標識的情況下都可以了解自己與斑馬線的有效距離，以及時采取相應措施。
[0014]本實用新型優(yōu)點在于:
[0015](I)車輛位置的準確獲取:
[0016]在接近斑馬線僅短短兩三百米較小場景中，通過現(xiàn)有民用全球定位系統(tǒng)(GPS)導航的定位速度，不易實現(xiàn)快速定位，且精度不高。利用基于RFID的移動式主動獲取信息的方法，安裝方便靈活，位置信息準確，適應小場景快速獲取位置信息的需要。
[0017](2)獲取位置方法簡單高效:
[0018]采用主動讀取電子標簽的方法獲取位置信息，方法簡單且大大提高了效率。滿足需要的同時，也避免了采用復雜算法帶來的開發(fā)困難和硬件成本提高。
[0019](3)提供更為人性化的安全輔助:
[0020]通過RFID輔助，汽車駕駛員只需根據警報聲和液晶顯示屏直觀的信息反饋來采取相應措施，而不需要左右觀望，分散注意力。同時，排除了周圍車輛對駕駛員視線上的干擾而產生對前方斑馬線情況不明引發(fā)交通事故的隱患，讓駕駛員和行人都能有個更為安全、智能的交通環(huán)境。
[0021](4)替代標示牌等道路交通資源:
[0022]電子標簽寫入的EPC號，通過RFID閱讀器讀取，控制裝置處理轉換以后顯示在顯示屏上的信息包括至斑馬線距離、限速及道路等級等。在一定程度上，使得電子標簽取代交通信號、標示牌或標識等道路交通資源，將復雜多樣的交通指示標志整合成一系列直觀的可視信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型結構原理示意圖。
[0024]圖中標記:1-RFID閱讀器；2_車載顯示報警裝置；3_外置圓極化天線；4_路埋電子標簽裝置。
[0025]圖2為本實用新型RFID閱讀器結構原理示意圖。
[0026]圖中標記:101-控制單元模塊；102-射頻模塊；103-天線接口 ；104_電源模塊一；105-串口通信模塊一。
[0027]圖3為本實用新型車載顯示報警裝置原理示意圖。
[0028]圖中標記:201-電源模塊二 ；202-單片機；203_液晶顯示屏；204_報警器；205-串口通信模塊二。
[0029]圖4為本實用新型實施例外置圓極化天線位置示意圖。
[0030]圖中標記:3_外置圓極化天線；5-汽車；6_外置圓極化天線通信區(qū)域。
[0031]圖5為本實用新型實施例外置圓極化天線通信區(qū)域示意圖。
[0032]圖中標記:5_汽車；6_外置圓極化天線通信區(qū)域。
[0033]圖6為本實用新型實施例車載各部件安裝示意圖。
[0034]圖中標記=1-RFID閱讀器；2_車載顯示報警裝置；203_液晶顯示屏；204_報警器；7-汽車方向盤。
[0035]圖7為本實用新型實施例路埋電子標簽裝置示意圖。
[0036]圖中標記:401-電子標簽；402_PC耐力板；403_銀色反光膜。
[0037]圖8為本發(fā)明實施例路埋電子標簽裝置分布圖。
【具體實施方式】
[0038]實施例:
[0039]如圖1所示，基于RFID的斑馬線識別報警裝置裝置包括RFID閱讀器1、車載顯示報警裝置2、外置圓極化天線3和路埋電子標簽裝置4 ;如圖2所示，RFID閱讀器I包括控制單元模塊101、射頻模塊102、天線接口 103、電源模塊一 104和串口通信模塊一 105 ;如圖3所示，車載顯示報警裝置2包括電源模塊二 201、單片機202、液晶顯示屏(IXD)203、報警器204和串口通信模塊二 205。
[0040]圖4示出的外置圓極化天線3采用增益6dBi的圓極化定向天線以降低因道路上環(huán)境因素不確定性較大，信號傳播受陰影衰落、非視距傳播等環(huán)境因素影響而帶來的誤差。它安裝于汽車5前保險杠下，與水平面呈30°夾角。圖5示出的是安裝在汽車5的外置圓極化天線3發(fā)射電磁波產生的通信區(qū)域6的范圍。同時，其功率設置為10(由RFID閱讀器I設置程序依據實際情況設置其功率)，以避免同時讀取多個標簽。
[0041]圖6示出的RFID閱讀器I固定在汽車方向盤7左側A柱底部。其查詢標簽間隔時間設置為300毫秒(由RFID閱讀器I設置程序依據實際情況設置其查詢標簽時間)，滿足需要的同時盡量減少閱讀電子標簽次數，以延長其壽命。圖6中還示出車載顯示報警裝置2，固定于汽車A柱中部，面對駕駛員方向。
[0042]圖7是路埋電子標簽裝置4的示意圖，圖中示出的半球形12毫米厚PC耐力板402埋設于地下，其高于地面部分為20毫米，切面圓半徑45毫米，可旋轉開啟，以便更換內部電子標簽401。半球形PC耐力板402內壁粘有銀色反光膜403，它的作用在于夜晚通過反射光源來標注出電子標簽401位置，同時白天能阻擋一定熱量以保護內部電子標簽401。其中，電子標簽401固定在距道路平面下10毫米的位置。
[0043]電子標簽401采用可讀寫的支持協(xié)議EPCC1-G2的超高頻(UHF)無源抗金屬電子標簽，其工作能量來自外置圓極化天線接收到的RFID閱讀器發(fā)出的電磁波信號，因而成本較低并具有很長的使用壽命。其頻率為915兆赫，這樣的標簽具有穿透性強和無屏障閱讀的特點，在被覆蓋的情況下，RFID能夠穿透非金屬或非透明的材質，并能夠進行穿透性通信，適合長期埋設在路面下，封閉無能量來源的地方使用。其較高的通信靈敏性也適應了相對速度較高的汽車讀取標簽的需要。電子標簽401可讀寫使得其可以重復地新增、修改、刪除標簽內儲存的數據，方便信息的更新。其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造。適應了給電子標簽寫入距離數據和其安全性的需要。
[0044]以十六進制寫入電子標簽記錄的數據包括道路級別和該電子標簽至斑馬線距離。道路四級劃分及編號見表1:
[0045]表1:
[0046]
【權利要求】
1.一種基于無線射頻識別技術即RFID的斑馬線識別報警裝置，其特征在于基于RFID的斑馬線識別報警裝置包括RFID閱讀器、車載顯示報警裝置、外置圓極化天線和路埋電子標簽裝置； RFID閱讀器包括控制單元模塊、射頻模塊、天線接口、電源模塊一和串口通信模塊一；車載顯示報警裝置包括電源模塊二、單片機、液晶顯示屏、報警器、串口通信模塊二 ；其中，天線接口與外置圓極化天線相連接，外置圓極化天線安裝于汽車前保險杠下，安裝時與水平面呈25°至30°夾角；串口通信模塊一與車載顯示報警裝置的串口通信模塊二相連接，控制單元模塊與電源模塊一相連接，射頻模塊和串口通信模塊一都分別與控制單元模塊相連接；串口通信模塊二與RFID閱讀器的串口通信模塊一相連接，單片機、液晶顯示屏、報警器分別與電源模塊二相連接； 路埋電子標簽裝置包括電子標簽、PC耐力板和銀色反光膜；其中，PC耐力板為半球形密封結構，上部分能旋轉打開用于更換電子標簽，半球形PC耐力板內壁附著銀色反光膜。
【文檔編號】G08G1/0967GK203552474SQ201320676059
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權日:2013年12月11日
【發(fā)明者】李景文, 吳博, 王珂 申請人:桂林理工大學