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基于led光通信技術的交通系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:6718246閱讀:272來源:國知局
基于led光通信技術的交通系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于LED光通信技術的交通系統(tǒng),包括交通調(diào)度中心,交通調(diào)度中心通過公安部專用光纖傳輸網(wǎng)絡連接若干個交通燈系統(tǒng),交通燈系統(tǒng)通過LED交通燈發(fā)射交通信息光信號,光信號被安裝在汽車上的移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊接收。本實用新型的有益效果是基于LED的交通燈和車燈組成的交通控制系統(tǒng)組網(wǎng)結構簡單。
【專利說明】基于LED光通信技術的交通系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于led光通信【技術領域】,涉及基于LED光通信技術的交通系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]LED作為半導體器件,高速的亮滅也就是開關的通斷能力是它的特性,信息編碼也就是O與I的各種組合,就可以通過燈光來傳遞了,這就是LED可見光通信的基本原理。2009年,美國聯(lián)邦通訊委員會警告稱,光譜危機迫在眉睫,因為移動設備對數(shù)據(jù)的苛求與日俱增,而有限的無線電廣播頻率的帶寬即將用盡,LED可見光通信技術或可破解這一難題。LED光源是一個電光信號的轉換器,可當作光學無線局域網(wǎng)絡(WLAN)數(shù)字發(fā)射機的光源。光無線通信是一種視距傳輸技術,其基礎是電-光和光-電的轉換,十字路口 LED交通信號燈單元、移動車載終端的LED車燈及車載光信號接收裝置、區(qū)域交通管理與調(diào)度指揮中心及交通信息采集的傳感裝置構成區(qū)域智能交通系統(tǒng)。區(qū)域交通管理和調(diào)度中心的信息傳輸?shù)绞致房?LED交通信號燈單元,該單元控制模塊將來自區(qū)域交通管理與調(diào)度指揮中心的信息進行編碼,在十字路口紅、綠、黃交通信號燈指示的同時以無線光信號方式發(fā)送交通信息與指揮指令。移動車載終端利用接收裝置接收信息后解碼,司機根據(jù)交通信息選擇相應服務和行車路線。車與車之間利用車燈傳輸安全車距信息、車速信息等以避免碰撞。
[0003]現(xiàn)有的交通指揮系統(tǒng),是基于電子交通燈形式,并沒有應用LED光通信技術?,F(xiàn)有的具備以上功能的交通指揮系統(tǒng)結構組網(wǎng)復雜,組網(wǎng)成本高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供基于LED光通信技術的交通系統(tǒng),解決了現(xiàn)有系統(tǒng)組網(wǎng)結構復雜的問題。并且緩解現(xiàn)有的交通擁堵和提高車輛主動安全預防。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是包括交通調(diào)度中心,交通調(diào)度中心通過公安部專用光纖傳輸網(wǎng)絡連接若干個交通燈系統(tǒng),交通燈系統(tǒng)通過LED交通燈發(fā)射交通信息光信號,光信號被安裝在汽車上的移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊接收。
[0006]進一步,所述交通燈系統(tǒng)包括第一控制模塊,第一控制模塊分別通過電路連接接收模塊和第一發(fā)射模塊,第一發(fā)射模塊通過電路連接紅綠黃信號燈,第一電源模塊分別連接第一控制模塊、接收模塊、第一發(fā)射模塊和紅綠黃信號燈。
[0007]進一步,所述發(fā)射模塊包括AMR微處理器,AMR微處理器電路連接AD8009脈沖放大模塊。
[0008]進一步,所述移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊包括第二控制模塊,第二控制模塊分別連接LED光接收模塊、信息發(fā)布模塊、第二發(fā)射模塊,第二發(fā)射模塊連接LED車燈。
[0009]進一步,所述LED光接收模塊包括透鏡,透鏡后安裝有濾波器,濾波器通過光路連接光敏器件、光敏器件通過電路依次連接信號放大器、鎖相環(huán)電路、信號調(diào)理器和ARM微處理器,第二電源模塊分別連接光敏器件、信號放大器、鎖相環(huán)電路、信號調(diào)理器和ARM微處理器。
[0010]本實用新型的有益效果是基于LED的交通燈和車燈組成的交通控制系統(tǒng)組網(wǎng)結構簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型交通燈系統(tǒng)結構示意圖;
[0012]圖2是本實用新型LED交通燈光信號發(fā)射模塊結構示意圖;
[0013]圖3是本實用新型移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊結構示意圖;
[0014]圖4是移動車載系統(tǒng)LED光信號接收裝置示意圖。
[0015]圖中,1.交通調(diào)度中心,2.交通燈系統(tǒng),3.移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊,201.第一控制模塊,202.接收模塊,203.第一發(fā)射模塊,204.紅綠黃LED信號燈,205.第一電源模塊,301.第二控制模塊,302.LED光接收模塊,303.信息發(fā)布模塊,304.第二發(fā)射模塊,305.LED車燈,2031.AMR微處理器,2032.AD8009脈沖放大模塊,3021.透鏡,3022.濾波器,3023.光敏器件,3024.信號放大器,3025.鎖相器,3026.信號調(diào)理器,3027.ARM微處理器,3028.第二電源模塊。

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0017]本實用新型包括交通調(diào)度中心1,交通調(diào)度中心I通過公安部專用光纖傳輸網(wǎng)絡連接若干個交通燈系統(tǒng)2,通過無線光通信方式將控制命令發(fā)送給交通燈系統(tǒng)2,交通燈系統(tǒng)2通過LED交通燈發(fā)射交通信息,光信息被安裝在汽車上的移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊3接收。
[0018]如圖1所示,交通燈系統(tǒng)2包括第一控制模塊201,第一控制模塊201分別通過電路連接接收模塊202和第一發(fā)射模塊203,第一發(fā)射模塊203通過電路連接紅綠黃信號燈204,第一電源模塊205分別連接第一控制模塊201、接收模塊202、第一發(fā)射模塊203和紅綠黃LED信號燈204。
[0019]如圖2所示,所述第一發(fā)射模塊203包括AMR微處理器2031,AMR微處理器2031電路連接AD8009脈沖放大模塊2032。交通燈系統(tǒng)2中的接收模塊202接收到來自交通調(diào)度中心的控制信息及需要發(fā)布的交通信息,ARM微處理器2031按照優(yōu)先級生成當前紅、綠、黃信號燈周期,按照一定順序對紅綠黃LED交通燈204進行開啟,同時ARM微處理器2031對要傳送的交通信息進行編碼和高速調(diào)制后形成7MHZ (表示信息碼低電平O)和10MHZ (表示信息碼高電平I)的串行脈沖序列,脈沖序列經(jīng)高速脈沖放大器AD8009脈沖放大模塊2032驅動紅綠黃LED信號燈204。
[0020]如圖3所示,移動車載系統(tǒng)3包括第二控制模塊301,第二控制模塊301分別連接LED光接收模塊302、信息發(fā)布模塊303、第二發(fā)射模塊304,第二發(fā)射模塊304和第一發(fā)射模塊203相同,第二發(fā)射模塊304連接LED車燈305。通過LED光接收模塊302接收紅綠黃LED交通燈204的光信息,經(jīng)過第二控制模塊301解碼后經(jīng)電子地圖圖像顯示或語音播報供司機參考選擇最優(yōu)路線或交通服務信息。本車駕駛信息經(jīng)信息發(fā)布模塊303送給第二控制模塊301處理,駕駛信息中本車的特殊請求通行信息經(jīng)GSM模塊傳輸給交通調(diào)度中心I ;其它交通信息經(jīng)第二發(fā)射模塊304處理并驅動LED車燈305發(fā)光傳輸給后車的LED光接收模塊302接收。LED光接收模塊302中由高靈敏度的光敏器件組成,為半球狀排列數(shù)百個微型光敏器件,使其具有160°角度的大視野,完成針對移動目標的捕捉。
[0021]如圖4所示,LED光接收模塊302包括透鏡3021,透鏡后安裝有濾波器3022,濾波器3022通過光路連接光敏器件3023、光敏器件通過電路依次連接信號放大器3024、鎖相環(huán)電路3025、信號調(diào)理器3026和ARM微處理器3027,第二電源模塊3028分別連接光敏器件3023、信號放大器3024、鎖相環(huán)電路3025、信號調(diào)理器3026和ARM微處理器3027。
[0022]入射到車載移動終端LED光接收模塊302的光束經(jīng)光學透鏡3021聚光后,經(jīng)過能通過特種波長光的濾波器3022的濾波輸出紅光、黃光、綠光,高靈敏度的光敏器件3023接收紅黃綠光后經(jīng)過高速脈沖信號放大器3024放大和電路濾波后送給鎖相環(huán)電路3025的兩個鎖相環(huán)CD4046捕獲7MHZ(信息碼低電平O)和10MHZ (信息碼高電平I)脈沖信號,捕獲到7MHZ信號后置0,捕獲到10MHZ信號后置1,O、I信息流經(jīng)信號調(diào)理后送給ARM微處理器2031接收,解碼還原信息。
[0023]整個系統(tǒng)光通信過程中接收機必須準確捕獲發(fā)射過來的光束,發(fā)射端對光速進行控制,使LED交通燈發(fā)射角60度范圍下行輻射輸出,接收端采樣透鏡聚光,移動車載終端接收機中將數(shù)百個光敏器件排列成半球狀,使其具有160°大視野實現(xiàn)光收發(fā)雙方對準機制,使兩個十字路口交通燈間距中的移動車載接收機接受光束。
[0024]解碼后的信息經(jīng)過電子地圖圖像顯示或語音播報,司機(或無人駕駛車操控系統(tǒng))根據(jù)解碼后的信息可以選擇相應服務和行車路線。車與車之間利用車燈(日車燈成為歐洲行車標準)傳輸安全車距等信息,控制車輛進行加減速或停車避免碰撞。
[0025]米用透鏡3021聚光,對傳輸來光束選擇高抑制背景雜散光干擾的窄帶濾波器和吸收濾光片兩者的配合完成抑制和消除背景光干擾。選用效率高,響應速度快,噪聲小的光敏器件,半球狀排列數(shù)百個光敏器件,使其具有160°大視野捕捉光束能力,進行光電轉換。接下來進行電信號選頻放大、采用兩個鎖相環(huán)電路近似乒乓式工作快速鎖定比特I和O的載波頻率信號進行信號解調(diào)后解碼輸出源信息。
[0026]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已,并非對本實用新型作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改,等同變化與修飾,均屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.基于LED光通信技術的交通系統(tǒng),其特征在于:包括交通調(diào)度中心(1),交通調(diào)度中心(I)通過公安部專用光纖傳輸網(wǎng)絡連接若干個交通燈系統(tǒng)(2),交通燈系統(tǒng)(2)通過LED交通燈發(fā)射交通信息光信號,光信號被安裝在汽車上的移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊⑶接收。
2.按照權利要求1所述基于LED光通信技術的交通系統(tǒng),其特征在于:所述交通燈系統(tǒng)(2)包括第一控制模塊(201),第一控制模塊(201)分別通過電路連接接收模塊(202)和第一發(fā)射模塊(203),第一發(fā)射模塊(203)通過電路連接紅綠黃信號燈(204),第一電源模塊(205)分別連接第一控制模塊(201)、接收模塊(202)、第一發(fā)射模塊(203)和紅綠黃信號燈(204)。
3.按照權利要求2所述基于LED光通信技術的交通系統(tǒng),其特征在于:所述發(fā)射模塊(203)包括AMR微處理器(2031),AMR微處理器(2031)電路連接AD8009脈沖放大模塊(2032)。
4.按照權利要求1所述基于LED光通信技術的交通系統(tǒng),其特征在于:所述移動車載系統(tǒng)光信號接收/發(fā)射模塊(3)包括第二控制模塊(301),第二控制模塊(301)分別連接LED光接收模塊(302)、信息發(fā)布模塊(303)、第二發(fā)射模塊(304),第二發(fā)射模塊(304)連接LED車燈(305)。
5.按照權利要求4所述基于LED光通信技術的交通系統(tǒng),其特征在于:所述LED光接收模塊(302)包括透鏡(3021),透鏡后安裝有濾波器(3022),濾波器(3022)通過光路連接光敏器件(3023)、光敏器件依次通過電路連接信號放大器(3024)、鎖相環(huán)電路(3025)、信號調(diào)理器(3026)和ARM微處理器(3027),第二電源模塊(3028)分別連接光敏器件(3023)、信號放大器(3024)、鎖相環(huán)電路(3025)、信號調(diào)理器(3026)和ARM微處理器(3027)。
【文檔編號】G08G1/09GK203982581SQ201420432551
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權日:2014年8月1日
【發(fā)明者】段穎妮, 韓佐軍, 李國柱, 劉密歌 申請人:西安文理學院
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