專利名稱：基于ZigBee技術(shù)的高速公路無線測速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線測速系統(tǒng)，尤其是基于ZigBee技術(shù)的高速公路無線測速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著高速公路的不斷發(fā)展，它在社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中的重要性日益增大。與此同時高速公路上發(fā)生的交通事故的數(shù)量也隨之增加，其中車輛追尾事故數(shù)量居首。造成追尾事故最主要原因是車輛的高速行駛。由于車輛行駛速度與人的反應(yīng)速度成反比、與制動距離成正比的關(guān)系，使超速行駛成為追尾事故的首要原因。公開號為101593413A的名為“高速公路車輛超速的全面監(jiān)控系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該系統(tǒng)工作方式為當(dāng)車輛經(jīng)過高速公路入口與出口時，由入口與出口處攝像機自動拍攝車輛前視照片并打上時間標(biāo)記，車輛出高速公路時由系統(tǒng)自動計算車輛的平均速度并與所限速度進(jìn)行比較，并結(jié)合沿高速公路設(shè)置的現(xiàn)場監(jiān)控用測速儀和攝相機監(jiān)控車輛的瞬時速度并將超速車輛的車牌發(fā)送到信息監(jiān)控中心，車輛經(jīng)過出站口時系統(tǒng)自動查詢其有無超速信息記錄，對有超速記錄的車輛依據(jù)記錄自動生成和打印車輛交通違法通知單。該發(fā)明專利比較有效的實現(xiàn)了控制車輛速度，方便了高速公路超速違章的判定與處罰，不足之處在于僅在出入口采用視頻處理技術(shù)獲取必要信息，不能提供全程的車速監(jiān)控信息，不能避免駕駛員抱有投機心理某段高速行駛某段停車休息一類的行為。授權(quán)公告號為CN201820353U的名為“基于RFID的高速公路車輛監(jiān)控系統(tǒng)”的實用新型，公開了一種基于RFID的高速公路車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，在高速公路上通行的被監(jiān)控車輛上安裝有高速公路入口發(fā)放的RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽中存有當(dāng)前被監(jiān)控車輛的車輛信息；后臺服務(wù)器、監(jiān)控計算機和用于讀取RFID標(biāo)簽中信息的多個讀卡器均通過光纖通信網(wǎng)絡(luò)連接；多個讀卡器沿高速公路設(shè)置在不同位置，(讀卡器將車輛信息以報文形式通過光纖網(wǎng)發(fā)送到后臺服務(wù)器和監(jiān)控計算機，并在報文尾增加讀卡器的位置和當(dāng)前時間。后臺服務(wù)器接收報文，形成車輛通行記錄供政府部門調(diào)用；監(jiān)控計算機接收報文，顯示報文給監(jiān)控人員。監(jiān)控人員撥打執(zhí)勤電話發(fā)出電話調(diào)度指令，可及時識別特定車輛、追蹤特定車輛、限制特定車輛通行、優(yōu)先放行特定車輛等)。該基于RFID的高速公路車輛監(jiān)控系統(tǒng)自動化程度比較高，但光通信網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)成本較高、維護(hù)不便，難以滿足我國現(xiàn)代化交通的快速發(fā)展趨勢的迫切要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種可避免駕駛員投機心理、成本低且便于維護(hù)的高速公路測速系統(tǒng)。本實用新型提供以下技術(shù)方案—種基于ZigBee技術(shù)的的高速公路無線測速系統(tǒng)，包括車載器、數(shù)傳器及信息管理中心三部分，其特征在于車載器、數(shù)傳器及信息管理中心三者無線連接，應(yīng)用ZigBee技術(shù)構(gòu)成無線自組織通信網(wǎng)絡(luò)，采用樹簇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，工作于ISM頻段，系統(tǒng)可對高速公路上行駛的車輛進(jìn)行定位與測速，并判斷其是否有違章行為。所述車載器內(nèi)嵌ZigBee芯片，為該ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點，每個車載器具有唯一的識別代碼，為一精簡功能設(shè)備，可與數(shù)傳器進(jìn)行通信，并有控制模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及語音提示模塊對駕駛員進(jìn)行語音提示。所述數(shù)傳器沿途設(shè)置，可置于路燈桿上，由路燈供電系統(tǒng)供電，內(nèi)嵌有ZigBee芯片，為該ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點，每個數(shù)傳器具有唯一的識別代碼，為一全功能設(shè)備，可與其它數(shù)傳器通信，可與車載器通信，可根據(jù)RSSI接收通信信號強度，對車載器進(jìn)行定位，并將車載器的位置信息與對應(yīng)的時間信息以及車載器處理所得信息反饋給數(shù)傳器轉(zhuǎn)發(fā)傳輸至信息管理中心。所述信息管理中心位于高速公路出入口處，由ZigBee全功能設(shè)備及計算機及打印設(shè)備組成，接收數(shù)傳器傳來的公路上行駛的各車輛的位置信息、對應(yīng)時刻以及是否超速 等信息，并進(jìn)行記錄。本實用新型特點在于所提供的基于ZigBee技術(shù)的的高速公路無線測速系統(tǒng)可實現(xiàn)監(jiān)測高速公路上車輛速度，并可以將這些信息無線傳輸至信息管理中心，避免了駕駛員投機心理，同時減少系統(tǒng)工作量。該系統(tǒng)組網(wǎng)簡單，系統(tǒng)各組成部分之間通信穩(wěn)定、可靠，所采用工作流程簡單。ZigBee數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯翁嚯x可自行設(shè)定，當(dāng)設(shè)定值為100米以內(nèi)時，系統(tǒng)輻射對人體無影響。該系統(tǒng)同時具有靈敏度高、抗干擾性能強、成本低以及維護(hù)方便的特點。本實用新型實現(xiàn)了對高速公路上行駛車輛的速度控制的目的。

圖I是本實用新型的系統(tǒng)示意圖。圖2是本實用新型中的車載器的原理框圖。圖3是本實用新型中的數(shù)傳器的原理框圖。
具體實施方式
本實用新型中車載器內(nèi)嵌ZigBee芯片，做為ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點，為一精簡功能設(shè)備，具有簡單的數(shù)據(jù)傳輸功能，在駕駛員接近最高時速和超速時進(jìn)行語音提示，每張車載器具有唯一的識別代碼，可與數(shù)傳器進(jìn)行通信，接收當(dāng)前的位置信息，計算本次通信與上次通信之間時間段內(nèi)的速度信息，與最高時速進(jìn)行比較，在駕駛員接近最高時速和超速時進(jìn)行語音提示，將處理所得信息反饋給數(shù)傳器。該車載器在高速公路兩端口處發(fā)放給入高速公路車輛駕駛員，駕駛員從一端到達(dá)另一端離開高速公路時進(jìn)行驗證并被回收，系統(tǒng)通過該車載器唯一的識別代碼調(diào)出其對應(yīng)的信息記錄，判斷該車在高速公路途中有無超速記錄。所述的車載器包括控制模塊、電源模塊、ZigBee模塊、天線模塊和語音提示模塊，各模塊之間電連接，連接方式如圖2所示。其中各模塊實現(xiàn)方法如下ZigBee模塊可采用CC2430芯片，用于組建ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)，與沿途數(shù)傳器通信，芯片內(nèi)部集成了 51內(nèi)核、RF收發(fā)器、閃存和SRAM，尺寸僅為7*7mm，可滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2. 4GHz ISM波段應(yīng)用，靈敏度-92dBm?？刂颇K直接采用CC2430芯片內(nèi)部集成的51內(nèi)核即可滿足車載器的功能需求。電源可采用圓柱上表面面直徑11. 8mm、高10. 8mm的CR11108型號電池，天線采用PCB天線。語音提示模塊采用ISD1210，用于提示司機當(dāng)前速度已接近最高時速或已超速信息。車載器收發(fā)數(shù)據(jù)過程電流30mA，發(fā)射功率可以通過設(shè)定CC2430的內(nèi)部寄存器使輸出功率為-12dBm。一節(jié)電池可供呼叫器收發(fā)信息86. 4萬次。這種設(shè)計滿足系統(tǒng)功能需求的前提，低成本、低功耗并且體積小巧。所述數(shù)傳器沿途設(shè)置，間隔100米，可置于路燈桿上，由路燈供電系統(tǒng)供電，內(nèi)部含有ZigBee芯片，做為該ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點，為一全功能設(shè)備，每個數(shù)傳器具有唯一的識別代碼，可與其它數(shù)傳器通信，可與車載器通信，可根據(jù)RSSI接收通信信號強度，對車載器進(jìn)行定位，為車載器傳達(dá)當(dāng)前位置信息。并將車載器的位置信息與對應(yīng)的時間信息以及車載器處理所得信息反饋給數(shù)傳器轉(zhuǎn)發(fā)傳輸至信息管理中心。所述的數(shù)傳器包括控制模塊、電源模塊、ZigBee模塊，數(shù)據(jù)處理模塊和天線模塊，各模塊之間電連接，連接方式如圖3所示。其中各模塊實現(xiàn)方法如下控制模塊采用MSP430，用于控制數(shù)傳器中其他模塊的工作；電源模塊采用電壓轉(zhuǎn)換器由路燈系統(tǒng)提供電能，用于為數(shù)傳器中各模塊提供能量；ZigBee模塊采用CC2430芯片，用于組建ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)，與途中車載器通信。所述信息管理中心位于高速公路出入口處，由ZigBee全功能設(shè)備及計算機及打印設(shè)備組成，接收數(shù)傳器傳來的公路上行駛的各車輛的位置信息、對應(yīng)時刻以及是否超速等信息，并進(jìn)行記錄。在車輛駛出高速公路出口進(jìn)行驗證時，信息管理中心調(diào)出該車載器所對應(yīng)的信息，據(jù)此判斷該車是否違章，并自動打印相應(yīng)處理結(jié)果。信息管理中心可采用大容量存儲介質(zhì)(如5TB移動硬盤)存儲本段高速公路行車信息，以便有關(guān)部門進(jìn)行相關(guān)調(diào)查取證。
權(quán)利要求1.一種基于ZigBee技術(shù)的的高速公路無線測速系統(tǒng)，包括車載器、數(shù)傳器及信息管理中心三部分，其特征在于車載器、數(shù)傳器及信息管理中心三者無線連接，應(yīng)用ZigBee技術(shù)構(gòu)成無線自組織通信網(wǎng)絡(luò)，采用樹簇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，工作于ISM頻段，系統(tǒng)可對高速公路上行駛的車輛進(jìn)行定位與測速，并判斷其是否有違章行為。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于ZigBee技術(shù)的的高速公路無線測速系統(tǒng)，其特征在于所述車載器內(nèi)嵌ZigBee芯片，為該ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點，每個車載器具有唯一的識別代碼，為一精簡功能設(shè)備，可與數(shù)傳器進(jìn)行通信，并有控制模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及語音提示模塊對駕駛員進(jìn)行語音提示。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于ZigBee技術(shù)的的高速公路無線測速系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)傳器沿途設(shè)置，可置于路燈桿上，由路燈供電系統(tǒng)供電，內(nèi)嵌有ZigBee芯片，為該ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點，每個數(shù)傳器具有唯一的識別代碼，為一全功能設(shè)備，可與其它數(shù)傳器通信，可與車載器通信，可根據(jù)RSSI接收通信信號強度，對車載器進(jìn)行定位，并將車載器的位置信息與對應(yīng)的時間信息以及車載器處理所得信息反饋給數(shù)傳器轉(zhuǎn)發(fā)傳 輸至信息管理中心。
4.如權(quán)利要求I所述的一種基于ZigBee技術(shù)的的高速公路無線測速系統(tǒng)，其特征在于所述信息管理中心位于高速公路出入口處，由ZigBee全功能設(shè)備及計算機及打印設(shè)備組成，接收數(shù)傳器傳來的公路上行駛的各車輛的位置信息、對應(yīng)時刻以及是否超速等信息，并進(jìn)行記錄。
專利摘要本實用新型涉及一種無線測速系統(tǒng)，尤其是基于基于ZigBee技術(shù)的高速公路無線測速系統(tǒng)。目的是提供一種可有效控制高速公路車速、成本低且便于維護(hù)的高速公路測速系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括車載器、數(shù)傳器及信息管理中心三部分，其特征在于，車載器、數(shù)傳器及信息管理中心三者無線連接，應(yīng)用ZigBee技術(shù)構(gòu)成無線自組織通信網(wǎng)絡(luò)，采用樹簇型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，工作于ISM頻段，系統(tǒng)可對高速公路上行駛的車輛進(jìn)行定位與測速，并判斷其是否有違章行為，系統(tǒng)自動打印處理憑條。該系統(tǒng)組網(wǎng)簡單，通信穩(wěn)定、可靠，具有靈敏度高、抗干擾性能強、成本低以及維護(hù)方便的特點。本系統(tǒng)可應(yīng)用于高速管理管理系統(tǒng)中，可有效的控制車速，降低高速公路事故發(fā)生率。
文檔編號H04W84/18GK202502622SQ20112051848
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月10日
發(fā)明者何浩, 張朝路, 馬慶鐘 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司