高速公路車輛無線監控系統的製作方法

2023-06-09 03:19:56 1

專利名稱：高速公路車輛無線監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線監控系統，尤其是基於無線通信技術的高速公路車輛監控系統。
背景技術：
可以實現高速公路全路段的車輛定位、測速、違章判斷和車禍預警的實時監控是保障高速公路車輛安全駕駛的亟待解決的關鍵技術之一。現有的高速公路管理系統，僅能實現單向信息通信，即通過定點視頻或測速雷達等設備獲取車輛信息，並上傳到公路管理部門，而公路管理部門僅能通過固定位置的交通指示燈或指示牌向駕駛員提供簡短的行車提示信息。這種非雙向信息交互狀況，不僅嚴重影響了公路管理部門及時有效的交通調度和管理，而且成為高速公路事故頻發的重大技術隱患。公開號為101593413A的名為「高速公路車輛超速的全面監控系統」的發明專利， 該系統工作方式為當車輛經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並打上時間標記，車輛出高速公路時由系統自動計算車輛的平均速度並與所限速度進行比較，並結合沿高速公路設置的現場監控用測速儀和攝相機監控車輛的瞬時速度並將超速車輛的車牌發送到信息監控中心，車輛經過出站口時系統自動查詢其有無超速信息記錄，對有超速記錄的車輛依據記錄自動生成和列印車輛交通違法通知單。該實用新型專利比較有效的實現了控制車輛速度，方便了高速公路超速違章的判定與處罰，不足之處在於僅在出入口採用視頻處理技術獲取必要信息，不能提供全程的車速監控信息，對安全駕駛僅僅提供了事後處理手段，沒有在事前給駕駛員提供任何有益的行車參考信息，不能起到對交通事故進行預警作用。授權公告號為CN201820353U的名為「基於RFID的高速公路車輛監控系統」的實用新型，公開了一種基於RFID的高速公路車輛監控系統，其特徵在於，在高速公路上通行的被監控車輛上安裝有高速公路入口發放的RFID標籤，RFID標籤中存有當前被監控車輛的車輛信息；後臺伺服器、監控計算機和用於讀取RFID標籤中信息的多個多卡器均通過光纖通信網絡連接；多個讀卡器沿高速公路設置在不同位置，(讀卡器將車輛信息以報文形式通過光纖網發送到後臺伺服器和監控計算機，並在報文尾增加讀卡器的位置和當前時間。 後臺伺服器接收報文，形成車輛通行記錄供政府部門調用；監控計算機接收報文，顯示報文給監控人員。監控人員撥打執勤電話發出電話調度指令，可及時識別特定車輛、追蹤特定車輛、限制特定車輛通行、優先放行特定車輛等)。該基於RFID的高速公路車輛監控系統自動化程度比較高，但光通信網絡鋪設成本較高、維護不便，且不具有全程高精度監控、系統自動威脅判斷及告警等功能，難以滿足我國現代化交通的快速發展趨勢的迫切要求。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是克服上述背景技術的不足，提供一種多功能的微型高速公路車輛監控系統。本實用新型所提供高速公路車輛監控系統可實現每臺配置該系統的車輛的位置、車速、軌跡、前後車距等信息的管理與查詢，可以通過無線數據傳輸模式將路況信息上傳至高速公路管理部門，可以通過無線數據傳輸模式接收管理部門為駕駛員發送的行車提示或車禍報警。本實用新型解決上述技術問題所採用技術方案是高速公路車輛監控系統，包含車載終端、中繼站和車輛信息處理與監控指揮中心三部分。車載終端包括控制模塊、電源模塊、無線電定位模塊、數據存儲模塊、無線傳輸模塊和語音播報模塊；中繼站包括控制模塊、 電源模塊、無線傳輸模塊、數據存儲模塊和路況信息提示模塊；車輛信息處理與監控指揮中心包括控制模塊、定位數據處理模塊、電源模塊、無線傳輸模塊、大屏幕顯示模塊和數據存儲與輸出設備模塊。車載終端外形尺寸為15 X 9 X 1 (釐米)，包含內置微型擴音器和外置天線，可外接車載充電器，最大通信距離為500米，每臺車載終端都具有用於車輛身份識別的唯一的32 位二進位地址代碼，可放置於車輛前風擋玻璃下方或副駕駛座位上，以便接收高速公路車輛監控系統的無線信號，同時發送本車行駛信息；中繼站外形尺寸為30X 18X5(釐米)，固定安裝於高速公路路邊的2米以上且周圍無遮擋的位置，以便轉發高速公路車輛信息處理與監控指揮中心的無線電信號，最大通信距離為3000米。車輛信息處理與監控指揮中心主要包括多塊液晶屏幕組成的監控視頻顯示屏幕、指揮調度控制臺、車輛信息處理計算機系統，可以實時處理所管控路段內所有車載終端發送的行車信息。本實用新型的高速公路車輛監控系統工作在ISM頻段、數據傳輸速率為2Mbps，車輛定位精度為25米。依據中國道路交通安全法實施條例，高速公路上機動車之間的最小間距為50米，對於一般的四車道高速公路，每公裡最大車輛容量為80臺，若本實用新型系統的每幀信息量為400bit，則本系統可覆蓋的最大裡程數為62. 5公裡，通過調整幀信息量可以進一步擴大覆蓋裡程，進而滿足一般高速公路的車輛監控需求。本實用新型的工作原理是車載終端在高速公路出入口被發放給駛入高速公路的車輛，周期性自動發送含有時間、位置和身份編號的行車信息；可以有效覆蓋高速公路全程的多個中繼站構成的無線網絡將行車信息傳遞到車輛信息處理與監控指揮中心；車輛信息處理與監控指揮中心接收中繼站轉發的車載終端發出的行駛信息後，根據相關行車安全法規判斷相應車輛是否違規、是否會威脅其他車輛安全行駛、是否處於危險狀態、是否已發生車禍等等，進而針對已違規車輛或所有車輛發出如「本路段限速XX公裡/小時」、「注意保持車距」、「前方彎路等」行車提示或如「前方XX米處發生車禍」的車禍告警廣播，所有相關信息可以在車輛監控信息中心的高速公路行車態勢監控大屏幕中顯示。

圖ι是本實用新型的系統結構示意圖。圖2是本實用新型中的車載終端的各模塊連接關係示意圖。圖3是本實用新型中的中繼站的各模塊連接關係示意圖。圖4是本實用新型中的車輛信息處理與監控指揮中心各模塊連接關係示意圖。圖5是本實用新型中的車載終端的控制器，顯示器，電源模塊的電路結構示意圖。圖6是本實用新型中的車載終端的語音模塊的電路結構示意圖。圖7是本實用新型中的車載終端的無線模塊的電路結構示意圖。
4[0017]圖8是本實用新型中的車載終端的GPS模塊的電路結構示意圖。圖9是本實用新型中的中繼站的無線傳輸模塊的電路結構示意圖。圖10是本實用新型中的中繼站的路況信息提示模塊的電路結構示意圖。圖11是本實用新型中的中繼站的控制模塊、存儲模塊的電路結構示意圖。圖12是本實用新型中的中繼站的電源模塊的電路結構示意圖。圖13是本實用新型中的車輛信息處理與監控指揮中心位數據處理模塊、數據存儲模塊電路結構示意圖。圖14是本實用新型中的車輛信息處理與監控指揮中心顯示模塊和輸入輸出設備模塊電路結構示意圖。圖15是本實用新型中的車輛信息處理與監控指揮中心無線傳輸模塊電路結構示意圖。圖16是本實用新型中的車輛信息處理與監控指揮中心電源模塊電路結構示意圖。
具體實施方式
所述的車載終端包括控制模塊、電源模塊、無線電定位模塊、數據存儲模塊、無線傳輸模塊和語音播報模塊，各模塊之間電連接，連接方式如圖2所示。所述的中繼站包括控制模塊、電源模塊、無線傳輸模塊、數據存儲模塊和路況信息提示模塊，各模塊之間電連接，連接方式如圖3所示。所述的車輛信息處理與監控指揮中心包括定位數據處理模塊、數據存儲模塊、電源模塊、無線傳輸模塊、大屏幕顯示模塊和輸入輸出設備模塊，各模塊之間電連接，連接方式如圖3所示。上述所有裝置均可以外購。本實用新型中的車載終端中的各模塊功能及實現方法如下控制模塊採用 MSP430,用於控制駕駛室終端中其他模塊的工作；電源模塊採用L7805，用於為車載終端中各模塊提供能量；存儲模塊採用SD卡，用於存儲車載終端身份識別代碼、無線定位模塊收到的車輛位置信息，容量為1G，可以保存至少1000公裡內的所有定位信息(每5秒發射信號一次，每次400bit，20小時，共5. 76Mbit)；無線數傳模塊採用具有CDMA工作模式的CCllOO晶片，用於將監控信息調製到射頻工作頻率2. 4GHz,以及處理接收到的車輛信息處理與監控指揮中心的無線射頻調度信號；無線電定位模塊採用GPS/北鬥複合定位模塊 iTraX02，用於接收衛星導航信息以確定車輛實時位置，並將位置信息傳送至控制模塊；語音播報模塊採用ISD1210，用於播報車輛信息處理與監控指揮中心發出的行車提示或車禍告警信息。本實用新型中的中繼站的各模塊功能及實現方法如下控制模塊採用MSP430，用於控制中繼站中其他模塊的工作；電源模塊採用MC34063，用於為中繼站中各模塊提供能量；無線數傳模塊採用由ADF4360製作的2. 4G無線傳輸模塊，用於轉發車載終端和車輛信息處理與監控指揮中心之間的信息；數據存儲模塊採用2G容量的SD存儲卡，用於中轉過程中的各條信息，可以保存90天內的所有信息(每輛車400bit，每小時360輛，每天M小時，每月30天，共計103M)；路況信息提示模塊採用LED顯示屏幕，用於顯示實時路況、行車提示等信息。 本實用新型中的車輛信息處理與監控指揮中心的各模塊功能及實現方法如下控制模塊採用STM320M812，用於控制中繼站中其他模塊的工作；電源模塊採用分立元件製作，用於為車輛信息處理與監控指揮中心中各模塊提供能量；無線數傳模塊採用CC1100， 用於接收車載終端上傳的信息，發送車輛信息處理與監控指揮中心下行廣播信息；定位數據處理模塊的硬體部分採用普通商用工作站，軟體部分為自編的高速公路車輛信息處理資料庫軟體，主要功能包括車輛定位、軌跡回放、實時跟蹤、超速報警、緊急報警；大屏幕顯示模塊採用12臺液晶顯示器組成屏幕牆，用於顯示高速公路區間內或整體的車輛實時運行態勢；數據存儲與輸出設備模塊採用惠普公司5TB磁碟存儲陣列和A3幅面HP雷射印表機， 用於存儲車輛運行信息導出匯總表格和列印監控報告，車輛運行信息包括時間、位置、違規情況等，監控報告內容包括交通流量、違反安全駕駛等內容。
權利要求1.一種基於無線網絡通信技術的高速公路車輛監控系統，包含車載終端、中繼站和車輛監控信息中心三部分，其特徵在於車載終端包括控制模塊、電源模塊、無線電定位模塊、 數據存儲模塊、無線傳輸模塊和語音播報模塊，中繼站包括控制模塊、電源模塊、無線傳輸模塊、數據存儲模塊和路況信息提示模塊，車輛信息處理與監控指揮中心包括控制模塊、定位數據處理模塊、電源模塊、無線傳輸模塊、大屏幕顯示模塊和數據存儲與輸出設備模塊。
2.如權利要求1所述一種基於無線網絡通信技術的高速公路車輛監控系統，其特徵在於系統工作在ISM頻段、數傳速率為2Mbps，車輛定位精度為25米。
3.如權利要求1所述一種基於無線網絡通信技術的高速公路車輛監控系統，其特徵在於每臺車載終端都具有用於車輛身份識別的唯一的32位二進位地址代碼，行駛過程中能夠接收高速公路車輛監控系統的無線信號，同時發送本車行駛信息，可外接車載充電器，最大通信距離為500米。
4.如權利要求1所述的一種基於無線網絡通信技術的高速公路車輛監控系統，其特徵在於車輛信息處理與監控指揮中心主要包括多塊液晶屏幕組成的監控視頻顯示屏幕、指揮調度控制臺、車輛信息處理計算機系統，可以實時處理所管控路段內所有車載終端發送的行車信息。
專利摘要本實用新型涉及一種基於無線網絡通信技術的高速公路車輛監控系統，包含車載終端、中繼站和車輛監控信息中心三部分，其特徵在於車載終端包括控制模塊、電源模塊、無線電定位模塊、數據存儲模塊、無線傳輸模塊和語音播報模塊，中繼站包括控制模塊、電源模塊、無線傳輸模塊、數據存儲模塊和路況信息提示模塊，車輛信息處理與監控指揮中心包括控制模塊、定位數據處理模塊、電源模塊、無線傳輸模塊、大屏幕顯示模塊和數據存儲與輸出設備模塊本系統有效的監控車速並對駕駛員發送有益的提示信息，可有效降低高速公路事故發生率。
文檔編號G08G1/16GK202217395SQ20112030242
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者王天卓, 鄭志, 鄭浦琛 申請人:哈爾濱功成科技創業投資有限公司