CN102158986B - 一种路灯杆的数字化管理与智能交互装置、方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种路灯杆的数字化管理与智能交互装置、方法及其***，其中该装置包括：控制部，用于实现对该交互装置的实时处理和控制；存储部，连接所述控制部，用于存储属性编码数据；通信部，连接所述控制部，用于通过预设的交互协议、属性编码数据实现该交互装置与其它交互装置之间的通信，完成交互数据的发送和接收。本发明有效地实现了对路灯杆及其路灯杆上面安装的各类设备进行数字化管理，以及通过路灯杆上的设备为路上的移动物体提供服务以及对管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种路灯杆的数字化管理与智能交互装置，特别是涉及基于动态属性编码和无线通信的路灯杆数字化管理与智能交互装置、方法及其***。
背景技术
随着物联网的发展，各种新的应用需求不断涌现，特别是物流管理、智能交通和节能等方面的应用需求，更是对新的技术提出了挑战。由于路灯杆一般都规则地部署在道路的两侧，间隔距离一般在40～60米之间，这是一种在城市内沿道路布设最规则、密度也相对很高的基础设施。尤其是最近几年，路灯杆得到了更好的利用，如在路灯杆上安装摄像头、WiMAX无线通信节点等。未来，随着智慧城市和物联网的不断推进，作为基础设施的路灯杆将发挥更多的作用。
但是，就目前而言，对路灯杆的管理和利用还处于一个初步阶段，就路灯杆的管理来说，一般就是在路灯杆上喷绘一个编号，好一点的城市，有地理信息***(Geographic Information System，GIS)对路灯进行管理；路灯杆上安装的各类设备，也都是相互独立的，没有发挥出路灯杆的特殊功能。因此，利用路灯杆进行数字化管理和智能交互，既可以对路灯杆及其路灯杆上面安装的各类设备进行管理，还可以通过路灯杆上的设备为路上的车辆提供服务，这对于物联网的发展具有十分重要的意义。
目前，有几类技术可以初步实现特定场合的交互。一类是电子标签或称射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)，它通过在物体上贴电子标签(RFID)，然后用RFID采集器读取。这类交互基本上是单向的，也就是说，路灯杆上贴的电子标签的只能被采集器识别。另一类是无线网络，但这类网络连接速度较慢，不适合道路交通管理。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种路灯杆的数字化管理与智能交互装置、方法及其***，用于对路灯杆及其路灯杆上面安装的各类设备进行管理，还可以通过路灯杆上的设备为路上的车辆提供服务。
为了实现上述目的，本发明提供一种路灯杆的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，包括：
控制部，用于实现对该交互装置的实时处理和控制；
存储部，连接所述控制部，用于存储属性编码数据；
通信部，连接所述控制部，用于通过预设的交互协议、属性编码数据实现该交互装置与其他交互装置之间的通信，完成交互数据的发送和接收。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
该交互装置还包括：
接口部，连接所述控制部，用于连接该交互装置所在的路灯杆上的其他设备。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述属性编码数据包括：
自身属性编码，用于描述该交互装置所标识的路灯杆及其所安装设备的属性编码；
相邻装置属性编码表，用于存放与该路灯杆相邻的路灯杆的属性编码；
移动物体属性编码表，用于存放该交互装置与其他交互装置交互后接收到的与该路灯杆附近的移动物体所发送来的属性编码。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述自身属性编码包括：路灯杆标识码、路灯杆所处街道名称、地理位置、类型、规格、路灯杆上安装的设备、功能、指标、状态、限制条件，其中，
路灯杆标识码，用于标识路灯杆的编号或代码；
状态，用于表示路灯杆的状况属性；
限制条件，用于描述路灯杆的限制条件。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述自身属性编码还包括状态改变条件，所述存储部还包括：动态变更模块，用于当状态改变条件成立时，动态地变更自身属性编码中的状态。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述交互协议包括：
交互请求/交互响应、转发、确认请求/确认响应、信息发送请求/信息接收响应、结束请求/结束响应。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述交互请求中的信息包括：交互命令的参数包括被请求方的属性编码数据、请求方标识码、限制条件；
所述交互响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应条件、响应方标识码；
所述转发中的信息包括：交互命令的参数包括原始命令、原始参数、一个或多个转发方标识码、一个或多个转发方属性参数；
所述确认请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述确认响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码；
所述信息发送请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、信息长度、信息块、校验码、请求方标识码；
所述信息接收响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、确认信息、响应方标识码，其中确认信息包括正确接收、重发信息；
所述结束请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述结束响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述控制部采用嵌入式8051微处理器。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述通信部采用ZIC2410 ZigBee模块的2.4GHz RF收发器。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述存储部采用ZIC2410 ZigBee模块中的存储器。
所述的数字化管理与智能交互装置，其中，
所述接口部采用ZIC2410 ZigBee模块中的高速UART。
为了实现上述目的，本发明还提供一种路灯杆的数字化管理与智能交互***，其特征在于，包括至少两个任一所述的交互装置，每个交互装置设置在不同的路灯杆和移动物体上。
为了实现上述目的，本发明还提供一种路灯杆的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，包括：
步骤1，发起方路灯杆的交互装置发出符合预设交互协议的交互请求；
步骤2，接收方路灯杆的交互装置接收所述交互请求，根据所述交互请求以及该接收方路灯杆的属性编码数据判断该接收方路灯杆是否为被请求方路灯杆；如果该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，执行步骤3；
步骤3，被请求方路灯杆的交互装置向发起方路灯杆的交互装置发送符合交互协议的交互响应；
步骤4，发起方路灯杆的交互装置与被请求方路灯杆的交互装置按照预设交互协议依次进行确认请求/确认响应，信息发送/信息接收通信。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤1中，还包括：
当发起方路灯杆上的设备发生变化时，发起方路灯杆的交互装置自动获取该设备的变化信息，并修改发起方路灯杆的属性编码数据。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述属性编码数据包括：
自身属性编码，用于描述该交互装置所标识的路灯杆及其设备的属性编码；
相邻装置属性编码表，用于存放与该路灯杆相邻的路灯杆的属性编码；
移动物体属性编码表，用于存放该交互装置与其他交互装置交互后接收到的与该路灯杆附近的移动物体所发送来的属性编码。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述自身属性编码包括：路灯杆标识码、路灯杆所处街道名称、地理位置、类型、规格、路灯杆上安装的设备、功能、指标、状态、限制条件，其中，
路灯杆标识码，用于标识路灯杆的编号或代码；
状态，用于表示路灯杆的状况属性；
限制条件，用于描述路灯杆的限制条件。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述自身属性编码还包括状态改变条件，当状态改变条件成立时，动态地变更自身属性编码中的状态。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述预设交互协议中，
所述交互请求中的信息包括：交互命令的参数包括被请求方的属性编码数据、请求方标识码、限制条件；
所述交互响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应条件、响应方标识码；
所述转发中的信息包括：交互命令的参数包括原始命令、原始参数、一个或多个转发方标识码、一个或多个转发方属性参数；
所述确认请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述确认响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码；
所述信息发送请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、信息长度、信息块、校验码、请求方标识码；
所述信息接收响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、确认信息、响应方标识码，其中确认信息包括正确接收、重发信息；
所述结束请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述结束响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤2具体为：
接收方路灯杆的交互装置接收所述交互请求，比较所述交互请求中的被请求方路灯杆的路灯杆名称代码与接收方路灯杆的路灯杆名称代码是否一致，如一致，则说明该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，执行步骤3。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤4中的确认请求/确认响应通信包括：
发起方路灯杆的交互装置发出符合预设交互协议的确认请求；
接收方路灯杆的交互装置接收所述确认请求，比较所述确认请求中的响应方标识码与接收方标识码是否一致，如一致，则该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，该被请求方路灯杆的交互装置返回一确认响应至该发起方路灯杆的交互装置。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤4中的信息发送/信息接收通信包括：
发起方路灯杆的交互装置按照预设的交互协议向被请求方路灯杆进行信息发送；该被请求方路灯杆的交互装置接收所述信息后进行数据校验，如正确，则发送正确接收响应至该发起方路灯杆的交互装置，否则发送重发信息响应至该发起方路灯杆的交互装置。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤4之后还包括结束请求/结束响应通信，具体是：
发起方路灯杆的交互装置向被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，该被请求方路灯杆的交互装置接收所述结束请求，返回结束响应至该发起方路灯杆的交互装置。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤1、2、3中，还包括：
发起方路灯杆的交互装置等待交互响应，并判断是否有交互响应，如有，则保存所述交互响应中的交互参数，否则进一步判断等待交互响应是否超时，如超时，则调整所述交互请求中的交互参数，并返回所述步骤1，如未超时，则继续等待交互响应；
接收方路灯杆的交互装置等待交互请求，并判断是否有交互请求，如有，则进一步判断所述接收方路灯杆是否是被请求方路灯杆，如果该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，发出交互响应，如无，则进一步判断是否转发该交互请求，如该交互请求不是对接收方路灯杆的操作，则该接收方路灯杆的交互装置转发该交互请求，否则继续等待交互请求。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤4中的确认请求/确认响应通信，还包括：
发起方路灯杆的交互装置等待确认响应，并判断是否有确认响应，如有，则保存所述确认响应中的交互参数，否则进一步判断等待确认响应是否超时，如超时，则调整所述确认请求中的交互参数，继续进行确认请求/确认响应通信，如未超时，则继续等待确认响应；
被请求方路灯杆的交互装置等待确认请求，并判断是否有确认请求，如有，则发出确认响应，否则继续等待确认请求。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤4中的信息发送/信息接收通信，还包括：
发起方路灯杆的交互装置等待信息接收响应，并判断是否有信息接收响应，如无，则继续等待信息接收响应，如有，则进一步判断信息接收响应是否正确，如正确，则完成信息发送，否则再次向被请求方路灯杆的交互装置发送信息发送请求；
被请求方路灯杆的交互装置等待信息发送请求，并判断是否有信息，如无，则继续等待信息发送请求，如有，则检查所述信息的正确性，如正确，则发出正确接收响应并保存所述信息，如不正确，则发出一重发信息响应至发起方路灯杆的交互装置，并等待信息发送请求。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述步骤4之后还包括结束请求/结束响应通信，具体是：
发起方路灯杆的交互装置向被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，该被请求方路灯杆的交互装置接收所述结束请求，返回结束响应至该发起方路灯杆的交互装置。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
所述结束请求/结束响应通信，还包括：
发起方路灯杆的交互装置向被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，等待结束响应，并判断是否有结束响应，如有，则结束，否则进一步判断等待结束响应是否超时，如超时，则再次向所述被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，如未超时，则等待结束响应；
被请求方路灯杆的交互装置等待所述结束请求，并判断是否有结束请求，如有，则发出结束响应命令至发起方路灯杆的交互装置，否则继续等待结束请求。
所述的数字化管理与智能交互方法，其中，
该方法还包括：
当移动物体经过被请求方路灯杆和/或接收方路灯杆时，该被请求方路灯杆和/或该接收方路灯杆的交互装置与该移动物体的交互装置进行交互，为该移动物体提供服务。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
本发明提出了一种路灯杆的数字化管理及智能交互装置，有效地实现了对路灯杆及其路灯杆上面安装的各类设备进行数字化管理，以及通过路灯杆上的设备为路上的移动物体提供服务以及对管理，本发明对于物联网的发展具有重要的意义，本发明具有如下特点：
1)智能程度高：能够相互自动发现与智能交互；
2)通用性强：可以在不同应用领域、不同的环境中使用；
3)实现成本低：采用高集成度的模块组成；
4)使用方便：无需调试，方便安装。
附图说明
图1是本发明路灯杆的数字化管理与智能交互装置的结构图；
图2是本发明路灯杆的数字化管理与智能交互装置所采用的实现模块；
图3A、图3B分别是本发明的路灯杆与路灯杆交互请求与交互响应的流程图；
图4A、图4B分别是本发明的路灯杆与路灯杆确认请求与确认响应的流程图；
图5A、图5B分别是本发明的信息发送请求与信息接收响应的流程图；
图6A、图6B分别是本发明的结束请求与结束响应的流程图；
图7是本发明呼叫出租车场景示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，是本发明的路灯杆的数字化管理与智能交互装置的结构图。该交互装置100是基于属性编码和无线通信的路灯杆数字化管理和智能交互装置，包括：控制部10、通信部20、存储部30，还可以包括接口部40。
控制部10，用于实现对整个交互装置100的实时处理和控制；
通信部20，连接控制部10，用于通过预设的交互协议、属性编码数据实现该交互装置100与其他交互装置之间的通信，完成交互数据的发送和接收；
存储部30，连接控制部10，用于存储本地属性编码数据以及接收到的相邻物体的属性数据；
接口部40，连接控制部10，用于连接该交互装置100所在的路灯杆上的其他信息设备。接口部40并不是交互装置100之间完成交互必不可少的组成部分，而是用于扩展外部设备的接口。交互装置100通过接口部40可以获得所在路灯杆的数据，路灯杆也可以通过接口部40获得其他交互装置交互来的数据。
在任何路灯杆上安装了该交互装置100后，既可以对这根路灯杆及其路灯杆上面安装的各类设备进行数字化管理，还可以通过路灯杆上的设备为路上的车辆提供服务以及对车辆进行管理。
本发明中的属性编码数据，是存储在交互装置100的存储部30中，用于描述该交互装置100所表示的对应路灯杆及其路灯杆上安装设备的属性。
本发明中与属性编码数据相关的数据有如下三部分：
(1)自身属性编码：是指用于描述交互装置100所标识的路灯杆及其所安装设备的动态属性，该属性编码预先存放在交互装置100的存储部30中，发生变化时动态改变；
(2)相邻装置属性编码表：用于存放与该路灯杆相邻的路灯杆的属性编码，该属性编码通过初始安装时，由交互装置之间自动交互后得到，并存放在交互装置100的存储部30中；
(3)移动物体属性编码表：是指通过交互后，交互该装置100接收到的、在该对应路灯杆附近的移动物体所发送来的属性编码，这些代码是在交互过程中得到的，存储在交互装置100的存储部30中。
自身属性编码数据包括：路灯杆标识码(编号)、路灯杆所处街道名称、地理位置、类型、规格、路灯杆上安装的设备、功能、指标、状态、状态改变条件、限制条件等，其中，路灯杆标识码，用于标识路灯杆的编号或代码；状态，用于表示路灯杆的状况属性；限制条件，用于描述路灯杆的限制条件。
在本发明的一实施例中，存储部30还包括：动态变更模块301，用于当状态改变条件成立时，动态地变更自身属性编码中的状态，这样存储部30中的自身属性编码就成了动态的自身属性编码。例如交互装置100安装在某个路灯杆上，交互装置100与路灯有接口，如果路灯坏了，该路灯杆上对应的路灯状态就动态地改变为“坏”。
交互协议是为了保证路灯杆与移动物体(车辆与行人)之间以及路灯杆与路灯杆之间的顺利交互而定义的一套协议，本发明中，定义的交互协议包括：交互请求/交互响应、确认请求/确认响应、信息发送/信息接收、结束请求/结束响应等；当一方需要交互时，就按照本发明规定的格式发出交互信息，另一方接收到信息后，就按本发明规定的格式进行应答，从而实现局部区域内的智能交互。
本发明通过交互装置100实现路灯杆的数字化管理与智能交互的基本工作原理是：
首先，将交互装置100安装在路灯杆上，并将交互装置100通过通用接口与安装在该路灯杆上的其他设备连接，建立交互装置100的动态属性编码。当某个路灯杆上的某个设备发生变化时，该路灯杆上的交互装置100自动获取变化信息并修改动态属性编码，然后按照本发明规定好的统一格式向外发出交互请求，处于某一特定区域内(通信传输距离范围内)的其他路灯杆上的交互装置，接收信息并对请求信息进行处理，当某个物体是被请求的对象时，就按照本发明规定的统一格式进行应答，从而实现局部区域内的交互。
此外，当行人或车辆携带着交互装置100经过某个路灯杆时，该路灯杆上的交互装置100就能自动发现行人或车辆，并自动与行人或车辆上的交互装置100进行交互，从而为行人或车辆提供服务。
本发明中采用CEL(California Eastern Laboratories)的ZIC2410 ZigBee模块来实现该交互装置100。CEL的ZIC2410 ZigBee模块见图2所示，下面对ZIC2410 ZigBee模块作如下说明。
ZIC2410 ZigBee模块是一个单片集成电路，包括一个内含flash存储器的嵌入式8051微处理器、一个带有基带modem的RF收发器。其主要功能如下：
(1)微处理器功能
8051兼容微处理器；
使用内部调节器的单电压操作：1.9V-3.3V(1.5V内核)；
深度睡眠模式(0.3μA)的四个级别功率管理；
支持双DPTR；
支持对96KB编程存储器进行多区操作；
24个通用I/O(VFBAG封装)；
内部温度传感器。
(2)存储器功能
带有96KB的Flash和8KB的RAM；
128字节的CPU专用存储器；
1KB的引导ROM；
可外接外部存储器。
(3)通信功能
单片2.4GHz RF收发器；
可升级的数据速率：250kbps(ZigBee)、500kbps和1Mbps(定制应用)；
硬件MAC(FIFO、AES、CRC...)；
支持1.5V的低电压操作；
直接序列展频；
QPSK调制；
RSSI测量；
遵从IEEE802.15.4；
无外部T/R开关或不需要滤波器。
(4)接口功能
带二个16字节FIFO的二个高速UART(高至1Mbps)；
四通道的8位ADC；
SPI主机/从机接口。
在本发明的具体实现中，控制部10采用ZIC2410 ZigBee模块中的微处理器(8051兼容微处理器)；通信部20采用ZIC2410 ZigBee模块中的2.4GHz RF收发器；存储部30采用ZIC2410 ZigBee模块中的存储器，其中：1KB的引导ROM用于存放***引导程序，8KB的RAM用于临时缓存，96KB的Flash中，32K用于存放控制程序、32K用于存放属性编码表和交互协议、32K用于存放本地动态属性、相邻路灯杆的动态属性等；接口部40采用ZIC2410 ZigBee模块中的高速UART。
为了保证装置与装置之间的顺利交互，本发明还定义了一套交互协议，包括：交互请求/交互响应、转发、确认请求/确认响应、信息发送请求/信息接收响应、结束请求/结束响应等。
下面对上述交互协议的具体协议格式介绍如下：
交互请求，其协议格式见下表1：
表1
交互响应，其协议格式见下表2：
表2
转发命令，其协议格式见下表3：
表3
其中，转发方标识码的个数为一个或多个，转发方属性参数的个数为一个或多个。确认请求，其协议格式见表4：
表4
确认响应，其协议格式见下表5：
表5
信息发送，其协议格式见下表6：
表6
信息接收，其协议格式见下表7：
表7
结束请求，其协议格式见下表8：
表8
结束响应，其协议格式见下表9：
表9
为了更好展示本发明的技术方案，本发明的一实施例，还提供了一种路灯杆的数字化管理与智能交互方法，包括：
步骤1，发起方路灯杆的交互装置发出符合预设交互协议的交互请求；
步骤2，接收方路灯杆的交互装置接收交互请求，根据交互请求以及该接收方路灯杆的属性编码数据判断该接收方路灯杆是否为被请求方路灯杆；如果该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，执行步骤3；
步骤3，被请求方路灯杆的交互装置向发起方路灯杆的交互装置发送符合交互协议的交互响应；
步骤4，发起方路灯杆的交互装置与被请求方路灯杆的交互装置按照预设交互协议依次进行确认请求/确认响应，信息发送/信息接收通信。
所述步骤1中，还包括：
当发起方路灯杆上的设备发生变化时，发起方路灯杆的交互装置自动获取该设备的变化信息，并修改发起方路灯杆的属性编码数据。
所述步骤4中的确认请求/确认响应通信包括：
发起方路灯杆的交互装置发出符合预设交互协议的确认请求；
接收方路灯杆的交互装置接收所述确认请求，比较所述确认请求中的响应方标识码与接收方标识码是否一致，如一致，则该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，该被请求方路灯杆的交互装置返回一确认响应至该发起方路灯杆的交互装置。
所述步骤4中的信息发送/信息接收通信包括：
发起方路灯杆的交互装置按照预设的交互协议向被请求方路灯杆进行信息发送；该被请求方路灯杆的交互装置接收所述信息后进行数据校验，如正确，则发送正确接收响应至该发起方路灯杆的交互装置，否则发送重发信息响应至该发起方路灯杆的交互装置。
所述步骤4之后还包括结束请求/结束响应通信，具体是：
发起方路灯杆的交互装置向被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，该被请求方路灯杆的交互装置接收所述结束请求，返回结束响应至该发起方路灯杆的交互装置。
图3A、3B至图6A、6B是本发明路灯杆的数字化管理与智能交互流程图，在进行交互之前，在所有路灯杆上都设置交互装置100，结合表1-9中的交互协议对路灯杆与路灯杆之间的交互全过程进行描述。
在图3A中，描述了路灯杆与路灯杆交互请求的过程，在图3B中，描述了路灯杆与路灯杆交互响应的过程。为了区分交互装置，将设置于接收方路灯杆上的交互装置标记为200。
路灯杆与路灯杆交互请求的过程是由发起方路灯杆的交互装置100执行的，具体是：
步骤311，发起方路灯杆的交互装置100发出符合交互协议的交互请求；
步骤312，等待交互响应；
步骤313，判断是否有交互响应，若有，则保存所有交互响应中的交互参数；否则进入下一步；
步骤314，判断等待交互响应是否超时，若超时，则调整请求参数，并转入步骤311，否则转入步骤312。
路灯杆与路灯杆交互响应的过程是由接收方路灯杆的交互装置200执行的，具体是：
步骤321，接收方路灯杆的交互装置200等待交互请求；
步骤322，判断是否有交互请求，若有，则进入下一步，否则转入步骤321；
步骤323，判断接收方路灯杆是否为被请求方路灯杆，若是，则发出交互响应，否则进入步骤324；
步骤324，判断是否转发交互请求，若是，则进入步骤325，否则转入步骤321；
步骤325，判断交互请求是否已转发，若是，则转入步骤321，否则转发交互请求并转入步骤321。
上述步骤324中，根据交互请求是否是针对接收方路灯杆的操作，来判断该接收方路灯杆的交互装置是否转发该交互请求，当交互请求不是对接收方路灯杆的操作时，则接收方路灯杆的交互装置转发该交互请求，否则不转发该交互请求。
在图4A中，描述了路灯杆与路灯杆确认请求的过程，在图4B中，描述了路灯杆与路灯杆确认响应的过程。
路灯杆与路灯杆确认请求的过程是由发起方路灯杆的交互装置100执行的，具体是：
步骤411，发起方路灯杆的交互装置100从交互响应中选择最佳的交互响应；
步骤412，发送确认请求；
步骤413，等待确认响应；
步骤414，判断是否有确认响应，若有，则保存确认响应的交互参数，如确认标识码，否则转入步骤415；
步骤415，判断等待确认响应是否超时，若超时，则调整确认请求中的交互参数，并转入步骤412，否则转入步骤413。
路灯杆与路灯杆确认响应的过程是由被确定为被请求方路灯杆的交互装置执行的，具体是：
步骤421，被请求方路灯杆的交互装置等待确认请求；
步骤422，判断是否有确认请求，若有，则发出确认响应，否则转入步骤421。
在图5A中，描述了路灯杆与路灯杆信息发送的过程，在图5B中，描述了路灯杆与路灯杆信息接收的过程。
路灯杆与路灯杆信息发送的过程是由发起方路灯杆的交互装置100执行的，具体是：
步骤511，发起方路灯杆的交互装置100发送信息发送请求；
步骤512，等待信息接收响应；
步骤513，判断是否有信息接收响应，若有，则进入下一步，否则转入步骤512；
步骤514，判断信息接收响应是否正确，若正确，则完成信息发送，否则转入步骤511。
路灯杆与路灯杆信息接收响应的过程是由被确定为被请求方路灯杆的交互装置执行的，具体是：
步骤521，被确定为被请求方路灯杆的交互装置等待信息发送请求；
步骤522，根据信息发送请求判断是否信息，若有，则进入下一步，否则转入步骤521；
步骤523，检查信息的正确性，判断信息是否正确性，若正确，则发出正确接收响应，并进入下一步，否则发送重发信息响应至发起方路灯杆的交互装置100，并转入步骤521；
步骤524，保存接收信息。
在图6A中，描述了路灯杆与路灯杆结束请求的过程，在图6B中，描述了路灯杆与路灯杆结束响应的过程。
路灯杆与路灯杆结束请求的过程是由发起方路灯杆的交互装置100执行的，具体是：
步骤611，发起方路灯杆的交互装置100发送结束请求；
步骤612，等待结束响应；
步骤613，判断是否有结束响应，若有，则结束，否则进入下一步；
步骤614，判断等待结束响应是否超时，若超时，则转入步骤611，否则转入步骤612。
路灯杆与路灯杆结束响应的过程是由被确定为被请求方路灯杆的交互装置执行的，具体是：
步骤621，被请求方路灯杆的交互装置等待结束请求；
步骤622，判断是否有结束请求，若有，则发出结束响应，否则转入步骤621。
如图7所示，是本发明呼叫出租车场景示意图。为了区分交互装置，将叫车人携带的交互装置记为100，而被叫的出租车上的交互装置标记为200。
在图7中，有一个人(A)，他准备叫一辆出租车，但在他附近并没有出租车，而与他相隔二条路的地方有一辆出租车(C)，由于有建筑物(B)遮挡，叫车人无法直接叫到这辆车。通过本发明的交互装置100，就可以帮助叫车人(叫车人携带交互装置100)叫到这辆车(出租车上安装了另一交互装置200)。
首先，叫车人(A)通过交互装置100发出一个请求命令，其中命令参数包括发起方自身的标识码、“叫车”命令等信息，此外，命令参数还包括限制条件，如“1公里之内”；
由于相隔两条马路，叫车人(A)通过交互装置100发出的“叫车”命令，并不能直接被出租车(C)接收到。而叫车人附近路灯杆(F)上，由于也安装了本发明的交互装置，该交互装置接收到这个呼叫请求后，对这个信息进行处理，由于收到的这个命令是“叫车”，而不是对该交互装置的操作，所以该交互装置就进行转发，转发信息包括除了叫车人(A)的所有信息以外，还增加了路灯杆(F)的地理位置信息；
附近的其他路灯杆(D、E)接收到转发的信息后，进行距离判断，如果超出范围了，就停止转发，否则就继续转发，转发信息除了接收的全部信息外，增加本地的位置信息；当路灯杆(F)上的交互装置进行转发后，出租车(C)就能接收到这个信息，如果出租车司机愿意被叫，这时就可以通过车上的交互装置200进行应答，应答信息包括接收的全部信息外，还增加出租车的车号等信息。
应答信息按照接收信息的路径(各路灯杆的位置信息)，原路返回，直到叫车人(A)。
本发明针对路灯杆数字化管理和智能交互的巨大需求以及目前所存在的问题，提出了一种基于属性编码和无线通信的路灯杆数字化管理和智能交互装置，通过在路灯杆上安装了交互装置后，既可以对这根路灯杆及其路灯杆上面安装的各类设备进行数字化管理，还可以通过路灯杆上的设备为路上的车辆提供服务以及对车辆进行管理。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (23)
1.一种路灯杆的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，包括：
控制部，用于实现对该交互装置的实时处理和控制；
存储部，连接所述控制部，用于存储属性编码数据；
通信部，连接所述控制部，用于通过预设的交互协议、属性编码数据实现该交互装置与其他交互装置之间的通信，完成该交互装置所标识的路灯杆、与该路灯杆相邻的路灯杆和该路灯杆附近的移动物体之间交互数据的发送和接收；其中，所述属性编码数据包括：自身属性编码，用于描述该交互装置所标识的路灯杆及其所安装设备的属性编码；相邻装置属性编码表，用于存放与该路灯杆相邻的路灯杆的属性编码；移动物体属性编码表，用于存放该交互装置与其他交互装置交互后接收到的该路灯杆附近的移动物体所发送来的属性编码；
其中，所述控制部采用嵌入式8051微处理器；
所述通信部采用ZIC2410ZigBee模块的2.4GHz RF收发器；
所述存储部采用ZIC2410ZigBee模块中的存储器。
2.根据权利要求1所述的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，
该交互装置还包括：
接口部，连接所述控制部，用于连接该交互装置所在的路灯杆上的其他设备。
3.根据权利要求2所述的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，
所述自身属性编码包括：路灯杆标识码、路灯杆所处街道名称、地理位置、类型、规格、路灯杆上安装的设备、功能、指标、状态、限制条件，其中，
路灯杆标识码，用于标识路灯杆的编号或代码；
状态，用于表示路灯杆的状况属性；
限制条件，用于描述路灯杆的限制条件。
4.根据权利要求3所述的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，
所述自身属性编码还包括状态改变条件，所述存储部还包括：动态变更模块，用于当状态改变条件成立时，动态地变更自身属性编码中的状态。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，
所述交互协议包括：
交互请求/交互响应、转发、确认请求/确认响应、信息发送请求/信息接收响应、结束请求/结束响应。
6.根据权利要求5所述的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，
所述交互请求中的信息包括：交互命令的参数包括被请求方的属性编码数据、请求方标识码、限制条件；
所述交互响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应条件、响应方标识码；
所述转发中的信息包括：交互命令的参数包括原始命令、原始参数、一个或多个转发方标识码、一个或多个转发方属性参数；
所述确认请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述确认响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码；
所述信息发送请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、信息长度、信息块、校验码、请求方标识码；
所述信息接收响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、确认信息、响应方标识码，其中确认信息包括正确接收、重发信息；
所述结束请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述结束响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码。
7.根据权利要求2所述的数字化管理与智能交互装置，其特征在于，
所述接口部采用ZIC2410ZigBee模块中的高速UART。
8.一种由权利要求1、2、3、4任一权利要求所述的交互装置构成的路灯杆的数字化管理与智能交互***，其特征在于，该***包括至少两个所述的交互装置，每个交互装置设置在不同的路灯杆和移动物体上。
9.一种根据权利要求1-7任一权利要求所述的路灯杆的数字化管理与智能交互装置的交互方法，其特征在于，完成交互装置所标识的路灯杆、与该路灯杆相邻的路灯杆和该路灯杆附近的移动物体之间交互数据的发送和接收，包括：
步骤1，发起方路灯杆的交互装置发出符合预设交互协议的交互请求；
步骤2，接收方路灯杆的交互装置接收所述交互请求，根据所述交互请求以及该接收方路灯杆的属性编码数据判断该接收方路灯杆是否为被请求方路灯杆；如果该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，执行步骤3；其中，所述属性编码数据包括：自身属性编码，用于描述该交互装置所标识的路灯杆及其设备的属性编码；相邻装置属性编码表，用于存放与该路灯杆相邻的路灯杆的属性编码；移动物体属性编码表，用于存放该交互装置与其他交互装置交互后接收到的该路灯杆附近的移动物体所发送来的属性编码；
步骤3,被请求方路灯杆的交互装置向发起方路灯杆的交互装置发送符合交互协议的交互响应；
步骤4，发起方路灯杆的交互装置与被请求方路灯杆的交互装置按照预设交互协议依次进行确认请求/确认响应，信息发送/信息接收通信。
10.根据权利要求9所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤1中，还包括：
当发起方路灯杆上的设备发生变化时，发起方路灯杆的交互装置自动获取该设备的变化信息，并修改发起方路灯杆的属性编码数据。
11.根据权利要求10所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述自身属性编码包括：路灯杆标识码、路灯杆所处街道名称、地理位置、类型、规格、路灯杆上安装的设备、功能、指标、状态、限制条件，其中，
路灯杆标识码，用于标识路灯杆的编号或代码；
状态，用于表示路灯杆的状况属性；
限制条件，用于描述路灯杆的限制条件。
12.根据权利要求11所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述自身属性编码还包括状态改变条件，当状态改变条件成立时，动态地变更自身属性编码中的状态。
13.根据权利要求12所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述预设交互协议中，
所述交互请求中的信息包括：交互命令的参数包括被请求方的属性编码数据、请求方标识码、限制条件；
所述交互响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应条件、响应方标识码；
所述转发中的信息包括：交互命令的参数包括原始命令、原始参数、一个或多个转发方标识码、一个或多个转发方属性参数；
所述确认请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述确认响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码；
所述信息发送请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、信息长度、信息块、校验码、请求方标识码；
所述信息接收响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、确认信息、响应方标识码，其中确认信息包括正确接收、重发信息；
所述结束请求中的信息包括：交互命令的参数包括响应方标识码、请求方标识码；
所述结束响应中的信息包括：交互命令的参数包括请求方标识码、响应方标识码。
14.根据权利要求13所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤2具体为：
接收方路灯杆的交互装置接收所述交互请求，比较所述交互请求中的被请求方路灯杆的路灯杆名称代码与接收方路灯杆的路灯杆名称代码是否一致，如一致，则说明该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，执行步骤3。
15.根据权利要求13所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤4中的确认请求/确认响应通信包括：
发起方路灯杆的交互装置发出符合预设交互协议的确认请求；
接收方路灯杆的交互装置接收所述确认请求，比较所述确认请求中的响应方标识码与接收方标识码是否一致，如一致，则该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，该被请求方路灯杆的交互装置返回一确认响应至该发起方路灯杆的交互装置。
16.根据权利要求13、14或15所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，所述步骤4中的信息发送/信息接收通信包括：
发起方路灯杆的交互装置按照预设的交互协议向被请求方路灯杆进行信息发送；该被请求方路灯杆的交互装置接收所述信息后进行数据校验，如正确，则发送正确接收响应至该发起方路灯杆的交互装置，否则发送重发信息响应至该发起方路灯杆的交互装置。
17.根据权利要求13、14或15所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤4之后还包括结束请求/结束响应通信，具体是：
发起方路灯杆的交互装置向被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，该被请求方路灯杆的交互装置接收所述结束请求，返回结束响应至该发起方路灯杆的交互装置。
18.根据权利要求9所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤3后步骤4前，还包括：
发起方路灯杆的交互装置等待交互响应，并判断是否有交互响应，如有，则保存所述交互响应中的交互参数，否则进一步判断等待交互响应是否超时，如超时，则调整所述交互请求中的交互参数，并返回所述步骤1，如未超时，则继续等待交互响应；
接收方路灯杆的交互装置等待交互请求，并判断是否有交互请求，如有，则进一步判断所述接收方路灯杆是否是被请求方路灯杆，如果该接收方路灯杆为被请求方路灯杆，发出交互响应，如无，则进一步判断是否转发该交互请求，如该交互请求不是对接收方路灯杆的操作，则该接收方路灯杆的交互装置转发该交互请求，否则继续等待交互请求。
19.根据权利要求9所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤4中的确认请求/确认响应通信，还包括：
发起方路灯杆的交互装置等待确认响应，并判断是否有确认响应，如有，则保存所述确认响应中的交互参数，否则进一步判断等待确认响应是否超时，如超时，则调整所述确认请求中的交互参数，继续进行确认请求/确认响应通信，如未超时，则继续等待确认响应；
被请求方路灯杆的交互装置等待确认请求，并判断是否有确认请求，如有，则发出确认响应，否则继续等待确认请求。
20.根据权利要求9、18或19所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤4中的信息发送/信息接收通信，还包括：
发起方路灯杆的交互装置等待信息接收响应，并判断是否有信息接收响应，如无，则继续等待信息接收响应，如有，则进一步判断信息接收响应是否正确，如正确，则完成信息发送，否则再次向被请求方路灯杆的交互装置发送信息发送请求；
被请求方路灯杆的交互装置等待信息发送请求，并判断是否有信息，如无，则继续等待信息发送请求，如有，则检查所述信息的正确性，如正确，则发出正确接收响应并保存所述信息，如不正确，则发出一重发信息响应至发起方路灯杆的交互装置，并等待信息发送请求。
21.根据权利要求9、18或19所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述步骤4之后还包括结束请求/结束响应通信，具体是：
发起方路灯杆的交互装置向被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，该被请求方路灯杆的交互装置接收所述结束请求，返回结束响应至该发起方路灯杆的交互装置。
22.根据权利要求21所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，
所述结束请求/结束响应通信，还包括：
发起方路灯杆的交互装置向被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，等待结束响应，并判断是否有结束响应，如有，则结束，否则进一步判断等待结束响应是否超时，如超时，则再次向所述被请求方路灯杆的交互装置发送结束请求，如未超时，则等待结束响应；
被请求方路灯杆的交互装置等待所述结束请求，并判断是否有结束请求，如有，则发出结束响应命令至发起方路灯杆的交互装置，否则继续等待结束请求。
23.根据权利要求13、14或15所述的数字化管理与智能交互方法，其特征在于，该方法还包括：
当移动物体经过被请求方路灯杆和/或接收方路灯杆时，该被请求方路灯杆和/或该接收方路灯杆的交互装置与该移动物体的交互装置进行交互，为该移动物体提供服务。
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