CN107067743A - 基于rfid的十字路***通违章监控***和监控方法 - Google Patents

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高子林
熊江
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Abstract

本发明涉及物联网工程及应用领域，具体提供了一种基于RFID的十字路***通违章监控方法，包括：搭载有RFID电子标签的汽车经过铺设在十字路口人行道下的感应线圈；触发车载RFID电子标签发送带有标识信息的RFID信号给路边的监控器；所述监控器根据RFID信号判断所述汽车是否属于违章驾驶；若属于违章驾驶，则所述监控器发送报警信息给后台服务器，否则不发送；所述后台服务器根据报警信息确定所述汽车信息后进行存储和管理，并发送违规信息给交通中心进行相应的处罚。本发明通过RFID技术以及在人行道下铺设感应线圈，实现了对机动车在十字路口的交通违章进行监管，提升交通违章检测效率。

Description

基于RFID的十字路***通违章监控***和监控方法
技术领域
本发明涉及物联网工程及应用的技术领域，尤其涉及一种基于RFID的十字路***通违章监控***和监控方法。
背景技术
随着城市的发展，车流量越来越多，交通违章现象也出现的越来越频繁，由此带来的问题使我国现有的交通管理体系面临严峻的挑战。其中，多数交通违章现象发生在十字路口，由于十字路口车流量大，且部分驾驶员法制观念和安全意识淡薄，导致闯红、黄灯、逆向行驶等现象屡见不鲜，严重影响了交通秩序，由此引发的严重交通事故也举不胜数。而现有的城市对十字路***通违章监控***，大多采用摄像头拍摄，进行监控，这一方面受环境条件影响较大，如在夜晚、天气恶劣以及车速过高时，就会导致拍摄的影像清晰度较低，或者在车牌被遮挡时，也无法查看；另一方面采用摄像头拍摄，传输数据量大，且电子眼建设成本高。
而随着技术的进步，物联网也发展迅速；物联网是建立在互联网的基础之上，其将用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位***、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。而所有这些技术中，射频识别技术相较于其他识别技术，在准确率、感应距离、信息量等方面具有非常明显的优势。RFID无线识别技术以其技术简单、造价低廉的特点，已经在物联网领域得到广泛的应用，是一个物联网技术领域的基础器件。RFID技术将微芯片嵌入到产品当中，微芯片会向扫描器自动发出产品的序列号等信息，而这个过程不需要像条形码技术那样进行人工扫描，可工作于各种恶劣环境。目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁***，食品安全溯源等，RFID技术已经被广泛的应用于社会生产服务中，如果能够利用射频识别技术对十字路***通违章进行监控，将会解决现有技术中存在的问题。
针对上述问题，本发明提出了一种基于RFID的十字路***通违章监控***和监控方法。
发明内容
针对现有技术中十字路口的交通违章监控***中摄像头拍摄的缺陷、数据传输量大、成本高等的问题，本发明的主要目的在于提供一种基于RFID的十字路***通违章监控***和监控方法，通过感应线圈触发车载RFID电子标签从而完成监控来达到上述目的，一方面，本发明提供了一种基于RFID的十字路***通违章监控方法，所述方法包括以下步骤：
S1：搭载有RFID电子标签的汽车经过铺设在十字路口人行道下的感应线圈；
S2：触发车载RFID电子标签发送带有标识信息的RFID信号给路边的监控器；
S3：所述监控器根据RFID信号判断所述汽车是否属于违章驾驶；
S4：若属于违章驾驶，则所述监控器发送报警信息给后台服务器，否则不发送；
S5：所述后台服务器根据报警信息确定所述汽车信息后进行存储和管理，并发送违规信息给交通中心进行相应的处罚；
其中，所述标识信息与所述汽车唯一对应并绑定，所述报警信息中至少包括标识信息。
优选地，所述感应线圈包括两条平行的感应线圈，用于先后触发车载RFID电子标签，从而确定所述汽车的行驶方向是否正确，若行驶方向不正确，则监控器判定所述汽车逆向行驶，若行驶方向正确，则监控器根据与其相连接的所述十字路口的控制***确定红绿灯转换时间，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯，并发送相应的报警信息给后台服务器。
感应线圈感应激活车载RFID电子标签的误差在40-70cm范围内，该误差距离可根据现场状况进行调整。
优选地，所述两条平行的感应线圈通过辐射不同频率的信号来分别触发所述车载RFID电子标签，并且两条平行的感应线圈连接同一个低频激活管理器。
优选地，在所述步骤S3中，所述监控器连接所述十字路口的控制***，并根据所述控制***确定红绿灯转换时间，当所述监控器接收到RFID信号时，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯。
优选地，在所述步骤S4中还包括：若属于违规驾驶，则监控器触发路口的监控探头拍照，并发送照片给后台服务器，进行人脸识别，以精确确定当前所述汽车的驾驶者；
另一方面，本发明还提供了一种基于RFID的十字路***通违章监控***，所述监控***包括：感应线圈、车载RFID电子标签、监控器、后台服务器；所述感应线圈铺设在十字路口人行道下的区域，用于触发车载RFID电子标签发送RFID信号给监控器；所述车载RFID电子标签，安装于汽车上，用于发送带有标识信息的RFID信号给路边的监控器；所述监控器用于根据所述RFID信号判断所述汽车是否属于违章驾驶；若属于违章驾驶，则所述监控器还用于发送报警信息给后台服务器，否则不发送；所述后台服务器用于根据报警信息确定所述汽车信息后进行存储和管理，并发送违规信息给交通中心进行相应的处罚；其中，所述标识信息与所述汽车唯一对应并绑定，所述报警信息中至少包括标识信息。
优选地，所述感应线圈包括两条平行的感应线圈，用于先后触发车载RFID电子标签；所述监控器还用于在接收到两次触发的RFID信号后，根据所述两次RFID信号确定所述汽车的行驶方向是否正确，若行驶方向不正确，则监控器判定所述汽车逆向行驶，若行驶方向正确，则监控器根据与其相连接的所述十字路口的控制***确定红绿灯转换时间，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯，并发送相应的报警信息给后台服务器。
优选地，所述两条平行的感应线圈通过辐射不同频率的信号来分别触发所述车载RFID电子标签，并且两条平行的感应线圈连接同一个低频激活管理器。
优选地，所述监控器连接所述十字路口的控制***，并用于根据所述控制***确定红绿灯转换时间，当所述监控器接收到RFID信号时，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯。
优选地，所述监控器还用于判定若属于违规驾驶，则监控器触发路口的监控探头拍照，并发送照片给后台服务器，进行人脸识别，以精确确定当前所述汽车的驾驶者。
感应线圈感应激活车载RFID电子标签的误差在40-70cm范围内，该误差距离可根据现场状况进行调整。
在本发明优选实施例中，所述车载RFID电子标签包括天线、通信模块、电池、微处理器、触发模块和存储器，其中，通信模块、电池、触发模块和存储器都连接微处理器，天线连接通信模块，触发模块用于在车载RFID电子标签进入感应线圈工作区后触发车载RFID电子标签发送RFID信号；天线用于通过通信模块收发RFID信号，所述通信模块用于与监控器通过复合RFID技术进行通信；电池用于为车载RFID电子标签各模块供电；微处理器用于处理信号，并控制通信模块收发信号；存储器用于存储该汽车的标识信息。
优选地，所述监控器包括控制器、RFID收发模块、无线通信模块和蓄电池；其中，RFID收发模块、无线通信模块和蓄电池都连接控制器，RFID收发模块包含接收天线和发送天线，用于接收车载RFID电子标签发出的RFID信号和发送信号给车载RFID电子标签；控制器用于对信息进行处理，并对数据进行管理以及控制各通信模块；无线通信模块用于发送信息给后台服务器；蓄电池用于为监控器及各模块供电。
本发明实施例的技术方案提供了一种基于RFID的十字路***通违章监控***和监控方法，本发明实施例的技术方案具有以下显著效果：
1.本发明通过复合RFID技术以及在人行道下铺设感应线圈，实现了对机动车在十字路口的交通违章进行监管，能有效快速准确地对十字路口的交通违章，如闯红、黄灯，逆向行驶做出判断，提升交通违章检测效率，实时性高，且不受时间、天气等客观因素影响。
2.本发明监控器上传到后台服务器的数据只有违章数据，传输数据量相对于现有技术的视频小得多，而且只有在出现违章情况下，才回传实时照片，这样大大节约了传输流量。
3.本发明由于只需要在路面铺设感应线圈即可，相对于电子眼的成本低得多，而且感应线圈由柔性材料包裹，可以根据十字路口的具体结构，因地布设，因此，在不规则形状的十字路口或路面，也可以设置交通违章监控点。
附图说明
图1为本发明实施例一基于RFID十字路***通违章监控方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二基于RFID十字路***通违章监控***全局示意图；
图3为本发明实施例二基于RFID十字路***通违章监控***的局部示意图；
图4为本发明实施例二中基于RFID的十字路***通违章监控***中的车载RFID电子标签的结构示意图。
图5为本发明实施例二中基于RFID的十字路***通违章监控***中的监控器的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中十字路***通违章监控***中摄像头拍摄的缺陷、数据传输量大、成本高等的问题，本发明的主要目的在于提供一种基于RFID的十字路***通违章监控***和监控方法，通过感应线圈触发车载RFID电子标签从而完成监控达到上述目的，从而改进现有技术中的明显缺陷。
具体地，如图1所示，本发明提供了一种基于RFID的十字路***通违章监控方法，所述方法包括以下步骤：
S1：搭载有RFID电子标签的汽车经过铺设在十字路口人行道下的感应线圈；
汽车上安装的车载RFID电子标签平时处于休眠待机状态，当安装有车载RFID电子标签的汽车经过铺设有感应线圈的区域后，该车载RFID电子标签进入到该感应线圈设定的工作区，随即被感应线圈所发出的电磁场激活；而如果汽车没有经过铺设感应线圈的区域，则车载RFID电子标签依然处于休眠待机状态；在该实施例中，感应线圈铺设在人行道下，汽车经过十字路口必然会经过该感应线圈；感应线圈感应激活车载RFID电子标签的误差在40-70cm范围内，该误差距离可根据现场状况进行调整，这也就是说，通过RFID技术，通过在特定区域铺设感应线圈，汽车在所述感应线圈的周围40-70cm的小范围内经过，都可以触发车载RFID电子标签，发送RFID信号。
S2：触发车载RFID电子标签发送带有标识信息的RFID信号给路边的监控器；
汽车经过感应线圈的区域后，随即应用复合RFID技术的车载RFID电子标签中的感应模块被感应线圈激活，随即车载RFID电子标签中的微处理器控制通信模块通过天线发射出唯一的加密的识别码无线电信号给监控器，监控器上安装有射频识别RFID收发模块，能接收到带有标识信息的识别码无线电信号。
其中，所述标识信息与所述汽车唯一对应并绑定。
S3：所述监控器根据RFID信号判断所述汽车是否属于违章驾驶；
每个十字路口都安装有至少一个停靠点监控器，可以监控十字路口所有道路的违章情况，监控器接收到车载RFID电子标签发送的识别码无线电信号后，解密该识别码无线电信号，获取所述汽车的标识信号。
优选地，所述感应线圈包括两条平行的感应线圈，用于先后触发车载RFID电子标签，从而确定所述汽车的行驶方向是否正确，若行驶方向不正确，则监控器判定所述汽车逆向行驶，若行驶方向正确，则监控器根据与其相连接的所述十字路口的控制***确定红绿灯转换时间，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯。
优选地，所述两条平行的感应线圈通过辐射不同频率的信号来分别触发所述车载RFID电子标签，从而达到区别两个并行感应线圈的触发。
优选地，在所述步骤S3中，所述监控器连接所述十字路口的控制***，并根据所述控制***确定红绿灯转换时间，当所述监控器接收到RFID信号时，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯。
S4：若属于违章驾驶，则所述监控器发送报警信息给后台服务器，否则不发送；
其中，所述报警信息中至少包括标识信息。
优选地，在所述步骤S4中还包括：若属于违规驾驶，则监控器触发路口的监控探头拍照，并发送照片给后台服务器，进行人脸识别，以精确确定当前所述汽车的驾驶者；
S5：所述后台服务器根据报警信息确定所述汽车信息后进行存储和管理，并发送违规信息给交通中心进行相应的处罚；
由于报警信息中包含标识信息，而标识信息和所述汽车唯一对应并绑定，因此后台服务器根据该报警信息确定所述汽车的详细信息，包括车型号、颜色、车牌、车主等信息，并将该汽车信息及违规信息一并发送给交通中心，由交通中心对该汽车进行相应的处罚，如扣分、罚款等。
除此以外，本发明还提供了实施例二，具体地，如图2所示，本发明的实施例二提供了一种基于RFID的十字路***通违章监控***，所述监控***包括：感应线圈1、车载RFID电子标签2、监控器3、后台服务器4；所述感应线圈1铺设在十字路口人行道下的区域，如A1-A16，A1’-A16’，用于触发车载RFID电子标签2发送RFID信号给监控器3；所述车载RFID电子标签2用于发送带有标识信息的RFID信号给路边的监控器3；所述监控器3用于根据所述RFID信号判断所述汽车(如B1-B2,B5-B6,B9-B10,B13-B14)是否属于违章驾驶；若属于违章驾驶，则所述监控器3还用于发送报警信息给后台服务器4，否则不发送；所述后台服务器4用于根据报警信息确定所述汽车信息后进行存储和管理，并发送违规信息给交通中心进行相应的处罚；其中，所述标识信息与所述汽车唯一对应并绑定，所述报警信息中至少包括标识信息。
优选地，所述感应线圈包括两条平行的感应线圈，用于先后触发车载RFID电子标签；所述监控器还用于在接收到两次触发的RFID信号后，根据所述两次RFID信号确定所述汽车的行驶方向是否正确，若行驶方向不正确，则监控器判定所述汽车逆向行驶，若行驶方向正确，则监控器根据与其相连接的所述十字路口的控制***确定红绿灯转换时间，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯，并发送相应的报警信息给后台服务器。其中，感应线圈感应激活车载RFID电子标签的误差在40-70cm范围内，该误差距离可根据现场状况进行调整。
优选地，所述两条平行的感应线圈通过辐射不同频率的信号来分别触发所述车载RFID电子标签，并且两条平行的感应线圈连接同一个低频激活管理器。
具体地，在图2和图3中，感应线圈A1A1’-A16A16’分别用于对图中相应的16个路口进行监控，分别用于触发经过所述16个路口的汽车，其中每一对感应线圈，如A2和A2’并行排列，用于先后触发经过其所在道路的汽车B2，具体触发汽车B2上的车载RFID电子标签，由于A2和A2’辐射不同的低频频率，因此，车载RFID电子标签能区别A2和A2’，汽车B2如果沿着图3中的甲方向行驶，则汽车B2先触发感应线圈A2，然后触发感应线圈A2’，监控器3根据接收到的触发顺序为A2-A2’，判定汽车B2此次经过该路口方向正确；与此同时，监控器3还根据与其相连接的所述十字路口的控制***确定当前时间为绿灯时间还是红灯时间，如果当前时间为绿灯时间，则判定汽车B2正常通过路口，而如果当前时间为红灯或黄灯时间，则判定汽车B2此时闯红、黄灯；汽车B2如果沿着图3中的乙方向行驶，则汽车B2先触发感应线圈A2’，然后触发感应线圈A2，监控器3根据接收到的触发顺序为A2’-A2，此时直接判定汽车B2逆向行驶。
除此之外，在判定是否闯红、黄灯时，也可以当所述监控器3接收到汽车B2发出的RFID信号时，就判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯。
优选地，所述监控器还用于判定若属于违规驾驶，则监控器触发路口的监控探头拍照，并发送照片给后台服务器，进行人脸识别，以精确确定当前所述汽车的驾驶者。
在本发明优选实施例中，所述感应线圈1铺设在人行道的区域，线圈封装在停靠保护套内，铆钉安装在地面；所述感应线圈由柔性材料包裹，可以根据具体结构，因地布设；感应线圈最长可达8米，覆盖范围广；车载RFID电子标签2固定安装在汽车底部中间位置，该车载RFID电子标签2是汽车必须携带的信标，载有感应标签，如图4所示，为所述车载RFID电子标签2的结构示意图，所述车载RFID电子标签2包括天线9、通信模块5、电池10、微处理器7、触发模块11和存储器8，其中，通信模块5、电池10、触发模块11和存储器8都连接微处理器7，天线9连接通信模块5，触发模块11用于在车载RFID电子标签2进入感应线圈1工作区后触发车载RFID电子标签2发送RFID信号；天线9用于通过通信模块5收发无线电信号，所述通信模块5用于与监控器3通过复合RFID技术进行通信；电池10用于为车载RFID电子标签2各模块供电；微处理器7用于处理信号，并控制通信模块收发信号；存储器8用于存储该汽车的标识信息；产品出厂时，标识信息已写入存储器8；该车载RFID电子标签2是有源的RFID信号。
进一步地，监控器3安装于十字路口旁边，其结构示意图如图5所示，所述监控器3包括控制器12、RFID收发模块14、无线通信模块13和蓄电池15；其中，RFID收发模块14、无线通信模块13和蓄电池15都连接控制器12，RFID收发模块14包含接收天线和发送天线，用于接收车载RFID电子标签2发出的RFID信号和发送信号给车载RFID电子标签2；控制器12用于对车流数据进行管理以及控制各通信模块；无线通信模块13用于发送信息给后台服务器4；蓄电池15用于储电，并为监控器3供电，除此之外，所述监控器3的电源来源，也可包括市电、路灯、太阳能、风能等。
所述后台服务器4一方面与监控器3进行信息的接收与发送，另一方面与交通中心进行信息的接收与发送；具体地，一般情况下，全城所有十字路口的交通违章可以通过后台服务器进行管理，而当出现违章情况后，后台服务器才将违章信息发送给交通中心，这大大减轻了交通中心的压力，也能提高交通中心应对异常情况的效率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于RFID的十字路***通违章监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：搭载有RFID电子标签的汽车经过铺设在十字路口人行道下的感应线圈；
S2：触发车载RFID电子标签发送带有标识信息的RFID信号给路边的监控器；
S3：所述监控器根据RFID信号判断所述汽车是否属于违章驾驶；
S4：若属于违章驾驶，则所述监控器发送报警信息给后台服务器，否则不发送；
S5：所述后台服务器根据报警信息确定所述汽车信息后进行存储和管理，并发送违规信息给交通中心进行相应的处罚；
其中，所述标识信息与所述汽车唯一对应并绑定，所述报警信息中至少包括标识信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感应线圈包括两条平行的感应线圈，用于先后触发车载RFID电子标签，从而确定所述汽车的行驶方向是否正确，若行驶方向不正确，则监控器判定所述汽车逆向行驶，若行驶方向正确，则监控器根据与其相连接的所述十字路口的控制***确定红绿灯转换时间，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯，并发送相应的报警信息给后台服务器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两条平行的感应线圈通过辐射不同频率的信号来分别触发所述车载RFID电子标签。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中还包括：若属于违规驾驶，则监控器触发路口的监控探头拍照，并发送照片给后台服务器，进行人脸识别，以精确确定当前所述汽车的驾驶者。
5.一种基于RFID的十字路***通违章监控***，其特征在于，所述监控***包括：感应线圈、车载RFID电子标签、监控器、后台服务器；所述感应线圈铺设在十字路口人行道下的区域，用于触发车载RFID电子标签发送RFID信号给监控器；所述车载RFID电子标签，安装于汽车上，用于发送带有标识信息的RFID信号给路边的监控器；所述监控器用于根据所述RFID信号判断所述汽车是否属于违章驾驶；若属于违章驾驶，则所述监控器还用于发送报警信息给后台服务器，否则不发送；所述后台服务器用于根据报警信息确定所述汽车信息后进行存储和管理，并发送违规信息给交通中心进行相应的处罚；其中，所述标识信息与所述汽车唯一对应并绑定，所述报警信息中至少包括标识信息。
6.根据权利要求5所述的监控***，其特征在于，所述感应线圈包括两条平行的感应线圈，用于先后触发车载RFID电子标签；所述监控器还用于在接收到两次触发的RFID信号后，根据所述两次RFID信号确定所述汽车的行驶方向是否正确，若行驶方向不正确，则监控器判定所述汽车逆向行驶，若行驶方向正确，则监控器根据与其相连接的所述十字路口的控制***确定红绿灯转换时间，判断所述汽车所在路口是否为绿灯时间，如果不是绿灯时间，则判定所述汽车闯红、黄灯，并发送相应的报警信息给后台服务器。
7.根据权利要求6所述的监控***，其特征在于，所述两条平行的感应线圈通过辐射不同频率的信号来分别触发所述车载RFID电子标签。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的监控***，其特征在于，所述监控器还用于判定若属于违规驾驶，则监控器触发路口的监控探头拍照，并发送照片给后台服务器，进行人脸识别，以精确确定当前所述汽车的驾驶者。
9.根据权利要求5-7中任意一项所述的监控***，其特征在于，所述车载RFID电子标签包括天线、通信模块、电池、微处理器、触发模块和存储器，其中，通信模块、电池、触发模块和存储器都连接微处理器，天线连接通信模块，触发模块用于在车载RFID电子标签进入感应线圈工作区后触发车载RFID电子标签发送RFID信号；天线用于通过通信模块收发RFID信号，所述通信模块用于与监控器通过复合RFID技术进行通信；电池用于为车载RFID电子标签各模块供电；微处理器用于处理信号，并控制通信模块收发信号；存储器用于存储该汽车的标识信息。
10.根据权利要求5-7中任意一项所述的监控***，其特征在于，所述监控器包括控制器、RFID收发模块、无线通信模块和蓄电池；其中，RFID收发模块、无线通信模块和蓄电池都连接控制器，RFID收发模块包含接收天线和发送天线，用于接收车载RFID电子标签发出的RFID信号和发送信号给车载RFID电子标签；控制器用于对信息进行处理，并对数据进行管理以及控制各通信模块；无线通信模块用于发送信息给后台服务器；蓄电池用于为监控器及各模块供电。
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