CN107358805A - 一种基于物联网的智能交通信号灯控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，包括车载终端、车辆信息获取模块、车流量信息采集模块、数据处理模块、无线通信模块和交通信号机；车载终端包括感知单元和定位单元，感知单元内存储车辆信息；车辆信息获取模块对交通路口的车辆进行检测，获得感知单元中存储的车辆信息及位置信息，并检测车速；车流量信息采集模块检测交通路口的车流量；数据处理模块分别与车辆信息获取模块和车流量信息采集模块连接，对接收的车速、车流量进行处理，进而计算车辆全部通行所需的时间T_j ⁽ⁱ⁾，根据通信时间对交通信号灯进行控制。本发明提高车辆通行效率，减少车辆等待时间，具有检测速度快、操作简便以及检测成本低的特点。

Description

一种基于物联网的智能交通信号灯控制***

技术领域

本发明属于交通信号技术领域，涉及到一种基于物联网的智能交通信号灯控制***。

背景技术

随着经济的增长，道路上行驶的车辆越来越多，而交通基础设置建设相对滞后，道路交通堵塞问题越发严重，当前，交通信号灯的信号周期和红绿灯配时是通过交通管理人员对交通路口车流量进行事前调查，并采用统计的方法预先设定交通信号灯的时间，在实际的过程中，不管实际车流量如何，信号灯时间固定不变，导致车流量大的交通路口存在堵塞问题，为了根据交通路口的车流量设置信号灯时间，以提高交通路口的车辆通行效率，现设计一种基于物联网的智能交通信号灯控制***。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，通过对交通路口的车辆流进行统计，进而计算该交通路口的交通信号灯时间，提高车辆通行效率，减少交通堵塞。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，包括车载终端、车辆信息获取模块、车流量信息采集模块、数据处理模块、无线通信模块和交通信号机；

所述车载终端安装在车辆上，包括感知单元和定位单元，所述感知单元为感应芯片，感应芯片内存储车辆信息；定位单元为GPS定位，用于采集车辆的位置信息；

所述车辆信息获取模块用于对交通路口的车辆进行检测，获得感应芯片中存储的车辆信息以及车辆位置信息，并对车辆的车速进行检测；

所述车流量信息采集模块，用于对交通路口的车流量进行检测，并将检测的车辆流量信息发送至数据处理模块；

所述数据处理模块分别与车辆信息获取模块和车流量信息采集模块连接，用于接收车辆信息获取模块发送的车速信息，接收车流量信息采集模块采集的车流量信息，根据车流量信息以及标准车长计算车辆排队的长度，并根据车辆的车速和车辆排队的长度信息计算每个方向每个车道上车辆全部通行所需的时间T_j ⁽ⁱ⁾，通过通行时间T_j ⁽ⁱ⁾，数据处理模块将计算的交通信号灯时间信息经无线通信模块发送至交通信号机，实现对每个方向每个车道上交通信号灯的设置。

进一步地，所述车辆信息获取模块包括无线射频识别单元和速度检测单元，所述无线射频识别单元，利用无线射频方式通过电磁波在信号采集设备与车辆上的车载终端间进行数据识别，获取车载终端内车辆的数据信息；所述速度检测单元为测速雷达，用于检测车辆通过交通路口的车速信息。

进一步地，所述车流量信息采集模块包括两个RFID阅读器，一个RFID阅读器安装在缓冲区的入口，另一RFID阅读器安装在缓冲区的出口。当装有感应芯片的车辆从入口RFID阅读器驶入检测区域，则车辆数量进行加一，当有车辆从出口RFID阅读器驶出检测区域，则车辆的数量减一。

进一步地，所述通行时间T_j ⁽ⁱ⁾的计算公式为其中，T_j ⁽ⁱ⁾表示第j个方向第i种类型车道上车辆全部通行的时间，|Z_j ⁽ⁱ⁾|表示第j个方向第i种类型车道上车辆排队的长度信息，i＝1,2,3，i＝1表示“直行”，i＝2表示“左转弯”，i＝3表示“右转弯”，j代表道路编号，对于十字路口，j＝1,2,3,4,j＝1表示由东向西的路口,j＝2表示由西向东的路口,j＝3表示由南向北的路口,j＝4表示由北向南的路口,V表示车辆通过路口的规定车速,t为车辆从停车线到通过路口所需要的时间。

进一步地，所述无线通信模块为3G、4G或WIFI通信中的一种或多种，用于进行数据处理模块与交通信号机间的通信传输。

本发明的有益效果：

本发明通过基于物联网的智能交通信号灯控制***，采用无线射频识别技术并结合数据处理模块对各方向各车道上车辆通过交通路口的时间进行计算，进而合理控制交通信号的时间，克服了人工经验的缺陷，提高车辆通行效率，减少车辆等待时间，具有检测速度快、操作简便以及检测成本低的特点，在未来交通信号控制中具有深远的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于物联网的智能交通信号灯控制***示意图。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，包括车载终端、车辆信息获取模块、车流量信息采集模块、数据处理模块、无线通信模块和交通信号机；

车载终端安装在车辆上，车载终端包括感知单元和定位单元，感知单元为感应芯片，内存储有车辆信息，包括车辆的车主、车牌号、车型等信息；定位单元为GPS定位，用于采集车辆的位置信息。

车辆信息获取模块用于对交通路口的车辆进行检测，进而获得车辆的信息，车辆信息获取模块包括无线射频识别单元和速度检测单元，无线射频识别单元，利用无线射频方式通过电磁波在信号采集设备与车辆上的车载终端间进行数据识别，获取车载终端内车辆的数据信息；速度检测单元为测速雷达，安装在交通路口的停车线处，用于检测车辆通过交通路口的车速信息。

在交叉路口每个车道设立缓冲区，缓冲区为一个先入先出的线性队列，停车线前500m为缓冲区入口，停车线为缓冲区出口，该500m长度的区域作为车流量数据采集区域。

车流量信息采集模块包括两个RFID阅读器，用于对交通路口的车流量进行检测，并将检测的车辆流量信息与无线射频识别单元进行数据的传输，其中，一个RFID阅读器安装在缓冲区的入口，另一RFID阅读器安装在缓冲区的出口。

当装有感应芯片的车辆从入口RFID阅读器驶入检测区域，则车辆数量进行加一，当有车辆从出口RFID阅读器驶出检测区域，则车辆的数量减一，并将统计的车辆数量信息发送至数据处理模块。

数据处理模块分别与车辆信息获取模块和车流量信息采集模块连接，用于获取车辆信息获取模块发送的车速信息，接收车流量信息采集模块采集的车流量信息，根据车流量信息并按照标准车长计算车辆排队的长度。

数据处理模块为中央处理器，根据车辆的车速和车辆排队的长度信息计算每个方向每个车道上车辆全部通行所需的时间，即其中，T_j ⁽ⁱ⁾表示第j个方向第i种类型车道上车辆全部通行的时间，|Z_j ⁽ⁱ⁾|表示第j个方向第i种类型车道上车辆排队的长度信息，i＝1,2,3，i＝1表示“直行”，i＝2表示“左转弯”，i＝3表示“右转弯”，j代表道路编号，对于十字路口，j＝1,2,3,4,j＝1表示由东向西的路口,j＝2表示由西向东的路口,j＝3表示由南向北的路口,j＝4表示由北向南的路口,V表示车辆通过路口的规定车速,t为车辆从停车线到通过路口所需要的时间。

根据数据处理模块计算的每个方向每种车道上车量全部通行的时间，来控制交通信号灯的开启和关闭，当第j个方向第i种类型车道上车辆全部通行的时间T_j ⁽ⁱ⁾>T_m时,将该车道的绿灯时间设为T_m,否则,将该车道的绿灯时间设为T_j ⁽ⁱ⁾，其中T_m为设定的单向最长通行时间。

数据处理模块将计算的交通信号灯时间信息经无线通信模块发送至交通信号机，其中，无线通信模块为3G、4G或WIFI通信中的一种或多种，用于进行数据处理模块与交通信号机间的通信传输。

交通信号机根据接收的时间信息对各方向各车道上对应的红绿灯时间进行设置，便于交通路口的红绿灯满足车辆通行的要求，提高通行效率，减少车辆等待时间。

本发明通过基于物联网的智能交通信号灯控制***，采用无线射频识别技术并结合数据处理模块对各方向各车道上车辆通过交通路口的时间进行计算，进而合理控制交通信号的时间，克服了人工经验的缺陷，提高车辆通行效率，减少车辆等待时间，具有检测速度快、操作简便以及检测成本低的特点，在未来交通信号控制中具有深远的作用。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，其特征在于：包括车载终端、车辆信息获取模块、车流量信息采集模块、数据处理模块、无线通信模块和交通信号机；

所述车载终端安装在车辆上，包括感知单元和定位单元，所述感知单元为感应芯片，感应芯片内存储车辆信息；定位单元为GPS定位，用于采集车辆的位置信息；

所述车辆信息获取模块用于对交通路口的车辆进行检测，获得感应芯片中存储的车辆信息以及车辆位置信息，并对车辆的车速进行检测；

所述车流量信息采集模块，用于对交通路口的车流量进行检测，并将检测的车辆流量信息发送至数据处理模块；

所述数据处理模块分别与车辆信息获取模块和车流量信息采集模块连接，用于接收车辆信息获取模块发送的车速信息，接收车流量信息采集模块采集的车流量信息，根据车流量信息以及标准车长计算车辆排队的长度，并根据车辆的车速和车辆排队的长度信息计算每个方向每个车道上车辆全部通行所需的时间T_j ⁽ⁱ⁾，通过通行时间T_j ⁽ⁱ⁾，数据处理模块将计算的交通信号灯时间信息经无线通信模块发送至交通信号机，实现对每个方向每个车道上交通信号灯的设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，其特征在于：所述车辆信息获取模块包括无线射频识别单元和速度检测单元，所述无线射频识别单元，利用无线射频方式通过电磁波在信号采集设备与车辆上的车载终端间进行数据识别，获取车载终端内车辆的数据信息；所述速度检测单元为测速雷达，用于检测车辆通过交通路口的车速信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，其特征在于：所述车流量信息采集模块包括两个RFID阅读器，一个RFID阅读器安装在缓冲区的入口，另一RFID阅读器安装在缓冲区的出口，当装有感应芯片的车辆从入口RFID阅读器驶入检测区域，则车辆数量进行加一，当有车辆从出口RFID阅读器驶出检测区域，则车辆的数量减一。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，其特征在于：所述通行时间T_j ⁽ⁱ⁾的计算公式为其中，T_j ⁽ⁱ⁾表示第j个方向第i种类型车道上车辆全部通行的时间，|Z_j ⁽ⁱ⁾|表示第j个方向第i种类型车道上车辆排队的长度信息，i＝1,2,3，i＝1表示“直行”，i＝2表示“左转弯”，i＝3表示“右转弯”，j代表道路编号，对于十字路口，j＝1,2,3,4,j＝1表示由东向西的路口,j＝2表示由西向东的路口,j＝3表示由南向北的路口,j＝4表示由北向南的路口,V表示车辆通过路口的规定车速,t为车辆从停车线到通过路口所需要的时间。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能交通信号灯控制***，其特征在于：所述无线通信模块为3G、4G或WIFI通信中的一种或多种，用于进行数据处理模块与交通信号机间的通信传输。