CN110533931A - 一种移动式红绿灯装置及方法 - Google Patents

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宋森
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Abstract

一种移动式红绿灯装置及方法，包括设置在十字路口红绿灯位置处的十字路口红绿灯信号发送模块和车载红绿灯信号接收模块；十字路口红绿灯信号发送模块包括微处理器一，微处理器一输出端连接十字路口红绿灯信号显示模块，微处理器一输出端通过通信发送模块一与通信接收模块一相连，车载红绿灯信号接收模块包括通信接收模块一，通信接收模块一与微处理器三相互传递信息，微处理器三输出端连接车载红绿灯显示模块，微处理器三的输入端连接GPS定位模块。具有实时、人性化，适于应用的特点。

Description

一种移动式红绿灯装置及方法
技术领域
本发明涉及交通灯信号安全控制技术领域，特别涉及一种移动式红绿灯装置及方法。
背景技术
随着社会的发展，机动车数量日渐庞大，导致交通压力越来越大，尤其是十字路***通拥堵情况十分严重，也是事故高频发生的路段。目前十字交通路口主要是通过红绿灯进行不同方向车辆是否行驶或停滞的控制，驾驶员通过肉眼观察前方红绿灯的状态，但是由于有时会出现前方车辆过高，或者其他障碍物的遮挡导致驾驶员无法准确的看到红绿灯信息的情况，出现没有及时停车，因为误判导致闯红灯，严重者甚至出现交通事故等现象，不仅带来财产损失，严重者甚至危及生命安全。针对此种现象，有部分学者提出解决措施。大体分为两类，一类是基于图像识别、流量统计等信息对十字路口红绿灯进行图像的识别，再将识别后的信息传输到车辆进行语音提示或者液晶显示。如申请号为201810473515.6的中国专利，公开了一种汽车识别红绿灯方法、电子设备、存储介质及***。再如申请号201610571158.3的中国专利，公开了一种车载智能交通灯联动方法及***。利用图像识别技术进行红绿灯的判断。这类基于图像识别的方法虽然可以识别出红绿灯的状态，但是受到算法的影响，使得精度不高，延时时间较长，不能保证实时性的问题。另一类是利用无线通信模块进行信息的传输，但是并未提及用何种通信方式。如申请号为 201710821403.6的中国专利，公开了一种车辆接收红绿灯信息的匹配方法。再如申请号为201220352200.X的中国专利公开了一种基于无线电通信的红绿灯***，但是无线电通信只能在视线范围内建立链，两个通信点之间视线范围内必须无遮挡，意外因素(如飞鸟经过)都可能会导致通信线路中断。实际路况中这些因素不可避免。必须考虑通信方式的传输速率非常高以及传输距离的问题。且目前公开的专利中并未提及当十字路口红绿灯发生故障时的解决措施，然而这却是实际交通问题中时有发生的现象。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种移动式红绿灯装置及方法，具有精度高、传输速率快、实时性强、故障及时解决等特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种移动式红绿灯装置，包括设置在十字路口红绿灯位置处的十字路口红绿灯信号发送模块和车载红绿灯信号接收模块；
十字路口红绿灯信号发送模块包括微处理器一4，微处理器一4输出端连接十字路口红绿灯信号显示模块1，微处理器一4输出端通过通信发送模块一6与通信接收模块一8相连，车载红绿灯信号接收模块包括通信接收模块一8，通信接收模块一8 与微处理器三10相互传递信息，微处理器三10输出端连接车载红绿灯显示模块11，微处理器三10的输入端连接GPS定位模块12。
所述的十字路口红绿灯信号显示模块1用于显示当前路口红绿灯状态，微处理器一4用于控制十字路口红绿灯信号显示模块1并将当前的状态通过通信发送模块一6传递至通信接收模块一8，通信接收模块一8将接收到的信息传递至微处理器三 10，微处理器三10用于控制车载红绿灯显示模块11用于显示时间，GPS定位模块 12用于将当前的位置信息传递至微处理器三10。
所述的微处理器一4的输入端连接有红外键盘2，红绿灯杆上安装一个小盒，并上锁，红外键盘放置于小盒内，当红绿灯出现故障后，由交警人员通过红外键盘2 重新录入信息，微处理器一4输出端连接微处理器二5，微处理器二5用于控制远程报警模块3向公安局交警指挥中心发送报警信息，微处理器二5的输出端通过通信发送模块二7和通信接收模块二9与微处理器三10相连。
所述的通信发送模块一6、通信发送模块二7、通信接收模块一8，通信接收模块二9采用工业Wi-Fi通信的方式。
所述车载红绿灯显示模块12安装于车辆后方位置。根据人眼视觉，调整合适的位置，便于后车驾驶员查看红绿灯显示信息。
一种移动式红绿灯装置的使用方法，将微处理器一4和微处理器二5中同时存储十字路口红绿灯信息，包括各个路口红绿灯位置、以及此时信号灯处于何种显示状态(红，黄，绿)、各个方向(前进、等待、左转、右转)倒计时秒数等信息正常工作时，微处理器二5仅用于监测微处理器一4数据发送情况，当监测到微处理器一4发送数据异常(例如，正常通信时，接收到的数据是8位数据(假设为01010101)，但是实际传输的数据小于8位)或格式不匹配，说明十字路口红绿灯发生故障，并以微处理器二5中预先存储的红绿灯信息向车载端进行数据的发送，并控制远程报警模块3向公安局交警指挥中心发送报警信息，提示交警当前启用应急红绿灯显示方式，避免十字路口红绿灯发生故障导致的交通安全问题；
微处理器三10用于接收GPS定位模块12发送进来的汽车位置信息，微处理器三10中预先存储各个路口红绿灯位置、以及此时信号灯处于何种显示状态、倒计时秒数等信息，当微处理器三10判断出当前车辆处于靠近红绿灯的状态，并且当距离小于D时，微处理器三10控制通信通道打开，并且控制车载红绿灯显示模块11进行红绿灯当前状态的显示，当微处理器三10判断出车辆处于远离红绿灯的状态时，通信通道a关闭，此时不在进行数据的传输，车载红绿灯显示模块11被关闭。
本发明的有益效果：
相比于传统的图像识别红绿灯方法，精度大大提高。采用工业Wi-Fi通信方式，保证了实时性及传输距离的要求。并提出了当十字路口红绿灯发生故障时的解决措施。特别是车载红绿灯安装于汽车后方位置，并可根据驾驶员视角进行调整，便于后车驾驶员查看红绿灯信息，更提现了本发明人性化的特点。
附图说明
图1是***总体框图。
图2是本发明车载红绿灯显示模块示意图。
图3是本发明车载红绿灯位置安装示意图(这里以两种车型为例)。
图4是通信过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示：所述通信发送模块一6、通信发送模块二7、通信接收模块一8，通信接收模块二9采用工业Wi-Fi通信的方式，为保证十字路口的红绿灯通信发送模块一6能实时的向车载红绿灯通信接收模块一8，或者十字路口的红绿灯通信发送模块二7能实时的向车载红绿灯通信接收模块二9发送数据，所采用的通信方式必须具有高传输速率且为无线通信。
所述的微处理器三10用于接收GPS定位模块12发送进来的汽车位置信息。微处理器一4和微处理器二5中预先存储各个路口红绿灯位置、以及此时信号灯处于何种显示状态(红，黄，绿)、各个方向(前进、等待、左转、右转)倒计时秒数等信息。当微处理器三(10)判断出当前车辆处于靠近红绿灯的状态，并且当距离小于D(例如为100m)时，微处理器三10控制通信通道a打开，并且控制车载红绿灯显示模块11进行红绿灯当前状态的显示。当微处理器三10判断出车辆处于远离红绿灯的状态时，通信通道关闭，此时不在进行数据的传输，车载红绿灯显示模块 11被关闭。
车载红绿灯显示模块11不仅可以实时显示十字路口红绿灯信息，当十字路口红绿灯发生故障时，立即启动微处理器二5，微处理器二5作为本发明的冗余设计，时刻监测微处理器一4中发送的数据，当微处理器二5检测到微处理器一4未向外发送数据或数据异常，立即启动微处理器二5，并将微处理器二5中预先存储的数据经通信通道b发向车载端。
车载端以微处理器二5发送的数据实现红绿灯信息的显示。此种显示方式可有效避免因十字路口红绿灯发生故障导致的交通安全问题。
所述的远程报警模块3用于当微处理器一4发生故障，启用微处理器二(5)时，微处理器二5控制远程报警模块3向公安局交警指挥中心发送报警信息，提示交警当前启用应急红绿灯显示方式，需要及时重新。
所述红外键盘1用于当微处理器一4发生故障后，交警人员通过红外键盘1对微处理器一4中的数据进行重新输入。
***共有两个通信通道a和b，微处理器一4正常工作时，通过通信通道a传输数据，微处理器一4异常时，启用微处理器二5，此时通过通信通道b传输数据。
本发明实施例提供一种移动式红绿灯装置及方法，红绿灯通信发送模块以及车载红绿灯接收模块采用工业Wi-Fi通信的方式，为保证十字路口的红绿灯通信模块能实时的向距离路口红绿灯距离为D(例如100m)内的所有车辆的车载红绿灯接收模块发送数据，如果车辆距离路口红绿灯的位置过近，可能会导致通信不及时或者驾驶员来不及反应的现象，因此本发明采用车辆距离路口红绿灯D以100m为例处的位置开始发送数据，采用的通信方式必须具有高传输速率。由于工业Wi-Fi通信模块通信距离可达100-300m，传输速度非常快，其传输速度可以达到11mbps(802.11b) 或者54mbps(802.11.a)，适合高速数据传输的业务。因此完全可实现通信的实时性要求。因此本发明采用工业Wi-Fi通信的方式实现发送方和接收方数据的传递。
Wi-Fi通信根据四次握手协议进行数据秘钥的发送，假设发送方(这里是十字路口红绿灯通信发送模块)发送的秘钥(例如为123)，接收方(这里是指车载红绿灯通信接收模块)与发送方秘钥匹配才可以通信。
如图2所示：本发明的车载红绿灯显示模块11选用LED点阵液晶显示屏进行红绿灯倒计时秒数的显示，LED显示屏具有功耗低、屏具有亮度高、工作电压低、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。且车辆不在通信范围内时，微控制器会控制LED点阵显示屏关闭，可最大程度上降低能耗，且LED点阵显示屏成本低廉，不会对具体实施起来的成本问题造成影响。
所述的GPS定位模块12，用于对车辆位置信息的获取，并将获取的信息发送至微处理器三10中进行数据的处理、计算、分析等。所述GPS定位模块12用于获取当前汽车的位置信息，如当前车辆的经纬度。GPS定位，实际上就是通过4颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置。GPS定位***由三部分构成，分别是空间部分、地面部分和设备部分，其基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具***置。发展到现如今的高精度GPS全球定位***，实现了在任意时刻、地球上任意一点都可以同时观测到4 颗卫星，以便实现导航、定位、授时等功能。利用GPS导航模块可获取到当前车辆的经纬度，然后将获取到的位置信息传送到微处理器，微处理器三10中有预先存储的交通红绿灯位置信息，然后判断车辆距离红绿灯位置是靠近还是远离的状态，若是靠近则打开通信通道，远离则关闭。
如图3所示：所述车载红绿灯显示模块11安装于车辆后方位置，且该显示模块为可拆卸的、可以根据不同的车型根据后方驾驶员的视角情况进行安装位置的选择 (本发明以大卡车和小轿车两种车型为例进行附图说明)。以便于后车驾驶员根据前车车载红绿灯信息的显示判断当前应否是继续前行、停车等待或减速慢行。避免因前方车辆高造成的遮挡或者视线不好导致的交通事故。
本发明的工作原理：
如图1、图4所示：将微处理器一4和微处理器二5中同时存储十字路口红绿灯信息，包括各个路口红绿灯位置、以及此时信号灯处于何种显示状态(红，黄，绿)、各个方向(前进、等待、左转、右转)倒计时秒数等信息正常工作时，微处理器二5仅用于监测微处理器一4数据发送情况，当监测到微处理器一4发送数据异常时，说明十字路口红绿灯发生故障，并以微处理器二5中预先存储的红绿灯信息向车载端进行数据的发送，并控制远程报警模块3向公安局交警指挥中心发送报警信息，提示交警当前启用应急红绿灯显示方式，避免十字路口红绿灯发生故障导致的交通安全问题。
所述的微处理器三10用于接收GPS定位模块12发送进来的汽车位置信息，微处理器三10中预先存储各个路口红绿灯位置、以及此时信号灯处于何种显示状态、倒计时秒数等信息。当微处理器三10判断出当前车辆处于靠近红绿灯的状态，并且当距离小于D时，微处理器三10控制通信通道打开，并且控制车载红绿灯显示模块11进行红绿灯当前状态的显示。当微处理器三10判断出车辆处于远离红绿灯的状态时，通信通道a关闭，此时不在进行数据的传输，车载红绿灯显示模块11被关闭。

Claims (6)

1.一种移动式红绿灯装置，其特征在于，包括设置在十字路口红绿灯位置处的十字路口红绿灯信号发送模块和车载红绿灯信号接收模块；
十字路口红绿灯信号发送模块包括微处理器一(4)，微处理器一(4)输出端连接十字路口红绿灯信号显示模块(1)，微处理器一(4)输出端通过通信发送模块一(6)与通信接收模块一(8)相连，车载红绿灯信号接收模块包括通信接收模块一(8)，通信接收模块一(8)与微处理器三(10)相互传递信息，微处理器三(10)输出端连接车载红绿灯显示模块(11)，微处理器三(10)的输入端连接GPS定位模块(12)。
2.根据权利要求1所述的一种移动式红绿灯装置，其特征在于，所述的十字路口红绿灯信号显示模块(1)用于显示当前路口红绿灯状态，微处理器一(4)用于控制十字路口红绿灯信号显示模块(1)并将当前的状态通过通信发送模块一(6)传递至通信接收模块一(8)，通信接收模块一(8)将接收到的信息传递至微处理器三(10)，微处理器三(10)用于控制车载红绿灯显示模块(11)用于显示时间，GPS定位模块(12)用于将当前的位置信息传递至微处理器三(10)。
3.根据权利要求1所述的一种移动式红绿灯装置，其特征在于，所述的微处理器一(4)的输入端连接有红外键盘(2)，红外键盘(2)用于重新录入信息，微处理器一(4)输出端连接微处理器二(5)，微处理器二(5)用于控制远程报警模块(3)向公安局交警指挥中心发送报警信息，微处理器二(5)的输出端通过通信发送模块二(7)和通信接收模块二(9)与微处理器三(10)相连。
4.根据权利要求3所述的一种移动式红绿灯装置，其特征在于，所述的通信发送模块一(6)、通信发送模块二(7)、通信接收模块一(8)，通信接收模块二(9)采用工业Wi-Fi通信的方式。
5.根据权利要求1所述的一种移动式红绿灯装置，其特征在于，所述车载红绿灯显示模块(12)安装于车辆后方位置。
6.一种移动式红绿灯装置的使用方法，其特征在于，将微处理器一(4)和微处理器二(5)中同时存储十字路口红绿灯信息，包括各个路口红绿灯位置、以及此时信号灯处于何种显示状态、各个方向倒计时秒数等信息正常工作时，微处理器二(5)仅用于监测微处理器一(4)数据发送情况，当监测到微处理器一(4)发送数据异常或格式不匹配，，说明十字路口红绿灯发生故障，并以微处理器二(5)中预先存储的红绿灯信息向车载端进行数据的发送，并控制远程报警模块(3)向公安局交警指挥中心发送报警信息，提示交警当前启用应急红绿灯显示方式，避免十字路口红绿灯发生故障导致的交通安全问题；
微处理器三(10)用于接收GPS定位模块(12)发送进来的汽车位置信息，微处理器三(10)中预先存储各个路口红绿灯位置、以及此时信号灯处于何种显示状态、倒计时秒数等信息，当微处理器三(10)判断出当前车辆处于靠近红绿灯的状态，并且当距离小于D时，微处理器三(10)控制通信通道打开，并且控制车载红绿灯显示模块(11)进行红绿灯当前状态的显示，当微处理器三(10)判断出车辆处于远离红绿灯的状态时，通信通道a关闭，此时不在进行数据的传输，车载红绿灯显示模块(11)被关闭。
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