CN113568009A - 基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于道路限高栏警示技术领域，公开了一种基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***及方法，所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***中北斗地图数据库与4G internet连接，4G internet分别与主机和导航APP连接，主机与限高栏连接。主机设置有控制器，控制器与串口模块连接，串口模块与4G通信模块连接。控制器与稳压模块连接，稳压模块分别与锂电池和4G通信模块连接，锂电池与光伏控制模块连接，光伏控制模块与太阳能光伏板连接，控制器分别与显示牌和灯带模块连接。本发明弥补了目前道路限高栏警示标志夜间不醒目的缺陷，丰富了导航地图的功能。采用低功耗高亮度发光器件，节省电能；采用新能源与储能技术，实现能源的合理利用。

Description

基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***及方法

技术领域

本发明属于道路限高栏警示技术领域，尤其涉及一种基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***及方法。

背景技术

目前，全国公路网和铁路网越来越密，从地面路基式到高架桥式，不论是经过广大农村,还是郊区、城区，都会存在铁路下穿式涵洞和高架桥式门洞；全国农村的公路隧道，山区国省道隧道绝大部分不通电，洞口甚至洞内无照明。隧道洞口或者县乡道路上设置的警示防撞门，其高度并未按照国家标准设计，比较混乱。在农田里、村庄旁经过的地面路基式铁路，下穿式涵洞高度普遍偏低。有些是人行涵洞，排水涵洞，有些是过车涵洞，公路(含村道、机耕道)上行驶的车辆从铁路涵洞穿过。城市铁路往往把一个城市隔开成两部分，车流更多。分布于全国的铁路网高速公路网，把很多自然村、行政村的土地和村庄一分为二，涵洞是各种经过此地的车辆必须通过的咽喉，农村物流及生产的车辆越来越多，撞上限高栏的事故经常发生。全国城郊桥上因限超(桥梁设计限载或危桥限载)设置的防撞门限高栏，均未安装夜间点亮装置。全国所有的普通公路上设置的限高栏高度不一，很混乱，从2.1米到5.8米，只有高速公路上比较规范。

随着物流货运和电子商务的极速发展，货车司机其实已经是一个非常庞大的社会群体。据统计，中国目前大约有3000万货车司机从业者，现有道路货运车辆已达1500万辆，平均每天有8400余万吨的货物在运途中。货车司机由于长时、长途、多频的出行强大需求，对手机地图和导航应用具有很高的依赖度。

货车是所有车辆类型中对导航、对地图数据精细度要求最高的。由于货车上路有着严格的限高、限宽、限重、限行等限制，一旦驶入限行路段，货车掉头都比较困难，不仅违章须交罚款，还有可能会造成道路拥堵，甚至引发安全风险。今年就发生过不少类似案例。今年11月下旬，在郑州市西三环建设路立交桥下，一辆冷藏车在经过限高3米的桥时，被卡在立交桥下，交通数据显示，事故发生后相关路段拥堵延时指数(交通拥堵通过的旅行时间/自由流通过的旅行时间，指数越高拥堵越严重)峰值一度达到4.11，全天有大约8个小时拥堵延时指数大于1.8。

限高栏一般是防撞钢结构设施，黄黑相间的警示标志，还有夜光性材料标志牌，白天模糊，晚上看不见，远距离不清晰，难以满足现代生活节奏的要求。这对道路限高标志提出了新要求。白天要看得清，晚上要醒目，要让司机看清限高、限宽、限重、限行等信息，最好在出发前就能得到这些信息。

全国几乎所有限高栏发展没有与时俱进，仍然停留在初始阶段的防撞门档次，夜间和浓雾天不醒目，高度提醒牌，夜间根本看不清，不统一，从2.4米到5.0米都有，很混乱。平常见到的导航地图都是适用乘用车使用的地图，没有植入除了全国高速公路以外的普通公路上限高栏的限高、限宽、限重、限行等信息；而全国有3000万货车司机，货车司机需要的电子地图导航功能，对于其选择运输路线，能准确及时获取途经道路上的限行、限高、限重等交通信息，重要且是迫切需求。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中在夜间和浓雾天情况下，限高栏不醒目，不易看清限高栏高度数值。同时现有的导航地图，无法满足全国货运司机高效、合理和及时准确选择到收货方目的地的驾驶路线。

解决以上问题及缺陷的难度为：限高栏传统警示标志反光膜或者发光涂料，这种警示标志自身不发光，白天离的远一点，根本看不见；晚上只能靠车灯照射反光膜产生微弱的反光，也是到跟前才看得见；没有设计为主动发光的，主要是解决不了电能来源的问题。电能来源难以解决的根源问题是限高栏的建造者由各个单位组成，建造单位不可能为限高栏专门建造供电线路。而且产权单位建成限高栏之后，往往是无人维护。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明以无需电力供电为研究目标，采用程序软件控制技术，采用现代低功耗发光芯片技术，新能源与储能技术，满足全天候任何天气条件下的发光警示作用，醒目可见度达到100米以外，为驾车快速通过铁路线的司机提供夜晚/白天远距离醒目限高指示示警作用；为城乡道路，山区国道省道县道乡道的无电隧道口限高栏，限载公路的桥梁、危桥限载的限高栏，城区立交桥下桥梁高度等的夜间点亮警示发挥有效作用。

本发明通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行等数据，运用新技术、云服务、新能源等进行点亮警示提醒，充分发挥北斗导航地图的作用，把全国的限高栏融入北斗导航地图。对于违法违规设置的限高栏，鼓励被阻挡的司机，在现场用微信小程序直接投诉举报到全国监控平台。全国监控平台利用云平台大数据，调动北斗卫星影像资料，远程查看郊区农村道路上私自设置的道路限高栏，以提高全国交通运输部门的监管水平和监管效率，减轻地方主管部门的监管过程和取证难度，减少监管成本，利于公平监督，杜绝关系人情。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***及方法。

本发明是这样实现的，一种基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***，所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***设置有：

北斗地图数据库；

北斗地图数据库与4G internet连接，4G internet分别与主机和导航APP连接，主机与限高栏连接。

进一步，所述主机设置有控制器，控制器与串口模块连接，串口模块与4G通信模块连接。

进一步，所述控制器与稳压模块连接，稳压模块分别与锂电池和4G通信模块连接，锂电池与光伏控制模块连接，光伏控制模块与太阳能光伏板连接。

进一步，所述控制器分别与显示牌和灯带模块连接。

进一步，所述控制器包括有MCU模块，MCU模块分别连接保护模块、电源模块、电平转换模块、数据存储模块、点阵驱动模块、大电流驱动模块。

进一步，所述保护模块包括1个输入接口，输入接口连接电源模块。

进一步，所述保护模块包括1个输出接口，输出接口分别连接稳压模块、点阵驱动模块和大电流驱动模块。

进一步，所述稳压模块包括1个输出接口，输出接口分别连接MCU模块、电平转换模块和数据存储模块；

进一步，所述电平转换模块包括1个5V信号输入接口和1个5V信号输出接口，5V信号输入接口连接串口模块，5V信号输出接口连接串口模块。

进一步，所述MCU模块设有交互信号端、信号输入端和信号输出端。

进一步，所述数据存储模块设有交互信号端，MCU模块交互信号端与数据存储模块的交互信号端相连接。

进一步，所述电平转换模块设有3.3V信号输入端和3.3V信号输出端。

进一步，所述MCU模块的信号输入端与电平转换模块的3.3V信号输出端相连接；MCU模块的信号输出端与电平转换模块的3.3V信号输入端相连接。

进一步，所述MCU模块的信号输出端与点阵驱动模块的信号输入端相连接。

进一步，所述点阵驱动模块包括1个输出接口，输出接口连接显示牌。

进一步，所述MCU模块的信号输出端与大电流驱动模块的信号输入端相连接。

进一步，所述大电流驱动模块包括1个输出接口，输出接口连接灯带模块。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法，所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法，包括：

通过太阳能进行供电，采用低功耗高亮度发光器件，进行节省电能；采用新能源与储能技术，用以能源的合理利用；

显示牌和警示灯带动态闪烁，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过；

通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行数据；

北斗地图数据库处理流程主要包括数据收集、数据预处理、数据存储、数据处理与分析、数据展示/数据可视化、数据应用等环节，其中数据质量贯穿于整个处理程，每一个数据处理环节都会对大数据质量产生影响作用。(1)数据收集，安装在限高栏上的主机采集的限高、限宽、限重、限行等数据发给北斗地图数据库。(2)数据预处理，遍布全国的限高栏上的主机是海量数据源，这些数据源包括同构或异构的数据库、文件***、服务接口等，易受到噪声数据、数据值缺失、数据冲突等影响，因此需首先对收集到的大数据集合进行预处理，以保证大数据分析与预测结果的准确性与价值性。(3)数据处理，数据处理的主要计算模型是MapReduce分布式计算框架，是一个批处理的分布式计算框架，可对海量数据进行并行分析与处理，它适合对各种结构化、非结构化数据的处理。(4)数据分析，主要包括已有数据的分布式统计分析技术和未知数据的分布式挖掘、深度学习技术。(5)数据可视化与应用环节，数据可视化是指将大数据分析与预测结果以计算机图形或图像的直观方式显示给用户的过程，并可与用户进行交互式处理。

使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高基本参数，在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，用以节省时间和费用。

进一步，所述通过太阳能进行供电的具体过程为：

太阳能光伏板把光能转换为电能，光伏控制模块经DC-DC直流变换将电压电流都不稳定的太阳能，转为锂电池需要的充电电压电流，将电能储存于锂电池中；锂电池将光伏控制模块转换好的充电电流转化为化学能存储在电池里；

当太阳能的电流不够时，将电池中的化学能转化为电能提供给电路使用；稳压模块通过DC/DC变换将锂电池的10.8V～14.6V的电压转换为稳定的12V电压；

显示牌和灯带模块由红色和蓝色低功耗高亮度灯珠构成，在白天夜晚都很醒目，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

通过太阳能进行供电，采用低功耗高亮度发光器件，进行节省电能；采用新能源与储能技术，用以能源的合理利用；

显示牌和警示灯带动态闪烁，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过；

通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行数据；

使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高基本参数，在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，用以节省时间和费用。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

通过太阳能进行供电，采用低功耗高亮度发光器件，进行节省电能；采用新能源与储能技术，用以能源的合理利用；

显示牌和警示灯带动态闪烁，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过；

通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行数据；

使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高基本参数，在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，用以节省时间和费用。

本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法。

本发明的另一目的在于提供一种所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***在道路限高栏警示中的应用。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明的一种基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法，弥补了目前警示标志不醒目，限高栏信息混乱不实时，导航地图没有限高、限宽、限重、限行等信息的缺陷。采用太阳能，无需市电供应；采用低功耗高亮度发光器件，节省电能；采用新能源与储能技术，实现能源的合理利用；显示牌和警示灯带动态闪烁，可见度达到100m，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过。通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行等数据。司机首次使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高等基本参数，便可以直接使用该功能。在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，会自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，为货车司机节省时间和费用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***结构示意图。

图2是本发明实施例提供的主机连接结构示意图。

图3是本发明实施例提供的控制器连接结构示意图。

图中：1、北斗地图数据库；2、4G internet；3、限高栏；4、主机；5、导航APP；6、控制器(STM32F103C8T6)；7、太阳能光伏板(18V20W)；8、光伏控制模块(YJSS20)；9、锂电池(YINKAI12V14AH)；10、稳压模块(LHE10-12)；11、4G通信模块(F2116)；12、串口模块(MAX232)；13、显示牌(LEDP10)；14、灯带模块(FS3M24)；15、MCU模块(STM32F103C8T6)；16、保护模块(压敏电阻10D470K+自恢复保险丝T150)；17、电源模块(ME6239A33PG)；18、电平转换模块(TXS0108E)；19、数据存储模块(25Q16JVSIQ)；20、点阵驱动模块(MAX7219)；21、大电流驱动模块(ULN2003)。

如图1所示，主机4安装在限高栏3上，通过4G internet 2连接北斗地图数据库1，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行等数据，导航APP 5通过4Ginternet 2接收北斗地图数据库1的信息。

如图2所示，太阳能光伏板7把光能转换为电能，光伏控制模块8经DC-DC直流变换将电压电流都不稳定的太阳能，转为锂电池9需要的充电电压电流，将电能储存于锂电池9中；锂电池9，将光伏控制模块8转换好的充电电流转化为化学能存储在电池里；当太阳能的电流不够时，将电池中的化学能转化为电能提供给电路使用；稳压模块10通过DC/DC变换将锂电池的10.8V～14.6V的电压转换为稳定的12V电压；显示牌13和灯带模块14由红色和蓝色低功耗高亮度灯珠构成，在白天夜晚都很醒目，使得司机能够看清楚限高栏3的位置和高度。控制器6把限高栏的数据通过串口模块12发给4G通信模块11，4G通信模块11通过4Ginternet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行数据。

太阳能光伏板：18V20W。尺寸420mm*340mm*17mm，输出功率20W，最高短路电流1.16A，最高开路电压21.64V，转换效率：17.5％以上。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，送往锂电池中存储起来。

光伏控制模块：YJSS20。采用串联式PWM充电技术，有效降低充电损耗，内置多重保护(过充保护、反接保护、短路保护、防倒流保护，开路保护，过流保护)；一方面保护锂电池，另一方面保护太阳能光伏板；太阳能光伏板的电压随着外界太阳光的强弱变化，高低不定，如果太阳能光伏板直接连接锂电池，太阳光强时电压高达21V会充坏锂电池，太阳光弱时，电压太低，充不进去。光伏控制模块不但保护锂电池，而且根据锂电池的充电曲线，调整充电电压，尽可能的多充电，不浪费能量。

锂电池：YINKAI12V14AH。磷酸铁锂电池，容量14AH，额定电压12.8V，充电截止电压14.6，放电截止电压10.8V；将光伏控制模块转换好的充电电流转化为化学能存储在电池里；当太阳能的电流不够时，将电池中的化学能转化为电能提供给电路使用。

4G通信模块：F2116。F2116模块是一种物联网无线数据终端，利用公用蜂窝网络为用户提供无线长距离数据传输功能。4G通信模块的功能，一方面实时的把实时更新的限高、限宽、限重、限行、限高栏的状态等通过4G物联网传送给北斗地图数据库，另一方面，把北斗地图数据库的命令通过串口模块发给MCU模块。4G通信模块的电源为12V，来自稳压模块，4G通信模块内部有DC/DC变换，将12V转为5V，一方面为内部电路提供电源，另一方面提供给串口模块。

稳压模块：LHE10-12。通过DC/DC变换将锂电池的10.8V～14.6V的电压转换为稳定的12V电压，12V的直流电供给4G通信模块和控制器。

灯带模块：FS3M24。灯带模块由可拆卸防水接头和防水LED灯管组成，每根灯管长度1米，首尾可级联，按需要最多可级联20米；每根灯管由60枚灯珠组成，分为10组，每组6枚灯珠串联，每个灯珠的额定电压是2V，每组额定电压是12V。

显示牌：LEDP10。显示牌由LED灯珠按点阵的方式排列。由点亮的灯珠组成文字或数字。动态显示更醒目。

如图3所示，控制器设置有MCU模块、保护模块、电源模块、电平转换模块、数据存储模块、点阵驱动模块、继电器。保护模块防止尖峰电压击穿控制器电路，稳压模块的12V直流电经过保护模块后，一路送给电源模块，一路送给点阵驱动模块和继电器；电源模块通过DC/DC变换将12V电压转换为MCU模块、电平转换模块和数据存储模块需要的3.3V；由于MCU模块的电平是3.3V，而串口模块(MAX232)是5V电平，二者不能直接连接，通过双向电平转换模块(TXS0108E)，实现3.3Vto 5.0V与5.0Vto 3.3V的电平转换；MCU模块通过控制点阵驱动模块，控制显示牌的显示内容，还有显示牌的开和关；MCU模块通过控制大电流驱动模块(ULN2003)控制灯带模块的亮和灭；MCU模块连接数据存储模块，将设置参数、工作记录、限高栏的数据等保存在数据存储模块中；

MCU模块型号：STM32F103C8T6。一款基于ARM Cortex-M内核STM32系列的32位的微控制器，CPU最高速度达72MHz，64KB Flash。MCU模块是中央处理器(CPU)的缩减版，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

大电流驱动模块：ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点。MCU模块内部有定时器，每400mS改变一次对大电流驱动模块的控制信号，大电流驱动模块就改变灯带模块的发光状态。

点阵驱动模块：MAX7219。MAX7219是一种高集成化的串行输入/输出共阴极LED点阵显示驱动器。芯片上包括BCD码译码器、多位扫描电路、段驱动器、位驱动器、内含8×8位静态RAM，用于存放显示数据。MCU模块内部有定时器，每2S改变一次对点阵驱动模块的控制信号，点阵驱动模块就改变显示牌的显示内容。

保护模块：由并联的压敏电阻10D470K和串联的自恢复保险丝T150组成；压敏电阻主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件；自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，防止瞬时电流过大。传统保险丝过流保护，仅能保护一次，烧断了需更换，而自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能。

电源模块：ME6239A33PG。电源模块通过DC/DC变换将12V电压转换为MCU模块、电平转换模块和数据存储模块需要的3.3V；

双向电平转换模块：TXS0108E。面向开漏和推挽应用的8位双向电压电平转换，使用两个独立的可配置电源，可实现1.2V，1.8V，2.5V，3.3V和5V电压节点之间的任意低压双向转换。由于MCU模块的电平是3.3V，而串口模块(MAX232)是5V电平，二者不能直接连接，通过双向电平转换模块，实现3.3Vto 5.0V与5.0Vto 3.3V的电平转换；

串口模块：MAX232。MAX232是用来做电平转换的，标准rs232电平很高，达正负15V。常用的TTL电平最高5V。相互连接的话，必须进行电平转换。使用+5V单电源供电。串口模块的电源取自4G通信模块。因为4G通信模块使用RS-232串口通信，所以MCU模块不能和4G通信模块相连，需要串口模块进行电平转换。MCU模块一方面接收串口模块发来的数据，另一方面通过串口模块上传数据，接收上级指令。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***仅仅是一个具体实施例而已。

如图1所示，本发明实施例提供的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***包括：北斗地图数据库1、4G internet2、限高栏3、主机4、导航APP5；北斗地图数据库1与4G internet2连接，4G internet2分别与主机4和导航APP5连接，主机4与限高栏3连接。

主机4安装在限高栏3上，通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行等数据，导航APP通过4Ginternet接收北斗地图数据库的信息。

如图2所示，本发明实施例提供的主机设置有控制器6，控制器6与串口模块12连接，串口模块12与4G通信模块11连接；控制器6与稳压模块10连接，稳压模块10与锂电池9连接，锂电池9与光伏控制模块8连接，光伏控制模块8与太阳能光伏板7连接。控制器6分别与显示牌13和灯带模块14。

太阳能光伏板把光能转换为电能，光伏控制模块经DC-DC直流变换将电压电流都不稳定的太阳能，转为锂电池需要的充电电压电流，将电能储存于锂电池中；锂电池，将光伏控制模块转换好的充电电流转化为化学能存储在电池里；当太阳能的电流不够时，将电池中的化学能转化为电能提供给电路使用；稳压模块通过DC/DC变换将锂电池的10.8V～14.6V的电压转换为稳定的12V电压；显示牌和灯带模块由红色和蓝色低功耗高亮度灯珠构成，在白天夜晚都很醒目，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度。

如图3所示，控制器6包括：MCU模块15、保护模块16、电源模块17、电平转换模块18、数据存储模块19、点阵驱动模块20、大电流驱动模块21。保护模块16包括1个输入接口，输入接口连接稳压模块10。MCU模块15设有交互信号端、信号输入端和信号输出端；数据存储模块19设有交互信号端；MCU模块15交互信号端与数据存储模块19的交互信号端相连接；电平转换模块18设有3.3V信号输入端和3.3V信号输出端；MCU模块15的信号输入端与电平转换模块19的3.3V信号输出端相连接；MCU模块15的信号输出端与电平转换模块19的3.3V信号输入端相连接；MCU模块15的信号输出端与点阵驱动模块20的信号输人端相连接；MCU模块15的信号输出端与大电流驱动模块21的信号输人端相连接；保护模块16的输出端分别连接电源模块17、点阵驱动模块20和大电流驱动模块21；电源模块17的输出端分别连接MCU模块15、电平转换模块18和数据存储模块19；点阵驱动模块20包括1个输出接口，连接显示牌13。大电流驱动模块21包括1个输出接口，输出接口连接灯带模块14。

控制器6是该装置的核心模块，包括2个输入端input1、input2及3个输出端Output1、Output2、Output3。输入端input1接收来自稳压模块10的12V电压；输入端input2接收来自串口模块12的数据；输出端Output1发送数据给串口模块12；输出端Output2控制显示牌13中显示的内容，还有显示牌的开和关；输出端Output3控制灯带模块14的每组灯珠的亮和灭。

控制器6包括2个输入模块保护模块16、电平转换模块18，3个输出模块电平转换模块18、点阵驱动模块20、大电流驱动模块21。输入模块保护模块16、电平转换模块18均设有输入端和输出端；输入模块保护模块16、电平转换模块18的输入端即为控制器15的输入端Input1、Input2。输入模块保护模块16的输出端分别与电源模块17、点阵驱动模块20、大电流驱动模块21的电源输入端相连接，为它们直接提供12V电源。电源模块17的输出端分别与MCU模块15、电平转换模块18、数据存储模块19的电源输入端连接，为它们提供3.3V电源。输出模块电平转换模块18，点阵驱动模块20、大电流驱动模块21输出端即为控制器2的输出端Output1、Output2、Output3，输出模块电平转换模块18，点阵驱动模块20、大电流驱动模块21的信号输入端口均与MCU模块15的信号输出端相连接；MCU模块16的交互信号端与数据存储模块19的交互信号端相连接；

本发明的工作原理为：本发明弥补了目前警示标志不醒目的缺陷。采用太阳能，无需市电供应；采用低功耗高亮度发光器件，节省电能；采用新能源与储能技术，实现能源的合理利用；显示牌和警示灯带动态闪烁，可见度达到100m，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过。通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行等数据。司机首次使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高等基本参数，便可以直接使用该功能。在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，会自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，为货车司机节省时间和费用。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行***，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***，其特征在于，所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***设置有：

北斗地图数据库；

北斗地图数据库与4G internet连接，4G internet分别与主机和导航APP连接，主机与限高栏连接。

2.如权利要求1所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***，其特征在于，所述主机设置有控制器，控制器与串口模块连接，串口模块与4G通信模块连接；所述控制器与稳压模块连接，稳压模块分别与锂电池和4G通信模块连接，锂电池与光伏控制模块连接，光伏控制模块与太阳能光伏板连接；所述控制器分别与显示牌和灯带模块连接。

3.如权利要求1所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***，其特征在于，所述控制器包括有MCU模块，MCU模块分别连接保护模块、电源模块、电平转换模块、数据存储模块、点阵驱动模块、大电流驱动模块；所述保护模块包括1个输入接口，输入接口连接电源模块；所述保护模块包括1个输出接口，输出接口分别连接稳压模块、点阵驱动模块和大电流驱动模块；所述稳压模块包括1个输出接口，输出接口分别连接MCU模块、电平转换模块和数据存储模块；所述电平转换模块包括1个5V信号输入接口和1个5V信号输出接口，5V信号输入接口连接串口模块，5V信号输出接口连接串口模块。

4.如权利要求3所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***，其特征在于，所述MCU模块设有交互信号端、信号输入端和信号输出端；所述数据存储模块设有交互信号端，MCU模块交互信号端与数据存储模块的交互信号端相连接；所述电平转换模块设有3.3V信号输入端和3.3V信号输出端；所述MCU模块的信号输入端与电平转换模块的3.3V信号输出端相连接；MCU模块的信号输出端与电平转换模块的3.3V信号输入端相连接；所述MCU模块的信号输出端与点阵驱动模块的信号输入端相连接；所述点阵驱动模块包括1个输出接口，输出接口连接显示牌；所述MCU模块的信号输出端与大电流驱动模块的信号输入端相连接；所述大电流驱动模块包括1个输出接口，输出接口连接灯带模块。

5.一种运行权利要求1～4任意一项所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法，其特征在于，所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法，包括：

通过太阳能进行供电，采用低功耗高亮度发光器件，进行节省电能；采用新能源与储能技术，用以能源的合理利用；

显示牌和警示灯带动态闪烁，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过；

通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行数据；

使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高基本参数，在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，用以节省时间和费用。

6.如权利要求5所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法，其特征在于，所述通过太阳能进行供电的具体过程为：

太阳能光伏板把光能转换为电能，光伏控制模块经DC-DC直流变换将电压电流都不稳定的太阳能，转为锂电池需要的充电电压电流，将电能储存于锂电池中；锂电池将光伏控制模块转换好的充电电流转化为化学能存储在电池里；

当太阳能的电流不够时，将电池中的化学能转化为电能提供给电路使用；稳压模块10通过DC/DC变换将锂电池的10.8V～14.6V的电压转换为稳定的12V电压；

显示牌和灯带模块由红色和蓝色低功耗高亮度灯珠构成，在白天夜晚都很醒目，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度。

7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

通过太阳能进行供电，采用低功耗高亮度发光器件，进行节省电能；采用新能源与储能技术，用以能源的合理利用；

显示牌和警示灯带动态闪烁，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过；

通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行数据；

使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高基本参数，在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，用以节省时间和费用。

8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

通过太阳能进行供电，采用低功耗高亮度发光器件，进行节省电能；采用新能源与储能技术，用以能源的合理利用；

显示牌和警示灯带动态闪烁，为司机通过提前警示，使得司机能够看清楚限高栏的位置和高度，减速慢行并安全通过；

通过4G internet连接北斗地图数据库，为北斗导航地图添加实时更新的限高、限宽、限重、限行数据；

使用时只要添加货车类型、品牌、重量、长宽高基本参数，在货车导航使用过程中，根据每辆车的参数不同，导航地图基于高精准大数据进行智能运算，自动规划出符合所驾货车各方面限制的导航路线，选择最合适的路线、行驶时间，避免各项违规，用以节省时间和费用。

9.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求5所述的基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管方法。

10.一种如权利要求1～4任意一项所述基于北斗卫星道路限高栏导航预警及远程监管***在道路限高栏警示中的应用。

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