专利名称：一种无线智能高速公路车辆速度检测、监控系统和方法
技术领域：
本发明涉及高速公路交通标志信息接收和处理装置，具体涉及一种能自动检测高速路上限速信息、防止汽车超度的装置。
背景技术：
随着高速公路的不断扩大，交通标志已成为公路重要组成部分，公路交通标志的设置直接影响着一个地区的交通的运输安全和运输效率。近年来我国高速公路建设发展较快，交通标志的设置也越来越多。驾驶员在驾驶过程中，需要时刻注意各种众多的交通标志，势必影响驾驶员对车辆的驾驶。在行驶中，驾驶员根据高速公路的限速交通标志控制车速，这样需要驾驶员时刻保持警惕和注意限速交通标志。偶尔，驾驶员对限速交通标志疏漏，驾驶的车辆速度高于限速交通标志的速度值，这结果导致违反相关规定并受到处罚，也对高速路上其他车辆带来危险，也影响自己的安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是高速行驶中司机易疏漏限速交通标志而导致超速，提供一种能够检测车速和公路限速值、防止司机疏漏造成超速的无线智能高速公路车辆速度检测、监控系统和方法。本发明的技术方案是以下述方式实现的:一种无线智能高速公路车辆速度检测、监控系统，包括无线信号发送装置和无线信号接收装置，所述无线信号接收装置包括:电源，用于向各模块供电；速度传感器，检测汽车的当前速度并发送至中央处理器；无线接收器，接受无线信号发送装置发出的限速信息帧，存储在接收信号存储器中，并通过巡航器接口输出至巡航控制器；中央处理器，协调完成限速信息帧接受、存储、显示和信息传输；接收信号存储器，保存无线接收器接受的信号；巡航器接口，与中央处理器连接，将无限接收器接受的信号输出至巡航器；扬声器，超速时提醒驾驶员；显示器，显示所述速度传感器的速度值和无线接收器接收的信号值；车型设置模块，设置被控制和监视车辆的车型，以便从限速信息帧中获取对应车型的限速值。所述无线信号发送装置包括:无线发送器，向过往车辆发送所处区域的合法的速度值，即限速信息帧；发送处理器，协调完成无线发送器接收和存储限速信号；电源，为无线发送器提供稳定的电源；串口，设置所处区域信息到所述保存限速存储器中；保存限速存储器，存储串口写入的限速信息。所述无线接收器和无线发送器是nRF2401芯块。所述发送处理器是MSP430处理器。一种无线智能高速公路车辆速度检测、监控方法，是按照下述方式进行的:无线信号发送装置安装在限速交通标志牌上，无线信号发送装置向过往车辆发送限速信息帧；无线信号接收装置安装在车辆上，无线接收器接收上述无线信号发送装置发出的信号，接收信号存储器保存无线接收器接收的信号，显示器显示速度传感器的速度值和无线接收器接收的信号值；扬声器用于超速时提醒驾驶员，巡航器接口与中央处理器电连接，用于将无线接收器接收的信号输出至巡航器，所述车型设置模块进行车型设置，以获取不同车型的限速值。本发明通过无线信号发送装置将所在区域的限速信息发送出去，通过无线信号接收装置接收该信息，通过速度传感器检测行驶车辆的速度，将汽车行驶速度与该限速信息比较，超速的时候通过扬声器提醒驾驶人员，能够防止由于驾驶人员的疏漏造成的超速违章现象。
图1是本发明的应用状态示意图。图2是无线信号接收装置的原理框图。图3是无线信号发送装置的原理框图。图4是无线信号发送装置的信息帧结构图。图5是本发明的车辆速度检测和监控流程图。
具体实施例方式如图1、2、3所示，一种无线智能高速公路车辆速度检测、监控系统，包括无线信号发送装置和无线信号接收装置，所述无线信号接收装置包括:电源，用于向各模块供电；速度传感器，检测汽车的速度并发送至中央处理器；无线接收器，接受无线信号发送装置发出的限速信息帧，存储在接收信号存储器中，并通过巡航器接口输出至巡航控制器；中央处理器，协调完成限速信息帧接受、存储、显示和信息传输；接收信号存储器，保存无线接收器接受的信号；巡航器接口，与中央处理器连接，将无限接收器接受的信号输出至巡航器；扬声器，超速时提醒驾驶员；显示器，显示所述速度传感器的速度值和无线接收器接收的信号值；车型设置模块，设置被控制和监视车辆的车型，以便从限速信息帧中获取对应车型的限速值。所述无线接收器和无线发送器是nRF2401芯块；所述发送处理器是MSP430处理器。所述无线信号发送装置包括:无线发送器，向过往车辆发送所处区域的合法的速度值，即限速信息帧；发送处理器，协调完成无线发送器接收和存储限速信号；电源，为无线发送器提供稳定的电源；串口，设置所处区域信息到所述保存限速存储器中；保存限速存储器，存储串口写入的限速信息。所述电源可以使电池、AC或DC电源、或太阳能电池。无线信号发送装置可以通过串口修改和设定限速信息，这样，限速信息以最后修改的限速信息为准。无线限速信息发送器的限速信息帧被无线智能车辆速度检测和监控系统接收。本发明所述的车辆速度检测、监控方法，是按照下述方式进行的:无线信号发送装置安装在限速交通标志牌上或其它合适地方，无线信号发送装置向过往车辆发送限速信息帧；无线信号接收装置安装在车辆上，无线接收器接收上述无线信号发送装置发出的信号，接收信号存储器保存无线接收器接收的信号，显示器显示速度传感器的速度值和无线接收器接收的信号值；扬声器用于超速时提醒驾驶员，巡航器接口与中央处理器电连接，用于将无线接收器接收的信号输出至巡航器，所述车型设置模块进行车型设置，以获取不同车型的限速值。本发明可以单一控制速度、单一监视速度，也可以同时控制和监视速度。本系统可以工作在单一或组合方式，如下述:第一，单一速度控制方式，该方式控制车辆速度在所处区域的合法的速度值上；第二，单一速度监视方式，比较车辆当前速度与接收到的限速值。当车辆速度超过接收到的限速值时，通过扬声器发出声音和显示器提醒驾驶员。第三，固定速度值偏移方式，控制车辆速度在偏移合法限速值一个固定速度值上。速度控制方式如下:限速信息帧通过巡航器接口发送给巡航器，该限速信号值与接收信号存储器中的限速值一致，作为车辆速度的期望值。车辆速度被控制在所处区域合法的速度值。驾驶员驾驶车辆行驶在不同区域时，通过该系统，可以自动地将车辆速度控制在等于或小于当前合法速度值，不需要驾驶员直接干预。速度监视方式如下:驾驶员通过油门踏板控制车速，车速由速度传感器测量，通过显示器(显示器可以是LCD)显示。当速度超过合法值时，扬声器播放声音，以提醒驾驶员车辆超速。例如，如果车速超过合法值，扬声器会播放一段已存录音，提醒驾驶员超速。设置一个可选的功能，该可选功能可以设置允许超速的次数或超速的界定范围。在该方式下，驾驶员不必时刻注意所在区域限速值的变化，因为，如果驾驶员驾驶车辆超速，通过本方式会自动向驾驶员发出提醒，也不会出现超速违章现象。固定速度值偏移方式如下:驾驶员可以设定偏移合法限速值一个固定值的速度值，新设定的速度值=合法限速值+设定的固定偏移值。固定值的大小可由驾驶员依据驾驶条件设定。例如，在雷雨天气，驾驶员或许将车辆速度控制在比限速值低5公里/小时的速度值行驶。中央处理器读出存储器中的限速值，将限速值和设定的偏移值运算后，送给巡航器控制车辆速度。如图5所示，本发明的上述三种工作方式的策略的流程图。首先，驾驶员启动车辆，获取车辆的当前速度、获取所处区域的合法限速值。合法限速值被存入存储器。中央处理器判断获取的限速值是否与上次存储器中的限速值一致，如果不一样，将新的限速值被存入存储器。通过不断地比较存入存储器的限速值，保证当前的限速信息作为本系统的控制限速值。本系统的中央处理器判断该系统是否打开。如果没有打开，则重复执行获取和存储速度信息步骤。如果打开，则进行是否进行速度控制。如果进行速度控制，则将当前的合法的限速值送给巡航器以控制车辆速度。如果不进行速度控制，则判断是否进行速度监视，如果是，则判断当前速度是否是合法的限速值，如果速度超过当前的合法值，扬声器和显示器会显示，以提醒驾驶员。如果没有进行车速监视，则判断是否工作在固定偏移值方式。如果是，则获得偏离速度值，并与限速值运算后作为巡航器的速度值。这是整个策略的流程图，当本系统运行时，不断地循环执行。本发明可以使驾驶员不必时刻注意限速交通标志的合法的限速值；减少超速违章行为。车辆限速行驶，道路和高速公路对任何人更安全。由于，驾驶员减少对是否限速的注意，驾驶员可以更多地注意行驶其他环境，也可以很容易地避免交通事故。另外,车辆的实际速度可以设定在一个与合法速度偏移一个固定值的速度值，以便适合在恶劣的天气条件或夜晚驾驶，保持车距等。如图4所示，限速信息帧包括帧头、帧尾、长度、校验码、车型和限速值。因不同的车型而设置不同的限速值。车型和限速值为原限速交通标志牌上的数据。限速信息帧传输频率为2.4GHz，为安全起见，对该信号进行加密处理。
权利要求
1.一种无线智能高速公路车辆速度检测、监控系统，包括无线信号发送装置和无线信号接收装置，其特征在于所述无线信号接收装置包括: 电源，用于向各模块供电； 速度传感器，检测汽车的当前速度并发送至中央处理器； 无线接收器，接受无线信号发送装置发出的限速信息帧，存储在接收信号存储器中，并通过巡航器接口输出至巡航控制器； 中央处理器，协调完成限速信息帧接受、存储、显示和信息传输； 接收信号存储器，保存无线接收器接受的信号； 巡航器接口，与中央处理器连接，将无限接收器接受的信号输出至巡航器； 扬声器，超速时提醒驾驶员； 显示器，显示所述速度传感器的速度值和无线接收器接收的信号值； 车型设置模块，设置被控制和监视车辆的车型，以便从限速信息帧中获取对应车型的限速值。
2.根据权利要求1所述的无线智能高速公路车辆速度检测和监控系统，其特征在于所述无线信号发送装置包括: 无线发送器，向过往车辆发送所处区域的合法的速度值，即限速信息帧； 发送处理器，协调完成无线发送器接收和存储限速信号； 电源，为无线发送器提供稳定的电源； 串口，设置所处区域信息到所述保存限速存储器中； 保存限速存储器，存储串口写入的限速信息。
3.根据权利要求2所述的无线智能高速公路车辆速度检测和监控系统，其特征在于:所述无线接收器和无线发送器是nRF2401芯块。
4.根据权利要求3所述的无线智能高速公路车辆速度检测和监控系统，其特征在于:所述发送处理器是MSP430处理器。
5.一种无线智能高速公路车辆速度检测、监控方法，其特征在于是按照下述方式进行的:无线信号发送装置安装在限速交通标志牌上，无线信号发送装置向过往车辆发送限速信息帧；无线信号接收装置安装在车辆上，无线接收器接收上述无线信号发送装置发出的信号，接收信号存储器保存无线接收器接收的信号，显示器显示速度传感器的速度值和无线接收器接收的信号值；扬声器用于超速时提醒驾驶员，巡航器接口与中央处理器电连接，用于将无线接收器接收的信号输出至巡航器，所述车型设置模块进行车型设置，以获取不同车型的限速值。
全文摘要
本发明公开一种无线智能高速公路车辆速度检测、监控系统和方法，所述系统包括无线信号发送装置和无线信号接收装置，所述无线信号接收装置包括电源，速度传感器，无线接收器，中央处理器，接收信号存储器，巡航器接口，扬声器，显示器，车型设置模块。本发明通过无线信号发送装置将所在区域的限速信息发送出去，通过无线信号接收装置接收该信息，通过速度传感器检测行驶车辆的速度，将汽车行驶速度与该限速信息比较，超速的时候通过扬声器提醒驾驶人员，能够防止由于驾驶人员的疏漏造成的超速违章现象。
文档编号G08G1/0967GK103177594SQ20131006549
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者房泽平, 范福玲, 吴娜 申请人:中原工学院