基于led光通信技术的交通系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于LED光通信技术的交通系统，包括交通调度中心，交通调度中心通过公安部专用光纤传输网络连接若干个交通灯系统，交通灯系统通过LED交通灯发射交通信息光信号，光信号被安装在汽车上的移动车载系统光信号接收/发射模块接收。本实用新型的有益效果是基于LED的交通灯和车灯组成的交通控制系统组网结构简单。
【专利说明】基于LED光通信技术的交通系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于led光通信【技术领域】，涉及基于LED光通信技术的交通系统。
【背景技术】
[0002]LED作为半导体器件，高速的亮灭也就是开关的通断能力是它的特性，信息编码也就是O与I的各种组合，就可以通过灯光来传递了，这就是LED可见光通信的基本原理。2009年，美国联邦通讯委员会警告称，光谱危机迫在眉睫，因为移动设备对数据的苛求与日俱增，而有限的无线电广播频率的带宽即将用尽，LED可见光通信技术或可破解这一难题。LED光源是一个电光信号的转换器，可当作光学无线局域网络(WLAN)数字发射机的光源。光无线通信是一种视距传输技术，其基础是电-光和光-电的转换，十字路口 LED交通信号灯单元、移动车载终端的LED车灯及车载光信号接收装置、区域交通管理与调度指挥中心及交通信息采集的传感装置构成区域智能交通系统。区域交通管理和调度中心的信息传输到十字路口 LED交通信号灯单元，该单元控制模块将来自区域交通管理与调度指挥中心的信息进行编码，在十字路口红、绿、黄交通信号灯指示的同时以无线光信号方式发送交通信息与指挥指令。移动车载终端利用接收装置接收信息后解码，司机根据交通信息选择相应服务和行车路线。车与车之间利用车灯传输安全车距信息、车速信息等以避免碰撞。
[0003]现有的交通指挥系统，是基于电子交通灯形式，并没有应用LED光通信技术。现有的具备以上功能的交通指挥系统结构组网复杂，组网成本高。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供基于LED光通信技术的交通系统，解决了现有系统组网结构复杂的问题。并且缓解现有的交通拥堵和提高车辆主动安全预防。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是包括交通调度中心，交通调度中心通过公安部专用光纤传输网络连接若干个交通灯系统，交通灯系统通过LED交通灯发射交通信息光信号，光信号被安装在汽车上的移动车载系统光信号接收/发射模块接收。
[0006]进一步，所述交通灯系统包括第一控制模块，第一控制模块分别通过电路连接接收模块和第一发射模块，第一发射模块通过电路连接红绿黄信号灯，第一电源模块分别连接第一控制模块、接收模块、第一发射模块和红绿黄信号灯。
[0007]进一步，所述发射模块包括AMR微处理器，AMR微处理器电路连接AD8009脉冲放大模块。
[0008]进一步，所述移动车载系统光信号接收/发射模块包括第二控制模块，第二控制模块分别连接LED光接收模块、信息发布模块、第二发射模块，第二发射模块连接LED车灯。
[0009]进一步，所述LED光接收模块包括透镜，透镜后安装有滤波器，滤波器通过光路连接光敏器件、光敏器件通过电路依次连接信号放大器、锁相环电路、信号调理器和ARM微处理器，第二电源模块分别连接光敏器件、信号放大器、锁相环电路、信号调理器和ARM微处理器。
[0010]本实用新型的有益效果是基于LED的交通灯和车灯组成的交通控制系统组网结构简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型交通灯系统结构示意图；
[0012]图2是本实用新型LED交通灯光信号发射模块结构示意图；
[0013]图3是本实用新型移动车载系统光信号接收/发射模块结构示意图；
[0014]图4是移动车载系统LED光信号接收装置示意图。
[0015]图中，1.交通调度中心，2.交通灯系统，3.移动车载系统光信号接收/发射模块，201.第一控制模块，202.接收模块，203.第一发射模块，204.红绿黄LED信号灯，205.第一电源模块，301.第二控制模块，302.LED光接收模块，303.信息发布模块，304.第二发射模块，305.LED车灯，2031.AMR微处理器，2032.AD8009脉冲放大模块，3021.透镜，3022.滤波器，3023.光敏器件，3024.信号放大器，3025.锁相器，3026.信号调理器，3027.ARM微处理器，3028.第二电源模块。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0017]本实用新型包括交通调度中心1，交通调度中心I通过公安部专用光纤传输网络连接若干个交通灯系统2，通过无线光通信方式将控制命令发送给交通灯系统2，交通灯系统2通过LED交通灯发射交通信息，光信息被安装在汽车上的移动车载系统光信号接收/发射模块3接收。
[0018]如图1所示，交通灯系统2包括第一控制模块201，第一控制模块201分别通过电路连接接收模块202和第一发射模块203，第一发射模块203通过电路连接红绿黄信号灯204，第一电源模块205分别连接第一控制模块201、接收模块202、第一发射模块203和红绿黄LED信号灯204。
[0019]如图2所示，所述第一发射模块203包括AMR微处理器2031，AMR微处理器2031电路连接AD8009脉冲放大模块2032。交通灯系统2中的接收模块202接收到来自交通调度中心的控制信息及需要发布的交通信息，ARM微处理器2031按照优先级生成当前红、绿、黄信号灯周期，按照一定顺序对红绿黄LED交通灯204进行开启，同时ARM微处理器2031对要传送的交通信息进行编码和高速调制后形成7MHZ (表示信息码低电平O)和10MHZ (表示信息码高电平I)的串行脉冲序列，脉冲序列经高速脉冲放大器AD8009脉冲放大模块2032驱动红绿黄LED信号灯204。
[0020]如图3所示，移动车载系统3包括第二控制模块301，第二控制模块301分别连接LED光接收模块302、信息发布模块303、第二发射模块304，第二发射模块304和第一发射模块203相同，第二发射模块304连接LED车灯305。通过LED光接收模块302接收红绿黄LED交通灯204的光信息，经过第二控制模块301解码后经电子地图图像显示或语音播报供司机参考选择最优路线或交通服务信息。本车驾驶信息经信息发布模块303送给第二控制模块301处理，驾驶信息中本车的特殊请求通行信息经GSM模块传输给交通调度中心I ;其它交通信息经第二发射模块304处理并驱动LED车灯305发光传输给后车的LED光接收模块302接收。LED光接收模块302中由高灵敏度的光敏器件组成，为半球状排列数百个微型光敏器件，使其具有160°角度的大视野，完成针对移动目标的捕捉。
[0021]如图4所示，LED光接收模块302包括透镜3021，透镜后安装有滤波器3022，滤波器3022通过光路连接光敏器件3023、光敏器件通过电路依次连接信号放大器3024、锁相环电路3025、信号调理器3026和ARM微处理器3027，第二电源模块3028分别连接光敏器件3023、信号放大器3024、锁相环电路3025、信号调理器3026和ARM微处理器3027。
[0022]入射到车载移动终端LED光接收模块302的光束经光学透镜3021聚光后，经过能通过特种波长光的滤波器3022的滤波输出红光、黄光、绿光，高灵敏度的光敏器件3023接收红黄绿光后经过高速脉冲信号放大器3024放大和电路滤波后送给锁相环电路3025的两个锁相环CD4046捕获7MHZ(信息码低电平O)和10MHZ (信息码高电平I)脉冲信号，捕获到7MHZ信号后置0，捕获到10MHZ信号后置1，O、I信息流经信号调理后送给ARM微处理器2031接收，解码还原信息。
[0023]整个系统光通信过程中接收机必须准确捕获发射过来的光束，发射端对光速进行控制，使LED交通灯发射角60度范围下行辐射输出，接收端采样透镜聚光，移动车载终端接收机中将数百个光敏器件排列成半球状，使其具有160°大视野实现光收发双方对准机制，使两个十字路口交通灯间距中的移动车载接收机接受光束。
[0024]解码后的信息经过电子地图图像显示或语音播报，司机(或无人驾驶车操控系统)根据解码后的信息可以选择相应服务和行车路线。车与车之间利用车灯(日车灯成为欧洲行车标准)传输安全车距等信息，控制车辆进行加减速或停车避免碰撞。
[0025]米用透镜3021聚光,对传输来光束选择高抑制背景杂散光干扰的窄带滤波器和吸收滤光片两者的配合完成抑制和消除背景光干扰。选用效率高，响应速度快，噪声小的光敏器件，半球状排列数百个光敏器件，使其具有160°大视野捕捉光束能力，进行光电转换。接下来进行电信号选频放大、采用两个锁相环电路近似乒乓式工作快速锁定比特I和O的载波频率信号进行信号解调后解码输出源信息。
[0026]以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.基于LED光通信技术的交通系统，其特征在于:包括交通调度中心(1)，交通调度中心(I)通过公安部专用光纤传输网络连接若干个交通灯系统(2)，交通灯系统(2)通过LED交通灯发射交通信息光信号，光信号被安装在汽车上的移动车载系统光信号接收/发射模块⑶接收。
2.按照权利要求1所述基于LED光通信技术的交通系统，其特征在于:所述交通灯系统(2)包括第一控制模块(201)，第一控制模块(201)分别通过电路连接接收模块(202)和第一发射模块(203)，第一发射模块(203)通过电路连接红绿黄信号灯(204)，第一电源模块(205)分别连接第一控制模块(201)、接收模块(202)、第一发射模块(203)和红绿黄信号灯(204)。
3.按照权利要求2所述基于LED光通信技术的交通系统，其特征在于:所述发射模块(203)包括AMR微处理器(2031)，AMR微处理器(2031)电路连接AD8009脉冲放大模块(2032)。
4.按照权利要求1所述基于LED光通信技术的交通系统，其特征在于:所述移动车载系统光信号接收/发射模块(3)包括第二控制模块(301)，第二控制模块(301)分别连接LED光接收模块(302)、信息发布模块(303)、第二发射模块(304)，第二发射模块(304)连接LED车灯(305)。
5.按照权利要求4所述基于LED光通信技术的交通系统，其特征在于:所述LED光接收模块(302)包括透镜(3021)，透镜后安装有滤波器(3022)，滤波器(3022)通过光路连接光敏器件(3023)、光敏器件依次通过电路连接信号放大器(3024)、锁相环电路(3025)、信号调理器(3026)和ARM微处理器(3027)，第二电源模块(3028)分别连接光敏器件(3023)、信号放大器(3024)、锁相环电路(3025)、信号调理器(3026)和ARM微处理器(3027)。
【文档编号】G08G1/09GK203982581SQ201420432551
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】段颖妮, 韩佐军, 李国柱, 刘密歌 申请人:西安文理学院