一种基于射频无线传输技术的电动车违章行为监测方法与流程

1.本发明属于电动车违章监测技术领域，特别提供了一种基于射频无线传输技术的电动车违章行为监测方法。


背景技术：

2.随着共享电动车的广泛应用及外卖、快递等行业的发展，电动车的使用量大幅增加。随之而来的是大量的电动车违章行为，导致城市交通环境不断恶化。
3.目前，多数电动车违章识别依靠交警人工检查，虽然人脸识别、抓拍等违章识别方法正在发展，但是摄像头的安置要耗费大量人力物力、对于违章行为的识别也会占用大量计算资源。因此，市面上缺乏有效、低成本的电动车违章识别方案。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种基于射频无线传输技术的电动车违章行为监测方法。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于射频无线传输技术的电动车违章行为监测方法，本方法应用到的硬件设备有射频路标和射频接收器；
6.在路口处的信号灯上装配射频路标，在电动车的车锁组件内装配能够接受射频路标所发射信号的射频接收器，车锁组件内置车锁组件内置处理器模和临时存储模块；
7.违章行为监测方法如下：
8.步骤1：用户通过指定手段开锁，并在用户终端反馈过往违章信息；
9.步骤2：用户开始骑行，在经过具备违章行为监测方法的路口时，车锁组件对用户是否存在骑行违章行为进行判断，并临时存储违章记录；
10.步骤3：骑行结束，即用户关锁后，车锁通过网络上传违章记录，并由云服务器将信息传递给用户；
11.步骤4：根据违章次数，选定对用户的处罚措施，用户在下次骑行前完成处罚项目，则可正常进行下一次骑行。
12.进一步地，以十字路口为例，十字路口通常设有四组信号灯，在通过一条马路的过程中，会经过两组信号灯；
13.将信号灯以路口中央为圆心逆时针逐个装配编号为x1、x2、x3、x4的射频路标，射频路标能够发射编码信息；
14.当从x1通向x2为正向通行状态，相对应的从x3通向x4也为正向通行状态，此时x1、x2、x3、x4四个射频路标所发射编码信息的发射机编号分别为1、2、3、4；
15.当从x1通向x2为正向非通行状态，相对应的从x3通向x4也为正向非通行状态，此时x1、x2、x3、x4四个射频路标所发射编码信息的发射机编号分别为2、3、4、1。
16.进一步地，所述步骤1中，当用户将要骑行的电动车为共享单车，用户通过扫码开锁，执行开锁操作的同时将用户账户与共享单车对应车辆编码关联，并将此次骑行所产生
的信息记录至用户账户记录中，用户可通过此共享单车对应的终端程序查看和操作；
17.当用户将要骑行的电动车为个人电动车，用户执行开锁操作的同时，将用户过往的骑行信息同步用户终端，用户可通过终端程序查看和操作。
18.进一步地，所述步骤2中，所述车锁组件会接收到距离最近射频路标所发出的数字信号，在电动车进入路口并穿过马路的过程中，车锁组件先接收过路前临近射频路标所发出的编码信息，再接收过路后道路拐角处射频路标所发出的编码信息；
19.车锁组件接收到编码信息后提取发射机编号用于判断违章行为，根据过道路径的不同，具体有以下几种可能：
20.1-2、3-4为正常通行；
21.2-1、4-3为逆行；
22.4-1、2-3为闯红灯；
23.1-4、3-2为闯红灯且逆行；
24.1-3、3-1、2-4、4-2为闯红灯、逆行且斜穿马路；
25.所述处理器模块根据上述情况与车锁组件实际接收到的编码信息比对判断，得到逆行及闯红灯违章记录并存储至所述临时存储模块。
26.进一步地，所述车锁组件内置时钟组件，在车锁接收到第一个信号时，记录起始时间t0，接收到第二个信号，且第二个信号与第一个信号不同时，记录终止时间t
x
，即电动车通过道路的时间t＝t
x-t0，根据射频路标的编码判断电动车所通过路口的宽度l，由此可得出区间测速结果v＝l/t，将v与规定最大行驶速度v
max
作比对，当v＞v
max
时，判定为用户超速，反之则为不超速；
27.所述处理器模块根据上述方式对电动车进行区间测速，并与车锁组件内预设的v
max
作比对，得到超速违章记录并存储至所述临时存储模块。
28.进一步地，所述步骤3中，所述车锁组件关锁后，将临时存储模块内存储的本次骑行过程中所产生的违章记录及行驶信息，通过网络上传至服务器中；
29.服务器再通过移动网络将行驶信息反馈至本次骑行用户的终端程序上。
30.进一步地，所述步骤4中的处罚方式如下：
31.制定违章次数计数的时间区间；
32.根据规定时间区间内用户违章记录的次数对用户做出处罚，违章记录的次数在跨时间区间时清零；
33.对于单位时间区间内违章次数未达到受罚次数标准但存在违章行为的，在用户执行开锁操作或关锁操作后弹出违章记录信息，并予以“警告”；
34.对多次违章者实施禁行惩罚，在用户执行开锁操作或关锁操作后弹出违章记录信息，并通知其“已被禁行”，同时，倒计时跳转至交规问答系统，需回答交通规则相关问题，通过测试后可正常进行骑行。
35.进一步地，电动车进入路口区域，所述车锁组件接收到射频路标发射的第一个信号后进入监听状态，等待接收第二个信号；
36.在接收到其他射频路标发射的第二个信号后，对相关数据进行运算并判断违章行为、存储违章记录，至此，一个判断循环结束；
37.在一个判断循环结束的同时，以当前接收到的信号作为新的第一个信号开启第二
个判断循环。
38.进一步地，所述监听状态设定间隙时长tr；
39.当所述车锁组件处于第一个射频路标的辐射范围内时，车锁组件会持续接收到第一个信号，每次接收到第一个信号则重置间隙时长tr；
40.当车锁组件接收不到第一个信号时，停止第一个信号的间隙时长重置循环，间隙时长tr开始倒计时，若直至tr归0时车锁组件仍没有接收到第二个信号，则判断本次接收到的信号为“误听”，终止监听状态并清除缓存记录；
41.当车锁组件接收到第二个信号时，停止第一个信号的间隙时长重置循环，并在第二个判断循环开始时，开启第二个信号的间隙时长重置循环。
42.进一步地，所述射频路标的发射模块采用si24r1芯片。
43.使用本发明的有益效果是：
44.1、本发明实现过程中合理应用了目前较为成熟的技术，降低设备运行维护成本；
45.2、本发明的硬件设备包括射频路标和车锁组件的部分改造，相较于现有技术中，大面积部署摄像头或拍照探头，结构简单且部署成本低廉；
46.3、本发明以射频路标编码作为定位、路宽记录及违章判断媒介，以车锁作为违章行为判断单元，以用户骑行账户作为记录载体；相较于现有技术中，使用影像或图像信息违章判断媒介，识别精准度更高，占用服务器算力更低，大幅降低运营成本。
附图说明
47.图1为本发明实施时的流程图；
48.图2为本发明x1通向x2为正向通行状态的十字路口信号灯射频路标编号及编码的发射机编号示意图；
49.图3为本发明x1通向x2为正向非通行状态的十字路口信号灯射频路标编号及编码的发射机编号示意图；
50.图4为本发明x1通向x2为正向通行状态的丁字路口信号灯射频路标编号及编码的发射机编号示意图。
具体实施方式
51.以下结合附图对本发明进行详细的描述。
52.参照图1-图4，一种基于射频无线传输技术的电动车违章行为监测方法，
53.在路口处的信号灯上装配射频路标，本方法应用到的硬件设备有射频路标和射频接收器；
54.在路口处的信号灯上装配射频路标，在电动车的车锁组件内装配能够接受射频路标所发射信号的射频接收器，车锁组件内置车锁组件内置处理器模和临时存储模块；
55.射频路标的内置编码为32位的数组，其内容包括：
56.[校验位(1位)]+[发射机编号(1位)]+[道路宽度(1位)]+[路口位置编号(8位)]+[预留位]；
[0057]
车锁组件及接收器由电动车内已有的低压电路供电；
[0058]
优选地，所述射频路标的发射模块采用si24r1芯片；
[0059]
车锁组件的主控芯片使用stm32f407芯片。
[0060]
本发射模块采用自主设计的基于si24r1芯片的改进应用电路，在原本的射频发送功能上，增加集成衰减器，实现可电控的功率可调的射频发射功能。相比于目前市场中常见的手动调节的步进式衰减器，这种射频发射模块体积小、轻便、无需手动调节。适用于信号频率单一，有功率即时调节需求的工作场景。
[0061]
若以十字路口为例，十字路口通常设有四组信号灯，在通过一条马路的过程中，会经过两组信号灯；
[0062]
将信号灯以路口中央为圆心逆时针逐个装配编号为x1、x2、x3、x4的射频路标(即从射频路标x1向射频路标x2移动穿过马路为正向通行，以此类推)，射频路标能够发射编码信息(发射半径小于2.3m，即路口处单车道最小标准宽度；避免出现大面积信号交叉现象，影响信号接收、数据计算及判断的效果)；
[0063]
如图1和图2所示，当从x1通向x2为正向通行状态，相对应的从x3通向x4也为正向通行状态，此时x1、x2、x3、x4四个射频路标所发射编码信息的发射机编号分别为1、2、3、4；
[0064]
当从x1通向x2为正向非通行状态，相对应的从x3通向x4也为正向非通行状态，此时x1、x2、x3、x4四个射频路标所发射编码信息的发射机编号分别为2、3、4、1。
[0065]
若以丁字路口为例，路口处同样设置有四组信号灯；
[0066]
如图3所示，统计射频路标信息时，同上述的十字路口的方式即可，在判断违章行为时，排除x2与x3之间的信号交互数据即可。
[0067]
电动车进入路口区域，所述车锁组件接收到射频路标发射的第一个信号后进入监听状态，等待接收第二个信号；
[0068]
监听状态即提前预载射频路标编码识别及违章判断循环程序，相较于接收到第二个信号后再临时调用射频路标编码识别及违章判断循环程序，降低了处理器的瞬时运算压力，同时提高了对第二个信号识别的及时性和准确性；
[0069]
在接收到其他射频路标发射的第二个信号后，对相关数据进行运算并判断违章行为、存储违章记录，至此，一个判断循环结束；
[0070]
在一个判断循环结束的同时，以当前接收到的信号作为新的第一个信号开启第二个判断循环。
[0071]
所述监听状态设定间隙时长tr；
[0072]
当所述车锁组件处于第一个射频路标的辐射范围内时，车锁组件会持续接收到第一个信号，每次接收到第一个信号则重置间隙时长tr；
[0073]
当车锁组件接收不到第一个信号时，停止第一个信号的间隙时长重置循环，间隙时长tr开始倒计时，若直至tr归0时车锁组件仍没有接收到第二个信号，则判断本次接收到的信号为“误听”，终止监听状态并清除缓存记录；
[0074]
当车锁组件接收到第二个信号时，停止第一个信号的间隙时长重置循环，并在第二个判断循环开始时，开启第二个信号的间隙时长重置循环。
[0075]
日常生活中最常见的路口以丁字路口和十字路口为主，以上射频路标的编号及信号发射方式可满足绝大多数丁字路口和十字路口的需求，个别丁字路口、十字路口或五岔口等其他特殊道口可根据实际情况设计独立判断标准。
[0076]
车锁组件的数据上传及交互手段应用，包括直接内置移动网络连接交互模块、通
过蓝牙连接用户移动终端并通过移动终端的移动网络实现数据交互等现有的成熟移动网络数据交互技术。
[0077]
违章行为监测方法如下：
[0078]
步骤1：用户通过指定手段开锁，并在用户终端反馈过往违章信息；
[0079]
当用户将要骑行的电动车为共享单车，用户通过扫码开锁，执行开锁操作的同时将用户账户与共享单车对应车辆编码关联，并将此次骑行所产生的信息记录至用户账户记录中，用户可通过此共享单车对应的终端程序查看和操作；
[0080]
当用户将要骑行的电动车为个人电动车，用户执行开锁操作的同时，将用户过往的骑行信息同步用户终端，用户可通过终端程序查看和操作。
[0081]
步骤2：用户开始骑行，在经过具备违章行为监测方法的路口时，车锁组件对用户是否存在骑行违章行为进行判断，并临时存储违章记录；
[0082]
所述步骤2中，所述车锁组件会接收到距离最近射频路标所发出的数字信号，在电动车进入路口并穿过马路的过程中，车锁组件先接收过路前临近射频路标所发出的编码信息，再接收过路后道路拐角处射频路标所发出的编码信息；
[0083]
车锁组件接收到编码信息后提取发射机编号用于判断违章行为，根据过道路径的不同，如下表所示，具体有以下几种可能：
[0084][0085][0086]
即：
[0087]
1-2、3-4为正常通行；
[0088]
2-1、4-3为逆行；
[0089]
4-1、2-3为闯红灯；
[0090]
1-4、3-2为闯红灯且逆行；
[0091]
1-3、3-1、2-4、4-2为斜穿马路；
[0092]
所述处理器模块根据上述情况与车锁组件实际接收到的编码信息比对判断，得到逆行及闯红灯违章记录并存储至所述临时存储模块。
[0093]
所述车锁组件内置时钟组件，在车锁接收到第一个信号时，记录起始时间t0，接收到第二个信号，且第二个信号与第一个信号不同时，记录终止时间t
x
，即电动车通过道路的时间t＝t
x-t0，根据射频路标的编码判断电动车所通过路口的宽度l，由此可得出区间测速结果v＝l/t，将v与规定最大行驶速度v
max
作比对，当v＞v
max
时，判定为用户超速，反之则为不超速；
[0094]
所述处理器模块根据上述方式对电动车进行区间测速，并与车锁组件内预设的v
max
作比对，得到超速违章记录并存储至所述临时存储模块。
[0095]
由于每个射频路标的信号辐射半径相同，故第一次接受信号后产生的信号辐射半径带来的误差量均在第二次接受信号时被第二个信号的辐射半径抵消。
[0096]
此时，临时存储模块中以存入电动车通过当前路口的全部违章记录，以此类推，记录电动车此次行程内的全部违章记录(以射频路标编码定位)。
[0097]
步骤3：骑行结束，即用户关锁后，车锁通过通信网上传违章信息，并由云服务器将信息传递给用户；
[0098]
所述车锁组件关锁后，将临时存储模块内存储的本次骑行过程中所产生的违章记录及行驶信息，通过网络上传至服务器中；
[0099]
服务器再通过移动网络将行驶信息反馈至本次骑行用户的终端程序上。
[0100]
步骤4：根据违章次数，选定对用户的处罚措施，用户在下次骑行前完成处罚项目，则可正常进行下一次骑行。
[0101]
所述步骤4中的处罚方式如下：
[0102]
制定违章次数计数的时间区间；
[0103]
根据规定时间区间内用户违章记录的次数对用户做出处罚，违章记录的次数在跨时间区间时清零；
[0104]
对于单位时间区间内违章次数未达到受罚次数标准但存在违章行为的，在用户执行开锁操作或关锁操作后弹出违章记录信息，并予以“警告”；
[0105]
对多次违章者实施禁行惩罚，在用户执行开锁操作或关锁操作后弹出违章记录信息，并通知其“已被禁行”，同时，倒计时跳转至交规问答系统，需回答交通规则相关问题，通过测试后可正常进行骑行。
[0106]
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。