基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置及其运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交通控制领域，具体的说是涉及基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置及其运行方法。
【背景技术】
[0002]道路上行驶的机动车行驶速度是交通控制领域的一个重要数据指标，也是交通控制的一个重要指标，涉及到道路交通规划设计、机动车驾驶安全。本专利技术主要是针对交通控制应用领域的道路机动车行驶速度测定方式和功能的改进；现有的机动车行驶速度采集主要有地磁线圈测定方式、雷达测定方式、激光测定方式；其中地磁线圈测定方式为最常用的测定方式，但此方式需要切割路面，其施工复杂度和成本也相对较高；雷达测定方式采用高频雷达波进行机动车行驶速度测定，但其安装需要具有一定的高度，需要设立龙门架等悬挂装置，且雷达设备成本较高；激光机动车行驶速度测定装置与雷达测定装置类似，成本也居高。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置及其运行方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现:基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置，该速度测定装置安装在机动车辆道路旁边的灯杆或其它指示牌柱体上，所述速度测定装置包括:
MCU U5处理器；
与MCU U5处理器电连接的蓝牙电路、太阳能电压检测电路、RS232 Ul接口电路、RS232U2接口电路、电源电路、Xl晶振电路、X2晶振电路；
所述MCU U5处理器通过接口 J5连接太阳能电池板，通过MOS管Tl进行电池充电控制，同时MCU U5处理器对通过电阻R4与电阻R9组成的分压电路对太阳能电压进行检测，完成电池的充电控制；
所述MCU U5处理器通过SPI总线连接并控制蓝牙通讯芯片U4，所述MCU U5处理器对蓝牙模式参数初始化、灵敏度参数进行配置，并开启轮询扫描模式对周边的机动车蓝牙信号进行扫描检测；当扫描到有机动车蓝牙信号时，记录机动车的蓝牙ID，并将ID进行加密变换，同时记录获取ID的时间节点信息，并将ID序列和时间信息存储在MCU内部RAM中；所述MCU U5处理器通过对同一车辆的A点、B点两点的蓝牙ID进行比较匹配，并由A点、B点的间距，计算并且采集到的机动车的行驶速度及行驶方向。
[0005]进一步的，所述MCU U5处理器的型号为MSP430F5529。
[0006]进一步的，所述蓝牙电路的蓝牙通讯芯片U4型号为CC2564，该蓝牙通讯芯片U4的SL0W_CLK端、VSS端电连接X4晶振电路，XTALM/FREFM端、XTALP/FREFP端电连接X3晶振电路，BT_RF端电连接滤波器电路，所述滤波器电路的另一端电连接车辆探测外置天线。
[0007]进一步的，所述滤波器电路的滤波器型号为LFB212G45SG8A127。
[0008]进一步的，所述RS232 Ul接口电路、RS232 U2接口电路的接口芯片型号为MAX3232ESEo
[0009]进一步的，所述电源电路的电路中电连接有型号为AMS1117-3.3稳压器。
[0010]进一步的，所述Xl晶振电路的电路中电连接有型号为32.768KHZ的晶振器，该晶振器两端分别电连接MCU U5处理器的XIN端、XOUT端，该晶振器两端还分别电连接有12PF电容C3U12PF电容C32，电容C31、电容C32的另一端接地，所述X2晶振电路的电路中电连接有型号为16MHZ的晶振器，该晶振器两端分别电连接MCU U5处理器的XIN端、XOUT端，该晶振器两端还分别电连接有47PF电容C30、47PF电容C33，电容C30、电容C33的另一端接地。
[0011]—种基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置的运行方法，该方法包括以下步骤:
1)、MCUU5处理器通过SPI总线连接并控制蓝牙通讯芯片U4，
2)、选取任一机动车辆，设定车辆在运行方向上的A测速点、和B测速点，同时MCUU5处理器在A测速点进行MCU初始化及在A测速点进行MCU初始化；
3)、MCUU5处理器开启蓝牙在两个测速点之间进行多模式扫描；
4)、发现机动车辆蓝牙ID:
MCU U5处理器通过蓝牙扫描机动道路上的车辆，并通过蓝牙连接机动车辆上的蓝牙信号，所述MCU U5处理器会过滤掉非机动及周边的蓝牙干扰信号，提取有效的机动车蓝牙信号;
当扫描到有机动车蓝牙信号时，记录机动车的蓝牙ID，并将ID进行加密变换，同时记录获取ID的时间节点信息；
5)、检测车辆的蓝牙ID强度变化判断车辆ID;
6)、MCUU5处理器将蓝牙ID进行A队列存储和B队列存储；
7)、MCUU5处理器通过轮询方式将A队列、B队列进行比较；
8)、MCUU5处理器寻找A队列、B队列相同蓝牙ID的起始进入时间；
9)、MCUU5处理器寻找A队列、B队列相同蓝牙ID的终止进入时间；
10)、MCUU5处理器滤除掉未匹配的蓝牙ID ；
11)、MCUU5处理器将相同蓝牙ID的时间差与A测速点、B测速点之间的间距计算出该蓝牙ID车辆的速度。
[0012]9.根据权利要求9所述的一种基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置的运行方法，其特征在于步骤11)，步骤11)中的计算公式为:
V=L/T ;
其中，V代表车辆速度，L代表A测速点、B测速点之间的间距，T代表车辆相同蓝牙ID的时间差。
[0013]相对于现有技术，本发明的有益效果是:
1.机动车行驶速度测定采用全新设计理念，引入蓝牙技术，对道路上行驶的机动车车载蓝牙或机动车上乘客所用的移动设备的蓝牙信号进行采集，并记录蓝牙设备的ID，通过两点采集的相同ID进行匹配运算，从而对机动车行驶的速度进行测定。
[0014]2.采用多模蓝牙技术，全面兼容4.0及以下蓝牙设备通讯，且本发明采用的是低功耗嵌入式MCU处理技术及蓝牙技术，充分满足性能的要求的前提下最大的降低了装置的电源消耗。
[0015]3.本发明对机动车辆行驶速度测定创新的引入了差分校验和模糊算法，有效的排除了非机动车蓝牙信号对本装置的干扰，大大的提高了机动车行驶速度测定的可靠性和准确性。
[0016]4.本发明在达到传统方式对道路上行驶的机动车速度测定的效果前提下，创新的使用了蓝牙新技术，将原有的速度测定装置成本大大降低，同时，通过低功耗设计，对系统供电施工、安装施工的工艺流程做了极大的简化。同时，本装置采用两个点组合的蓝牙测定方式，通过调整两个点的间距，从而最大化的提高的了机动车行驶速度的测定精度，达到
0.01km/h的精度测定。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置的运行原理框图。
[0019]图2为本发明速度测定装置的示例图。
[0020]图3为本发明MCU U5处理器电路图。
[0021 ] 图4为本发明X4晶振电路图。
[0022]图5为本发明蓝牙电路图。
[0023]图6为本发明与蓝牙电路连接的X3晶振电路图及滤波器电路图。
[0024]图7为本发明太阳能电压检测电路图。
[0025]图8为本发明RS232 U2接口电路。
[0026]图9为本发明RS232 Ul接口电路。
[0027]图10为本发明电源电路图。
[0028]图11为本发明Xl晶振电路图。
[0029]图12为本发明X2晶振电路图。
[0030]附图中标记:MCU U5处理器1、X4晶振电路2、蓝牙电路3、滤波器电路4太阳能电压检测电路5、RS232 U2接口电路6、RS232 Ul接口电路7、电源电路8、Xl晶振电路9、X2晶振电路10。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0032]请参照附图3~12，本发明的基于蓝牙技术的机动车行驶速度测定装置，该速度测定装置安装在机动车辆道路旁边的灯杆或其它指示牌柱体上，所述速度测定装置包括:
MCU U5处理器1，所述MCU U5处理器I的型号为MSP430F5529。
[0033]与MCU U5处理器I电连接的蓝牙电路3、太阳能电压检测电路5、RS232 Ul接口电路7、RS232 U2接口电路6、电源电路8、Xl晶振电路9、X2晶振电路10 ；
如图5所示，所述MCU U5处理器I通过接口 J5连接太阳能电池板，通过MOS管Tl进行电池充电控制，同时MCU U5处理器I对通过电阻R4与电阻R9组成的分压电路对太阳能电压进行检测，完成电池的充电控制；当满电后关闭Tl终止充电。
[0034]所述MCU U5处理器I通过SPI总线连接并控制蓝牙通讯芯片U4，所述MCU U5处理器I对蓝牙模式参数初始化、灵敏度参数进行配置，并开启轮询扫描模式对周边的机动车蓝牙信号进行扫描检测；当扫描到有机动车蓝牙信号时，记录机动车的蓝牙ID，并将ID进行加密变换，同时记录获取ID的时间节点信息，并将ID序列和时间信息存储在MCU内部RAM中；所述MCU U5处理器I通过对同一车辆的A点、B点两点的蓝牙ID进行比较匹配，并由A点、B点的间距，计算并且采集到的机动车的行驶速度及行驶方向。
[0035]如图4所示，所述蓝牙电路3的蓝牙通讯芯片U4型号为CC2564，该蓝牙通讯芯片U4的SL0W_CLK端、VSS端电连接X4晶振电路2，XTALM/FREFM端、XTALP/FREFP端电连接X3晶振电路，BT_RF端电连接滤波器电路4，所述滤波器电路4的另一端电连接车辆探测外置天线，该滤波器电路4的滤波器型号为LFB212G45SG8A127。
[0036]如图8~9所示，所述RS232 Ul接口电路7、RS232 U2接口电路6的接口芯片型号为 MAX3232ESE。
[0037]如图10所示，所述电源电路8的电路中电连接有型号为AMSl117-3.3稳压器，系统通过蓄电池后进入稳压器稳压成3.3V直流对系统进行供电。
[0038]如图11~12所示，所述Xl晶振电路