专利名称：一种用于快速公交车道借道的道钉的制作方法
技术领域：
本发明属于智能交通技术领域，特别是一种用于向普通车辆出借快速公交专用车
道的道钉。
技术背景目前国内不少大城市为缓解城市交通拥堵问题，引入了快速公交系统，为快速公 交开辟专用的车道，在很大程度上解决了部分交通拥堵问题。然而由于快速公交车辆数量 少却占用单独的专用车道，造成道路资源浪费，许多实施了快速公交的城市交通管理者认 识到这个问题，尝试允许普通公交在专用车道空闲时借道行驶，却由于缺乏有效的借道信 号指示设施，借道计划遭遇挫折。
实用新型内容本实用新型之目的是为了能够实现普通车辆在快速公交道空闲时借道行驶作出 有效的指示，设计了一种用于快速公交车道借道的道钉。 本实用新型技术方案如下一种用于快速公交车道借道的道钉，所述道钉上设置 有电源模块、信号接收模块、微处理器模块、信号发送模块和信号灯；所述的信号接收模块 用于接收快速公交发送的公交识别信号或控制信号反馈给微处理器模块；所述的信号灯连 接微处理器模块，信号灯由微处理器模块驱动点亮标出普通车辆禁止借道的禁驶区，并具 有延时熄灭功能；所述的信号发送模块也连接微处理器模块，信号发送模块由微处理器模 块驱动逐级向前传递控制信号，并具有转发计数器功能，每转发一次修改转发计数器，转发 计数器溢出，停止传递控制信号。 作为优选，所述的信号接收模块和信号发送模块采用无线收发芯片CC1101，工作 频段设置为ISM315/433/915频段。 作为优选，所述的微处理器模块采用MSP430处理器。 作为优选，所述信号灯为LED信号灯。 作为优选，所述的微处理器模块还接有调试接口 ，用于对程序进行下载和调试。 作为优选，所述的电源模块包括太阳能电池、镍氢电池、升压电路以及充电接口 ； 太阳能电池给镍氢电池充电并通过升压电路给微处理器模块供电，充电接口用于给镍氢电 池补充电量。 作为优选，所述的电源模块还包括用于检测太阳能电池电压和镍氢电池电压的电 压检测模块，电压检测模块一端连接太阳能电池和镍氢电池，另一端接入微处理器模块 本实用新型的道钉沿整个快速公交专用车道排列，通过车载信号机发送公交识别 信号和道钉之间传递控制信号，普通车辆可以根据道钉信号灯的信号指示，在快速公交专 用车道空闲时借道行驶，在快速公交接近时离开专用车道，保证快速公交的优先通行。因而 通过本借道道钉的指示既能保证快速公交优先通行，又能实现空闲快速专用车道的充分使 用，增加城市公共道路资源的利用率，具有十分良好的社会效益和经济效益。
图1、图2、图3为本实用新型道钉用于快速公交专用车道借道的原理示意图； 图4为本实用新型道钉电路硬件原理框图； 图5为本实用新型道钉的软件流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述 如图1、图2、图3所示，道钉沿整个快速公交专用车道排列，快速公交1、普通车辆 2、3、道钉4、5、6、7、8、9、10，普通车道11，快速公交专用车道12，箭头表示车辆行驶方向，我 们把快速公交1先经过的道钉设为上游道钉，后经过的道钉称为下游道钉，即道钉4为道钉 5的上游道钉，道钉6为道钉5的下游道钉，以此类推。图1、图2、图3所示案例用于进一步 说明本实用新型工作原理，因此图中仅用有限的普通车辆和道钉个数来说明 如图1所示，快速公交1上的车载信号机发送的公交识别信号被道钉5接收，道钉 5通过发送控制信号通知下游道钉点亮LED信号灯，道钉5发送的控制信号被逐级传递给 前方禁驶区所需范围内的所有道钉，这样道钉5、6、7、8的LED信号灯所标识的禁驶区形成。 道钉5在收到快速公交的公交识别信号则延时几秒钟后熄灭。普通车辆2不得借道禁驶区 路段，普通车辆3在快速公交专用车道空闲路段借道行驶。 如图2所示，随着快速公交1快速前进，道钉5的LED信号灯熄灭，道钉9的LED 信号灯点亮，禁驶区同步向前推进，在前方借道的普通车辆3发现已经处于禁驶区，正在为 快速公交1让道。 如图3所示，快速公交1快速通过后，道钉4、5、6熄灭信号灯，表示快速公交专用 车道空闲，普通车辆2在空闲车道中借道行驶。 如图4所示，本实用新型的道钉上设置有电源模块、信号接收模块、微处理器模 块、信号发送模块和信号灯；微处理器模块还接有调试接口 ；电源模块包括太阳能电池、镍 氢电池、升压电路以及充电接口 ；电源模块还包括用于检测太阳能电池电压和镍氢电池电 压的电压检测模块，电压检测模块一端连接太阳能电池和镍氢电池，另一端接入微处理器 模块。微处理器模块采用TI公司MSP430F2132低功耗微处理器，32K晶振为微处理器提供 精确时钟源，通过调试接口对电路进行调试和软件下载；信号接收模块和信号发送模块采 用TI公司低功耗无线收发芯片CC1101 ;信号灯采用4只红色高亮度LED ;升压电路使用 XC6832A-3. 0 ;电压检测模块通过电阻分压分别将太阳能电池电压和镍氢电池电压输入微 处理器ADC接口对电压进行检测。太阳能电池板功率为0. 5W，镍氢电池容量为1800mAh。充 电接口用于阴雨天时为道钉内部镍氢电池补充电。 无线收发模块采用CC1101芯片为核心设计，根据外围元件和寄存器设置可以工 作在ISM315/433/915频段，具有数据传输速率高，接收灵敏度高，接收模式电流小，休眠功 耗低的特点，非常适用于电池供电应用。 MSP430F2132和CC1101之间通过I/0端口连接，实现对CC1101的设置寄存器读 写、数据接收发送。设置CCllOl的寄存器可以在接收发送结束时产生一个中断唤醒微处理 器。
4[0023] MSP430F2132通过1/0端口控制4个红色LED 二极管，利用处理内部定时器使用脉 宽调节的方式实现对LED亮度控制。通过电压检测模块和微处理器内部ADC实现对太阳能 电池电压、镍氢电池电压进行采集检测，然后微处理器执行以下操作 (1)借助以下公式调节LED控制脉宽从而调节LED信号灯的亮度，使LED信号等亮 度随背景明暗变化调整，达到减少电池消耗的目的 LED控制脉宽=最大脉宽* ((太阳能电池电压)/ (太阳能电池电压的最大值)) LED控制脉宽应满足最小脉宽条件，以确保夜间最小亮度。
(2)检测到的镍氢电池电压过低则电路进入休眠以保护镍氢电池。 即当检测的太阳能电压较高时，说明阳光充足，背景较为明亮，这时就增加LED信
号灯的亮度；当检测的电压低时，说明阳光不充足，背景较为暗淡，这时就降低LED信号灯
的亮度；这样既可满足实际需求又节约了能量；当检测的镍氢电池电压小于设定值时则电
路进入休眠以保护镍氢电池。 MSP430F2132内部256字节FLASH信息存储器可用于存储设置参数、道钉地址码。 如图5为道钉软件流程图，道钉上电后首先系统初始化设置参数，启动信号接收 模块和信号发送模块，当信号接收模块接收到信号后，微处理器模块先对接收到的信号有 效性进行验证，如果是无效信号则进入低功耗模式；如果是有效信号，再根据信号类别进行 处理若收到公交识别信号则表示快速公交即将通过本道钉，因此收到公交识别信号的道 钉对LED信号灯进行延时熄灭设置，然后对信道进行检测，若信道空闲则对下游道钉发送 控制信号，若信道忙则等待一段时间再发，控制信号包含快速公交类别、发送者地址和设定 转发次数的转发计数器，每转发一次则转发计数器减一 ；若道钉根据发送者地址判断接收 到的是下游道钉发送的道钉传送信号，则道钉就不再往下发送信号，因为接收到下游的道 钉发送的信号意味着信号已经被传递下去，本道钉就没有必要再发送了 ；若道钉收到的是 上游道钉发送的控制信号，则根据控制信号转发计数器的设定值判断本道钉是否处于禁驶 区，若转发计数器的设定值不为零则表明本道钉处于禁驶区，点亮并闪烁LED信号灯，同时 再向下游道钉转发控制信号；若转发计数器的设定值为零则表明本道钉不处于禁驶区，也 不需要再转发控制信号了，停止向下游道钉转发控制信号。在信号发送后会确认是否发送 成功，若发送不成功会重发，重发之前会检测重发计数器是否溢出，重发计数器设置了信号 发送的次数，若重发计数器已经溢出则道钉就取消发送。在信号发送之前都需要对无线信 道进行必要的监听，信道忙的话就等待后再发，防止无线碰撞。道钉在接收到公交识别信号 后会进行信号灯的延时熄灭设置，当延时时间到了信号灯就会熄灭，表明此道钉已不属于 禁驶区。不属于禁驶区的时候，道钉应处于低功耗状态以节省能量消耗。 道钉可以根据公交识别信号中快速公交的行驶速度、方向等信息的变化来改变控 制信号中转发计数器的初始值，快速公交的车速快就使转发计数器的初始值大一点，这样 转发的次数多一点，传递的距离就远一点，禁驶区的范围就会大一点，反之，车速慢就使禁 驶区的范围小一点。
权利要求一种用于快速公交车道借道的道钉，其特征在于，所述道钉上设置有电源模块、信号接收模块、微处理器模块、信号传递模块和信号灯；所述的信号接收模块用于接收快速公交发送的公交识别信号或控制信号反馈给微处理器模块；所述的信号灯连接用于驱动点亮信号灯标出普通车辆禁止借道的禁驶区的微处理器模块；所述的信号传递模块连接用于驱动信号传递模块逐级向前传递控制信号的微处理器模块。
2. 根据权利要求1所述的一种用于快速公交车道借道的道钉，其特征在于，所述的信 号接收模块和信号传递模块采用无线收发芯片CC1101。
3. 根据权利要求1所述的 处理器模块采用MSP430处理器
4. 根据权利要求1所述的 灯为LED信号灯。
5. 根据权利要求1所述的 处理器模块还接有调试接口 。
6. 根据权利要求1所述的 源模块包括镍氢电池、升压电路、用于给镍氢电池充电并通过升压电路给微处理器模块供 电的太阳能电池以及用于给镍氢电池补充电量的充电接口。
7. 根据权利要求6所述的一种用于快速公交车道借道的道钉，其特征在于，所述的电 源模块还包括用于检测太阳能电池电压和镍氢电池电压的电压检测模块，电压检测模块一 端连接太阳能电池和镍氢电池，另 一端接入微处理器模块。种用于快速公交车道借道的道钉，其特征在于，所述的微 种用于快速公交车道借道的道钉，其特征在于，所述信号 种用于快速公交车道借道的道钉，其特征在于，所述的微 种用于快速公交车道借道的道钉，其特征在于，所述的电
专利摘要本实用新型是一种用于快速公交专用车道借道的道钉。该道钉沿快速公交专用车道排列，通过车载信号机发送公交识别信号，道钉传递控制信号在快速公交前方动态划定禁驶区，实时提醒普通车辆快速公交专用车道忙闲状态，为普通车辆在快速公交专用车道空闲路段行驶创造条件，普通车辆可以根据道钉信号灯的信号指示，在快速公交专用车道空闲时借道行驶，在快速公交接近时离开专用车道，保证快速公交的优先通行。因而通过本借道道钉的指示既能保证快速公交优先通行，又能实现空闲快速专用车道的充分使用，增加城市公共道路资源的利用率，具有十分良好的社会效益和经济效益。
文档编号E01F9/06GK201459631SQ20092011705
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者占小斌, 张盎然, 沈雅洁, 胡立平, 陈琳 申请人:浙江富阳市新源交通电子有限公司