一种道路拥堵实时提示嵌入式装置及其控制方法与流程

本发明涉及一种道路拥堵实时提示嵌入式装置及其控制方法，属于智能交通控制领域。

背景技术：

随着私家车的大量普及，交通拥堵成为阻碍人们出行的一大主要困难，譬如上下班的交通高峰时期，此问题显得更为严重。而当车辆在交通路口，准备进入某条道路时，往往无法预知其车流堵塞情况，只有进入道路行驶一段时间后，才发现该道路拥堵严重，此时已经难以返回，从而进一步加重了道路的堵塞。因此需要一个解决方案，可以提示司机前方道路的堵塞程度，从而为车辆找到更好的通畅路线，同时防止同一条道路的堵塞程度加重。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种道路拥堵实时提示嵌入式装置及其控制方法，此装置用于为在道路上行驶的车辆提供前方道路拥堵信息，进而帮助其选择一条通畅的道路。通过装有压力传感器的压感带，对各方向道路的车辆数量进行检测，得出当前道路的拥堵情况，通过通讯模块，将各道路拥堵信息发往数据服务器，并控制道路上的三色路灯变换不同颜色，为即将进入该道路的车辆提供直观的道路拥堵提示，同时将道路拥堵信息发往驾驶员的手机或导航仪，供其提前选择合适路段行驶。

本发明技术方案是：一种道路拥堵实时提示嵌入式装置，包括压感带装置2、三色路灯控制装置6、数据服务器4、车载导航仪3，所述的压感带装置2包括压力传感器和单片机控制模块a1，所述的单片机控制模块a1包括信号放大电路、sop-8封装芯片ⅰ、cmt2110/17a射频芯片，数据服务器4包括通讯模块、数据存储模块、数据处理模块，三色路灯控制装置6包括白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10及单片机控制模块b5，单片机控制模块b5包括cmt2210/17a射频芯片7、sop-8封装芯片ⅱ；

所述的压力传感器与信号放大电路连接，sop-8封装芯片ⅰ一端与信号放大电路连接，另一端与cmt2110/17a射频芯片连接，cmt2110/17a射频芯片与数据服务器4中的通讯模块连接，通讯模块分别与数据存储模块、数据处理模块连接，数据服务器4中的通讯模块同时与cmt2210/17a射频芯片7连接，cmt2210/17a射频芯片7与sop-8封装芯片ⅱ连接，同时sop-8封装芯片ⅱ分别与白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10连接，数据服务器4中的数据处理模块同时与车载导航仪3连接。

所述的sop-8封装芯片ⅰ的p3.4引脚与信号放大电路相连，gnd引脚与信号放大电路的同样引脚与低电平相连，vcc引脚接高电平，p3.5引脚与cmt2110/17a射频芯片的clk引脚连接，p3.1引脚与data引脚相连，用以传输数据，dng引脚接低电平。

所述的白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10三种颜色的灯泡被封装在同一个路灯灯罩中，cmt2210/17a射频芯片7被安装在路灯一侧，cmt2210/17a射频芯片7的clk0引脚连接在sop-8封装芯片ⅱ的p3.4端，dout引脚连接在sop-8封装芯片ⅱ的p3.5端，sop-8封装芯片ⅱ的vcc引脚接高电平，sop-8封装芯片ⅱ的p3.2、p3.1、p3.0引脚分别连接白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10的一端，sop-8封装芯片ⅱ的gnd引脚与白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10的另一端一起接低电平。

所述的sop-8封装芯片ⅰ、sop-8封装芯片ⅱ结构相同，sop-8封装芯片ⅰ、sop-8封装芯片ⅱ内部单片机芯片可选用stc15系列相关芯片或其他可实现信号感知和传输控制功能的芯片。

所述的压力传感器为陶瓷压力传感器或应变片压力传感器或扩散硅压力传感器。

一种道路拥堵实时提示嵌入式装置的控制方法，包括如下步骤：

1），在一定长度的道路上同样间隔距离安置若干个压感带装置2，相邻两个压感带装置2之间形成一个统计区域，计算整个道路划分出的统计区域的数量并输入数据服务器4中的数据处理模块，将三色路灯控制装置6安装在该道路的起始端，每一个压感带装置2中压力传感器将检测到的车辆通过信息发送给信号放大电路，放大后的电信号由信号放大电路传输到与之相连的sop-8封装芯片ⅰ，sop-8封装芯片ⅰ将接收到的信号通过cmt2110/17a射频芯片无线发送给数据服务器4中的通讯模块；

2）数据服务器4中的通讯模块将接收到的cmt2110/17a射频芯片发送来的道路信息，同时发送给数据存储模块和数据处理模块，数据存储模块将受到的信息进行存储，数据处理模块对接收到的信息进行计算和分析，判定该道路为重度拥堵或中度拥堵或不存在拥堵，并根据拥堵情况分别生成不同的路灯控制信号，并再次由通讯模块将这些路灯控制信号实时发送给cmt2210/17a射频芯片7和车载导航仪3，cmt2210/17a射频芯片7将接收到的控制信号发送给sop-8封装芯片ⅱ，sop-8封装芯片ⅱ根据接收的控制命令控制白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10的开闭，车载导航仪3根据接收到的数据服务器4所发送来的道路拥堵信息，在导航界面的道路上，将该道路显示为与三色路灯同样的颜色。

若有超过60%的统计区域内车辆数大于一个设定值，则数据处理模块判定为重度拥塞，并发出红色灯亮的控制命令；若有40%~60%的区域内车辆数大于此设定值的，则数据处理模块判定为中度拥塞，并发出黄色灯亮的控制命令；其他情况，则数据处理模块判定为不存在拥塞，并发出白色灯亮的控制命令。

所述的设定值根据相邻两个压感带装置2之间的间隔计算得出，设定每个车辆6米的长度空间，计算出相邻两个压感带装置2之间最大可容纳车辆数，即得出所述的设定值。

本发明的工作原理是：本装置工作时，压力传感器感应到路面传来的车辆压力，发生微小形变产生微弱电流，通过信号放大电路将此电信号放大，传入sop-8封装芯片ⅰ，sop-8封装芯片ⅰ内部的单片机对信号进行处理，并控制cmt2110/17a射频芯片将发射出去。数据服务器收到压感带装置2无线传输来的路况信息，对数据进行分类处理，并生成相应的路灯控制信息，再次发送出去。三色路灯装置装置6的cmt2210/17a射频芯片7接收到服务器无线传输来的路灯控制信息后，将信息传入sop-8封装芯片ⅱ，sop-8封装芯片ⅱ内部的单片机进行处理，并控制白、黄、红三色led灯泡分别进行不同的亮暗操作。司机看到前方道路的不同颜色路灯后，可以知道该路段的车流量情况，提前决定是否进入该车道；或者在看到自己当前道路的路灯发生变化后，提前做出决定，减速、停车还是掉头回去。同时可以通过数据服务器联网后，将路况信息通过车内联网导航，分享给车辆驾驶员，使其提前对整个地区的路况有更直观的把握。

本发明的有益效果是：此装置设计新颖，可以通过压感带来检测当前道路的车流情况，并通过车载导航仪向服务器发送路况信息，服务器通过特定算法计算对白、黄、红三色路灯进行控制，可以直接有效地警示即将进入该路段的车辆，让其提前知道当前道路的路况信息，并提早作出响应，可以防止车辆因堵塞而耽误时间，并且一定程度上使车辆进行分流，避免大的塞车状况的产生，符合智慧城市、智能交通的宗旨。

附图说明

图1为本发明的总体结构图；

图2为压感带装置安装示意图；

图3为三色路灯控制装置6的结构示意图；

图4为压感带装置2的电路图；

图5为三色路灯控制装置6的电路图。

图中各标号为：1-单片机控制模块a，2-压感带装置，3-车载导航仪，4-数据服务器，5-单片机控制模块b，6-三色路灯控制装置，7-cmt2210/17a射频芯片，8-白色led灯泡，9-黄色led灯泡，10-红色led灯泡。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-5所示，一种道路拥堵实时提示嵌入式装置，包括压感带装置2、三色路灯控制装置6、数据服务器4、车载导航仪3，所述的压感带装置2包括压力传感器和单片机控制模块a1，所述的单片机控制模块a1包括信号放大电路、sop-8封装芯片ⅰ、cmt2110/17a射频芯片，数据服务器4包括通讯模块、数据存储模块、数据处理模块，三色路灯控制装置6包括白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10及单片机控制模块b5，单片机控制模块b5包括cmt2210/17a射频芯片7、sop-8封装芯片ⅱ；

所述的压力传感器与信号放大电路连接，sop-8封装芯片ⅰ一端与信号放大电路连接，另一端与cmt2110/17a射频芯片连接，cmt2110/17a射频芯片与数据服务器4中的通讯模块连接，通讯模块分别与数据存储模块、数据处理模块连接，数据服务器4中的通讯模块同时与cmt2210/17a射频芯片7连接，cmt2210/17a射频芯片7与sop-8封装芯片ⅱ连接，同时sop-8封装芯片ⅱ分别与白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10连接，数据服务器4中的数据处理模块同时与车载导航仪3连接。

进一步地，所述的sop-8封装芯片ⅰ的p3.4引脚与信号放大电路相连，gnd引脚与信号放大电路的同样引脚与低电平相连，vcc引脚接高电平，p3.5引脚与cmt2110射频芯片ⅰ的clk引脚连接，p3.1引脚与data引脚相连，用以传输数据，dng引脚接低电平。

进一步地，所述的白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10三种颜色的灯泡被封装在同一个路灯灯罩中，cmt2210/17a射频芯片7被安装在路灯一侧，cmt2210/17a射频芯片7的clk0引脚连接在sop-8封装芯片ⅱ的p3.4端，dout引脚连接在sop-8封装芯片ⅱ的p3.5端，sop-8封装芯片ⅱ的vcc引脚接高电平，sop-8封装芯片ⅱ的p3.2、p3.1、p3.0引脚分别连接白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10的一端，sop-8封装芯片ⅱ的gnd引脚与白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10的另一端一起接低电平。

进一步地，所述的sop-8封装芯片ⅰ、sop-8封装芯片ⅱ结构相同，sop-8封装芯片ⅰ、sop-8封装芯片ⅱ内部单片机芯片可选用stc15系列相关芯片或其他可实现信号感知和传输控制功能的芯片。

进一步地，所述的压力传感器为陶瓷压力传感器或应变片压力传感器或扩散硅压力传感器。

一种道路拥堵实时提示嵌入式装置的控制方法，包括如下步骤：

1），在一定长度的道路上同样间隔距离安置若干个压感带装置2，相邻两个压感带装置2之间形成一个统计区域，计算整个道路划分出的统计区域的数量并输入数据服务器4中的数据处理模块，将三色路灯控制装置6安装在该道路的起始端，每一个压感带装置2中压力传感器将检测到的车辆通过信息发送给信号放大电路，放大后的电信号由信号放大电路传输到与之相连的sop-8封装芯片ⅰ，sop-8封装芯片ⅰ将接收到的信号通过cmt2110/17a射频芯片无线发送给数据服务器4中的通讯模块；

2）数据服务器4中的通讯模块将接收到的cmt2110/17a射频芯片发送来的道路信息，同时发送给数据存储模块和数据处理模块，数据存储模块将受到的信息进行存储，数据处理模块对接收到的信息进行计算和分析，判定该道路为重度拥堵或中度拥堵或不存在拥堵，并根据拥堵情况分别生成不同的路灯控制信号，并再次由通讯模块将这些路灯控制信号实时发送给cmt2210/17a射频芯片7和车载导航仪3，cmt2210/17a射频芯片7将接收到的控制信号发送给sop-8封装芯片ⅱ，sop-8封装芯片ⅱ根据接收的控制命令控制白色led灯泡8、黄色led灯泡9、红色led灯泡10的开闭，车载导航仪3根据接收到的数据服务器4所发送来的道路拥堵信息，在导航界面的道路上，将该道路显示为与三色路灯同样的颜色。

进一步地，若有超过60%的统计区域内车辆数大于一个设定值，则数据处理模块判定为重度拥塞，并发出红色灯亮的控制命令；若有40%~60%的区域内车辆数大于此设定值的，则数据处理模块判定为中度拥塞，并发出黄色灯亮的控制命令；其他情况，则数据处理模块判定为不存在拥塞，并发出白色灯亮的控制命令。

更进一步地，所述的设定值根据相邻两个压感带装置2之间的间隔计算得出，设定每个车辆6米的长度空间，计算出相邻两个压感带装置2之间最大可容纳车辆数，即得出所述的设定值。

下面对数据处理器的计算过程举例说明：

（1）若某条道路长300米，在道路上每隔20米设置一个压感带装置，共需要16个压感带装置，设定如果16个区域内有超过10个区域内车辆数大于3辆，则判定为重度堵塞，控制该路段的三色路灯的红色灯泡亮起；如果有6-10个区域内的车辆数大于3辆时，则判定为中度堵塞，控制该路段的三色路灯的黄色灯泡亮起；其他情况，控制三色路灯的白色灯泡正常亮起。

若某条道路长300米，在道路上每隔30米设置一个压感带装置，共需要11个压感带装置，设定如果10个区域内有超过6个区域内车辆数大于5辆，则判定为重度堵塞，控制该路段的三色路灯的红色灯泡亮起；如果有4-6个区域内的车辆数大于5辆时，则判定为中度堵塞，控制该路段的三色路灯的黄色灯泡亮起；其他情况，控制三色路灯的白色灯泡正常亮起。

若某条道路长300米，若在道路上每隔50米设置一个压感带装置，共需要7个压感带装置，设定如果7个区域内有超过5个区域内车辆数大于8辆，则判定为重度堵塞，控制该路段的三色路灯的红色灯泡亮起；如果有3-5个区域内的车辆数大于8辆时，则判定为中度堵塞，控制该路段的三色路灯的黄色灯泡亮起；其他情况，控制三色路灯的白色灯泡正常亮起。

所述的车载导航仪3主要通过连接并接收数据服务器4所发送来的道路拥堵信息，在导航界面的道路上，通过将道路显示为与三色路灯同样的颜色，来提示导航用户，该条道路的拥塞情况，让其提前对周边多条道路有一个全面的了解。

所述的数据服务器4可以通过无线或有线方式接入互联网，进行数据的共享和应用，例如与导航仪厂商或者移动应用企业进行合作，向其提供服务器中的道路数据信息，连接车载导航仪3使其的地图导航应用上加入道路拥堵信息的显示，实时对车辆驾驶员进行提醒，或者提前使其通过导航或应用对周边道路的整体拥堵情况有一个具体的把握，及时选择适合的道路进行通行。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。