一种基于NB-IOT的智能交通控制系统的制作方法

本发明涉及交通控制的技术领域，特别涉及一种基于nb-iot的智能交通控制系统。

背景技术：

随着汽车行业的发展，汽车的普及率也越来越高，而城市的交通状况也随着汽车保有率的增加而变得更加复杂。为了保证城市交通状态的正常运行，需要对城市不同区域的实时交通状况进行监测和管理。现有的对城市道路交通状况的监控，都是通过在不同路段区域设置电子监控设备来全天候拍摄对应道路区域的交通情况，同时将拍摄得到的关于道路的交通视频信息传送至相应的交通控制中心，再由该交通控制中心进行分析处理，以此判断出当前道路区域的交通状态分析结果，并根据该交通状态分析结果制定出合适的管理措施和方案。虽然，上述现有的城市交通状态监控手段能够对城市的不同区域进行全面和实时的监控，但是由于上述监控手段是采集道路的视频信息，也就是说，该监控手段的源数据信息量较大，为了能够及时地将采集到的视频信息传送至相应的交通控制中心，则需要具有较强数据传输能力的通信线路来实现。此外，城市的道路网络复杂且行车量较大，这就对通信线路的数据传输能力提出了更高的要求。

此外，现代城市交通已经逐渐向智能交通的方向发展，而智能交通是基于准确、实时、有效和综合性的监控管理系统来实现的，其需要集成先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术和计算机处理技术。随着城市交通的迅猛发展，其对于智能交通提出可更高级和严格的要求，现有技术的交通监控方式和数据通讯传输方式已经不能满足智能交通的新要求。为了满足智能交通的实现条件，需要应用到无线通讯传输技术、大数据与云计算人工智能技术，但是目前关于智能交通监控和管理装置，都普遍存在数据通讯速度较慢、成本费用较高和数据处理体系复杂不稳定等不同方面的缺陷。可见，现有技术急需一种能够进行数据快速传输和数据智能化分析处理的智能交通装置。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于nb-iot的智能交通控制系统，该基于nb-iot的智能交通控制系统包括集中控制模块、信号中继传输模块和若干路口信号指示模块，其中，该集中控制模块用于对该若干路口信号指示模块所处目标区域对应的交通数据进行采集、分析与处理，并根据预设算法模型生成控制所述若干路口信号模块工作状态的控制策略，该信号中继传输模块用于将该控制策略对应的控制相关数据传送至该若干路口信号指示模块的至少一者中，该若干路口信号指示模块用于根据该控制信号，进行适应的工作状态切换与调整。该基于nb-iot的智能交通控制系统在沿用原有系统控制策略的同时，还能够对整个区域的交通数据完全独立地应用第三方的不同算法与策略，以能够及时地针对突发交通情况作出相应的处理，该智能交通装置还可根据实际需求在不用修改网络配置的情况下随时调整网络设备的数量，以及实现网络的自动检测与恢复，其相比于现有的人工管理方式，能够有效地节省资源和便于维护，该智能交通装置采用nb-iot网络作为基础网络结构，其具有能耗低、易于进行故障判断处理和便于实现远程无线遥控的优点，特别地，该智能交通控制系统的通信模式是一对多从而提高系统的通信效率。因此，该基于窄带物联网nb-iot的智能交通装置能够进行数据快速传输、数据智能化分析处理和有效降低维护费用成本。

本发明提供一种基于nb-iot的智能交通控制系统，其特征在于：

所述基于nb-iot的智能交通控制系统包括集中控制模块、信号中继传输模块和若干路口信号指示模块；其中，

所述集中控制模块用于对所述若干路口信号指示模块所处目标区域对应的交通数据进行采集、分析与处理，并根据预设算法模型生成控制所述若干路口信号模块工作状态的控制策略；

所述信号中继传输模块用于将所述控制策略对应的控制相关数据传送至所述若干路口信号指示模块的至少一者中；

所述若干路口信号指示模块用于根据所述控制信号，进行适应的工作状态切换与调整；

进一步，所述集中控制模块包括交通控制服务子模块、数据处理服务子模块和人工智能服务子模块；其中，

所述交通控制服务子模块用于获取所述目标区域对应的交通状态图像和/或实时天气状态数据；

所述数据处理服务器用于对所述交通状态图像和/或所述实时天气状态数据进行预处理；

所述人工智能服务子模块用于对所述数据处理服务器的预处理结果进行关于预设算法模型的大数据分析处理，以此获得控制所述若干路口信号模块工作状态的所述控制策略；

进一步，所述交通控制服务子模块包括图像采集单元和/或天气数据采集单元；其中，

所述图像采集单元包括若干摄像机，所述若干摄像机用于获取所述目标区域中所述路口信号模块对应设置区域的关于不同角度的交通状态图像；

所述天气数据采集单元包括若干不同类型的天气参数传感器，所述若干天气参数传感器用于获取所述目标区域中所述路口信号模块对应设置区域的不同类型的实时天气参数；

所述交通控制服务子模块还包括时钟单元；

所述时钟单元用于生成时钟信号，以此使所述图像采集单元和/或所述天气数据采集单元根据所述时钟信号进行相应的交通状态图像拍摄和/或天气参数采集；

进一步，所述数据处理服务器包括图像预处理单元和/或天气参数预处理单元；其中，

所述图像预处理单元用于对所述交通状态图像进行降噪预处理、颜色相关处理和特征信息提取处理；

所述天气参数预处理单元用于对所述实时天气状态数据进行滤波处理和有效参数提取处理；

所述数据处理服务器还包括数据传送单元，所述数据传送单元用于将所述图像预处理单元得到的图像特征数据和/或所述天气参数预处理单元得到的有效天气参数传送至所述人工智能服务子模块中；

进一步，所述图像预处理单元包括高斯降噪子单元、hsv分析处理子单元和颜色特征信息提取子单元；其中，

所述高斯降噪子单元用于对所述交通状态图像进行高斯降噪预处理；

所述hsv分析处理子单元用于对经所述高斯降噪预处理后的交通状态图像进行hsv三方面要素的颜色分离计算处理；

所述颜色特征信息提取子单元用于对所述颜色分离计算处理得到的计算结果进行关于hsv三要素的特征信息提取；

或者，

所述天气参数预处理单元包括卡尔曼滤波子单元和天气参数有效性判断子单元；其中，

所述卡尔曼滤波子单元用于对所述实时天气状态数据进行卡尔曼滤波处理；

所述天气参数有效性判断子单元用于对经所述卡尔曼滤波处理的实时天气状态数据进行有效性筛选处理，以此得到相应的有效天气参数；

进一步，所述人工智能服务子模块包括云计算单元、云存储单元和控制信号生成单元；其中，

所述云计算单元用于对经所述数据处理服务器预处理后的交通状态图像和/或实时天气状态数据，进行关于预设算法模型的大数据分析处理，并以此得到所述控制策略；

所述云存储单元用于存储所述预设算法模型和所述控制策略；

所述控制信号生成单元用于根据所述控制策略生成需要进行工作状态切换与调整操作的路口信号指示模块对应的设备地址编号和相应的工作状态控制信号，以此作为所述控制相关数据；

进一步，所述信号中继传输模块包括信号通讯子模块和无线网关子模块；其中，

所述信号通讯子模块用于将所述控制相关数据传送至所述无线网关子模块；

所述无线网关子模块用于根据所述控制相关数据中的设备地址编号，将所述控制相关数据中的工作状态控制信号传送至所述地址编号对应的路口信号指示模块中；

所述无线网关子模块与所述若干路口信号指示模块中的每一个均信号连接；

或者，

所述信号通讯子模块为无线通讯子模块或者有线通讯子模块；

所述无线通讯子模块为5g无线通讯子模块；

或者，

所述无线网关子模块为nb-iot无线网关子模块；

进一步，所述若干路口信号指示模块中的每一个均包括nb-iot无线终端子模块、信号机子模块和信号灯子模块；其中，

所述nb-iot无线终端子模块具有唯一一个8字节的设备地址标号，并且所述nb-iot无线终端子模块与所述信号中继传输模块中无线网关子模块之间的信号传输模式为apn模式；

所述信号机子模块用于将所述nb-iot无线终端子模块接收到的工作状态控制信号转换为与所述信号灯子模块接口对应的灯控制信号，并将所述灯控制信号传送至所述信号灯子模块；

进一步，所述基于nb-iot的智能交通控制系统还包括供电模块，所述供电模块用于对所述信号中继传输模块的无线网关子模块和所述路口信号指示模块的nb-iot无线终端子模块供电；其中，

所述供电模块为太阳能供电子模块或者自振动供电子模块；

所述太阳能供电子模块包括太阳能板、第一蓄电池和第一供电线路；

所述自振动供电子模块包括自振动发电机、第二蓄电池和第二供电线路；

进一步，所述若干路口信号指示模块中的每一个还包括信号灯工作状态监控子模块；

所述信号灯工作状态监控子模块用于获取关于所述信号灯子模块工作正常与否的监控信息；

所述信号机子模块用于将所述监控信息经所述nb-iot无线终端子模块与所述信号中继传输模块反馈至所述集中控制模块，以使所述集中控制模块能够实时对工作异常的信号灯子模块进行远程报警操作。

相比于现有技术，该基于nb-iot的智能交通控制系统包括集中控制模块、信号中继传输模块和若干路口信号指示模块，其中，该集中控制模块用于对该若干路口信号指示模块所处目标区域对应的交通数据进行采集、分析与处理，并根据预设算法模型生成控制所述若干路口信号模块工作状态的控制策略，该信号中继传输模块用于将该控制策略对应的控制相关数据传送至该若干路口信号指示模块的至少一者中，该若干路口信号指示模块用于根据该控制信号，进行适应的工作状态切换与调整。该基于nb-iot的智能交通控制系统在沿用原有系统控制策略的同时，还能够对整个区域的交通数据完全独立地应用第三方的不同算法与策略，以能够及时地针对突发交通情况作出相应的处理，该智能交通装置还可根据实际需求在不用修改网络配置的情况下随时调整网络设备的数量，以及实现网络的自动检测与恢复，其相比于现有的人工管理方式，能够有效地节省资源和便于维护，该智能交通装置采用nb-iot网络作为基础网络结构，其具有能耗低、易于进行故障判断处理和便于实现远程无线遥控的优点，特别地，该智能交通控制系统的通信模式是一对多从而提高系统的通信效率。因此，该基于窄带物联网nb-iot的智能交通装置能够进行数据快速传输、数据智能化分析处理和有效降低维护费用成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

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。

图1为本发明提供的一种基于nb-iot的智能交通控制系统的结构示意图。

图2为本发明提供的一种基于nb-iot的智能交通控制系统中路口信号指示模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，为本发明实施例提供的一种基于nb-iot的智能交通控制系统的结构示意图。该基于nb-iot的智能交通控制系统包括集中控制模块、信号中继传输模块和若干路口信号指示模块；该集中控制模块用于对该若干路口信号指示模块所处目标区域对应的交通数据进行采集、分析与处理，并根据预设算法模型生成控制该若干路口信号模块工作状态的控制策略；该信号中继传输模块用于将该控制策略对应的控制相关数据传送至该若干路口信号指示模块的至少一者中；该若干路口信号指示模块用于根据该控制信号，进行适应的工作状态切换与调整。

优选地，该集中控制模块包括交通控制服务子模块、数据处理服务子模块和人工智能服务子模块；

优选地，该交通控制服务子模块用于获取该目标区域对应的交通状态图像和/或实时天气状态数据；

优选地，该数据处理服务器用于对该交通状态图像和/或该实时天气状态数据进行预处理；

优选地，该人工智能服务子模块用于对该数据处理服务器的预处理结果进行关于预设算法模型的大数据分析处理，以此获得控制该若干路口信号模块工作状态的该控制策略。

优选地，该交通控制服务子模块包括图像采集单元和/或天气数据采集单元；

优选地，该图像采集单元包括若干摄像机，该若干摄像机用于获取该目标区域中该路口信号模块对应设置区域的关于不同角度的交通状态图像；

优选地，该天气数据采集单元包括若干不同类型的天气参数传感器，该若干天气参数传感器用于获取该目标区域中该路口信号模块对应设置区域的不同类型的实时天气参数；

优选地，该交通控制服务子模块还包括时钟单元；

优选地，该时钟单元用于生成时钟信号，以此使该图像采集单元和/或该天气数据采集单元根据该时钟信号进行相应的交通状态图像拍摄和/或天气参数采集。

优选地，该数据处理服务器包括图像预处理单元和/或天气参数预处理单元；

优选地，该图像预处理单元用于对该交通状态图像进行降噪预处理、颜色相关处理和特征信息提取处理；

优选地，该数据处理服务器还包括数据传送单元，该数据传送单元用于将该图像预处理单元得到的图像特征数据和/或该天气参数预处理单元得到的有效天气参数传送至该人工智能服务子模块中。

优选地，该图像预处理单元包括高斯降噪子单元、hsv分析处理子单元和颜色特征信息提取子单元；

优选地，该高斯降噪子单元用于对该交通状态图像进行高斯降噪预处理；

优选地，该hsv分析处理子单元用于对经该高斯降噪预处理后的交通状态图像进行hsv三方面要素的颜色分离计算处理；

优选地，该颜色特征信息提取子单元用于对该颜色分离计算处理得到的计算结果进行关于hsv三要素的特征信息提取。

优选地，该天气参数预处理单元包括卡尔曼滤波子单元和天气参数有效性判断子单元；

优选地，该卡尔曼滤波子单元用于对该实时天气状态数据进行卡尔曼滤波处理；

优选地，该天气参数有效性判断子单元用于对经该卡尔曼滤波处理的实时天气状态数据进行有效性筛选处理，以此得到相应的有效天气参数。

优选地，该人工智能服务子模块包括云计算单元、云存储单元和控制信号生成单元；

优选地，该云计算单元用于对经该数据处理服务器预处理后的交通状态图像和/或实时天气状态数据，进行关于预设算法模型的大数据分析处理，并以此得到该控制策略；

优选地，该云存储单元用于存储该预设算法模型和该控制策略；

优选地，该控制信号生成单元用于根据该控制策略生成需要进行工作状态切换与调整操作的路口信号指示模块对应的设备地址编号和相应的工作状态控制信号，以此作为该控制相关数据。

优选地，该信号中继传输模块包括信号通讯子模块和无线网关子模块；

优选地，该信号通讯子模块用于将该控制相关数据传送至该无线网关子模块；

优选地，该无线网关子模块用于根据该控制相关数据中的设备地址编号，将该控制相关数据中的工作状态控制信号传送至该地址编号对应的路口信号指示模块中；

优选地，该无线网关子模块与该若干路口信号指示模块中的每一个均信号连接。

优选地，该信号通讯子模块为无线通讯子模块或者有线通讯子模块；

优选地，该无线通讯子模块为5g无线通讯子模块；

优选地，该无线网关子模块为nb-iot无线网关子模块。

优选地，该若干路口信号指示模块中的每一个均包括nb-iot无线终端子模块、信号机子模块和信号灯子模块；

优选地，该nb-iot无线终端子模块具有唯一一个8字节的设备地址标号，并且该nb-iot无线终端子模块与该信号中继传输模块中无线网关子模块之间的信号传输模式为apn模式；

优选地，该信号机子模块用于将该nb-iot无线终端子模块接收到的工作状态控制信号转换为与该信号灯子模块接口对应的灯控制信号，并将该灯控制信号传送至该信号灯子模块。

优选地，该基于nb-iot的智能交通控制系统还包括供电模块，该供电模块用于对该信号中继传输模块的无线网关子模块和该路口信号指示模块的nb-iot无线终端子模块供电；

优选地，该供电模块为太阳能供电子模块或者自振动供电子模块；

优选地，该太阳能供电子模块包括太阳能板、第一蓄电池和第一供电线路；

优选地，该自振动供电子模块包括自振动发电机、第二蓄电池和第二供电线路。

优选地，该若干路口信号指示模块中的每一个还包括信号灯工作状态监控子模块；

优选地，该信号灯工作状态监控子模块用于获取关于该信号灯子模块工作正常与否的监控信息；

优选地，该信号机子模块用于将该监控信息经该nb-iot无线终端子模块与该信号中继传输模块反馈至该集中控制模块，以使该集中控制模块能够实时对工作异常的信号灯子模块进行远程报警操作。

此外，该基于nb-iot的智能交通控制系统设置了一批串口号，该串口靠一般在6000以上，并且其需要根据地址作出特别的解析处理，以此分发到每个路口信号指示模块中，每个路口信号指示模块的nb-iot无线终端子模块都具有一个8个字节的设备地址编号。举例而言，五个路口信号指示模块中的nb-iot无线终端子模块可分别为：

r1:0013a20040987ce5r2:0013a20040987ce6

r3:0013a20040987ce7r4:0013a20040701a83

r5:0013a20040701a84

其中，每个路口信号指示模块接收和发送信息都需要根据特定协议结合相应的设备地址编号来实现，下面的程序是针对nb-iot串口进行关键代码的修妖，

从上述实施例可以看出，该基于nb-iot的智能交通控制系统包括集中控制模块、信号中继传输模块和若干路口信号指示模块，其中，该集中控制模块用于对该若干路口信号指示模块所处目标区域对应的交通数据进行采集、分析与处理，并根据预设算法模型生成控制该若干路口信号模块工作状态的控制策略，该信号中继传输模块用于将该控制策略对应的控制相关数据传送至该若干路口信号指示模块的至少一者中，该若干路口信号指示模块用于根据该控制信号，进行适应的工作状态切换与调整。该基于nb-iot的智能交通控制系统在沿用原有系统控制策略的同时，还能够对整个区域的交通数据完全独立地应用第三方的不同算法与策略，以能够及时地针对突发交通情况作出相应的处理，该智能交通装置还可根据实际需求在不用修改网络配置的情况下随时调整网络设备的数量，以及实现网络的自动检测与恢复，其相比于现有的人工管理方式，能够有效地节省资源和便于维护，该智能交通装置采用nb-iot网络作为基础网络结构，其具有能耗低、易于进行故障判断处理和便于实现远程无线遥控的优点，特别地，该智能交通控制系统的通信模式是一对多从而提高系统的通信效率。因此，该基于窄带物联网nb-iot的智能交通装置能够进行数据快速传输、数据智能化分析处理和有效降低维护费用成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。