专利名称：一种实时交通通信系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交通领域，具体涉及一种实时交通通信系统，应用在公路、水运、 矿井下运输巷道等交通领域。
背景技术：
目前各大城市均在重要的交通路口设置有摄像头，通过网络将路况信息传输到交通部门的控制中心，控制中心可实时监控路况信息。同时工作人员将路况信息上传到网站， 或是显示在道路边的大屏幕上，以便驾驶员选择合适的线路。另外也可以通过电台将信息定时发布，驾驶员在行驶过程中通过收音机收听路况信息。该系统中，交通部门可实时了解路况信息，但是驾驶员并不能即时了解路况，此外，电台播报路况信息时考虑各个道路的驾驶员，因此信息往往是打包播报，对特定某一驾驶员来说，有用信息较少，并不能随时了解自己想要的信息，只能被动接收广播信息。而在高速公路上，并没有城市中的那些监控设备，交通部门也无法获得路况信息， 交通信息具有严重的滞后性。驾驶员也只能通过路边提示牌或是GPS导航仪获得信息。此外驾驶员在长期驾驶情况下，容易产生疲劳，从而导致交通事故的发生。当车辆出故障，各种通讯工具失效时，驾驶员也无法即时得到救助。因此亟需一种实时交通通信系统，既能实现控制中心对路况的实时监控，并且可以实现控制中心与驾驶员间实时通信。同时驾驶员能实时了解所需要的路况信息。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种实时交通通信系统，实现对路况、车辆运行情况的实时监控，驾驶员能即时获取前方路况信息，且可在需要时与调度中心或其它车辆建立通
fn °一种实时交通通信系统，包括控制中心、一个以上的上层光端交换机、一个以上的基站及一个以上的车载通信器；控制中心通过光纤网络分别连接各上层光端交换机，上层光端交换机之间通过光纤连接；各上层光端交换机又分别连接多个基站，连接同一上层光端交换机的基站通过光纤连接；基站又与其覆盖范围内的车载通信器通过无线连接。进一步地，所述控制中心包括显示器、控制器以及分别与控制器相接的中心输入模块和中心输出模块。进一步地，所述中心输入模块包括音频输入单元和键盘输入单元，中心输出模块包括音频输出单元和视频输出单元。进一步地，所述基站包括底层光端交换机，数据处理器，以及分别与数据处理器其相接的基站摄像头、基站无线模块和RFID读写器。进一步地，所述车载通信器包括车载无线模块、车载输入模块、车载输出模块、 RFID标签和数据处理模块，车载无线模块、车载输入模块和车载输出模块分别连接数据处理模块。[0012]进一步地，所述车载输入模块包括音频输入单元、视频输入单元和指令输入单元， 车载输出模块包括音频输出单元和视频输出单元。本实用新型的技术效果体现在本实用新型解决了控制中心与驾驶员之间的双向通信问题，控制中心可以向驾驶员发出提示信息，同时驾驶员也可以身控制中心发起语音请求。本实用新型不仅实现了控制中心对路况的实时监测，同时也实现了驾驶员对实时路况信息的获取，从而极大地减少了交通事故发生率。本实用新型还可实现车辆与车辆之间进行语音、视频通信。极大地缓解单人驾车的疲劳，从而降低了交通事故发生率。本实用新型实现了控制中心对车辆位置及行驶轨迹进行监测，对于车辆追踪有极大的意义。
图1为系统整体示意图；图2为控制中心结构示意图；图3为基站结构示意图；图4为车载通信器结构示意图；图5为车载通信器间通信示意图。
具体实施方式
如图1所示，本系统包括控制中心1、上层光端交换机2、基站3和车载通信器4四部分。其中若干个基站3通过光纤连接在一起，汇总到一上层光端交换机2上，进而通过光纤环网连接到控制中心1。基站3与安装在车辆上的车载通信器4间通过无线方式进行通
fn °参见图2，所述控制中心1包括控制器15以及分别与其相接的中心输入模块和中心输出模块。控制器主要从基站获取和存储当前的路况信息以及该基站覆盖范围内的车辆属性信息，还根据输入的指令和驾驶员的请求进行相应的处理。中心输入模块用于中心控制指令输入，其采用音频输入和键盘输入形式，例如某一时间向指定路段的车辆通报路况及其他信息或与驾驶员进行语音通信。中心输出模块采用视频输出和音频输出形式，视频输出用于显示路况信息、驾驶员请求等，音频输出用于与驾驶员进行语音通信。音频输入和输出分别通过麦克风13、扬声器12实现，键盘输入通过计算机键盘14实现，视频输出通过显示器11实现。参见图3，所述基站3包括底层光端交换机34、数据处理器35以及分别与数据处理器35相接的基站摄像头31、基站无线模块32和RFID读写器33。底层光端交换机34与光纤环网连接，实现基站3与控制中心1的连接。数据处理器35负责对所接收到数据进行处理转发，同时处理车载通信器4对基站3的视频数据请求。基站摄像头31用于获取路况信息，基站无线模块32用于基站3与车载通信器4间的数据传输，RFID读写器33用于捕获车辆的属性信息。基站3主要有四个作用，第一起到控制中心1与车载通信器4之间的数据转发作用；第二将捕获的车辆属性信息和路况信息通过底层光端交换机34上传给控制中心1 ；第三将捕获的路况信息传送给车载通信器4 ；第四起到车载通信器4之间的通信桥梁作用。参见图4，所述车载通信器4包括车载无线模块43、数据处理模块46、RFID标签 47、车载输入模块和车载输出模块。车载无线模块43、车载输入模块和车载输出模块均与数据处理模块46相连接。车载无线模块43用于与基站无线模块32间进行数据传输。数据处理模块46对输入或输出的音频和视频信息进行压缩或解压，便于传输和显示。RFID标签47包含有车辆车牌号码、车主身份等属性信息。车载输入模块用于驾驶员请求信息的输入，包括音频输入单元、视频输入单元和指令输入单元。车载输出模块用于显示从基站传送来的数据，包括音频输出单元和视频输出单元。音频输入和输出分别通过麦克风44、扬声器 42实现，指令输入通过触摸屏45实现，视频输入和输出分别通过车载摄像头41、触摸屏45 实现。本系统可实现控制中心1与基站3，控制中心1与车载通信器4，基站3与车载通信器4，车载通信器4之间的通信。下面将结合附图对系统工作流程进行详细说明。一、控制中心与基站基站3可将其拍摄的路况信息传输到控制中心1。基站3的基站摄像头31实时拍摄路况信息，并将路况数息传输到数据处理器35，若没有车载通信器4请求数据，则直接通过底层光端交换机34，经光纤环网传输到控制中心1。控制中心1数据存储在控制器15 中。控制中心1可以随时调取任意基站所传输的信息，并将信息显示在显示器11上，实现对路况实时监测。基站3还可将车载通信器4所携带的车辆属性信息传输到控制中心1。当车载通信器4经过基站3时，基站3的RFID读写器33读取存储有本车属性信息的RFID标签47， 并将所得数据通过底层光端交换机34，经光纤环网传输到控制中心1。控制中心1通过判断上传信息的基站3自身IP，便可知道车辆通信器4即车辆的位置，经过至少两次的数据读取，便可知道车辆行驶方向。控制中心1可随时调取任意车辆的信息，并将信息显示在显示器11上，实现对车辆实时位置及行车轨迹的监测。 二、控制中心与车载通信器控制中心1可实时向车载通信器4发送信息。控制中心1将要发送指令经控制器 15进行处理，通过光纤环网送到信号范围可覆盖目标车载通信器的基站3，然后再由基站3 中的基站无线模块32将数据以电磁波形式发送，最后由车辆上车载通信器4的车载无线模块43接收，经数据处理模块46处理，转换成音频信号由扬声器42发送出去，或是转换成其他提示信息，显示在触摸屏45上。实现控制中心1向基站3覆盖范围内的车载通信器4发布点对点信息或广播信息。车载通信器4可向控制中心1发出请求信息，主要是语音请求。当车载通信器4 需要和控制中心1进行通信时，车载通信器4先发出请求，控制中心1同意后，二者间建立通信。音频信号经数据处理模块46压缩后，通过车载无线模块43以电磁波形式发射出去， 由与车辆距离最近的基站3中的基站无线模块32接收，再通过光纤环网传送到控制中心1， 经控制器15对数据解压，以声音形式通过扬声器12输出。从而实现车载通信器4与控制中心1的语音通信。该语音通信是双向的。三、基站与车载通信器[0035]基站3不仅与控制中心1进行数据传输，同时基站3也可与车载通信器4进行数据传输，该传输需要驾驶员通过车载通信器4的触摸屏45发出指令，选定目标基站。其中车载通信器4与基站3的连接可实现漫游功能，即车载通信器4可根据信号强度进行自由切换所连接的基站3。首先车载通信器4与距其最近的基站建立连接，从而接入到基站所在的网络。如果目标基站和车载通信器4所接入的基站连接在同一光端交换机上，由于同一上层光端交换机上的若干基站是通过光纤连接在一起的，因此请求指令不必通过上层光端交换机转发而直接到达目标基站，从而建立起车载通信器4与目标基站间的通信链路；如果目标基站和车载通信器4所接入的基站未连接在同一上层光端交换机上，则指令首先送达车载通信器接入基站所连接的上层光端交换机，该上层光端交换机判断所请求的目标基站位于连接在哪一上层光端交换机上，然后将指令转发到相应的上层光端交换机，进而转发到其上连接的目标基站，从而建立起车载通信器4与目标基站间的通信链路。目标基站的基站摄像头31拍摄路况信息，将路面数据信息传输到数据处理器35， 若有车载通信器4请求数据，则数据处理器35将数据分两路输出，一路传输到控制中心1， 一路传输到车载通信器4。若车载通信器4在基站3的覆盖范围内，则将路况信息通过基站无线模块32以电电磁波形式发射出去，车载通信器4上的车载无线模块43通过接收电磁波信息。如果车载通信器4不在基站3的覆盖范围，则将数据通过光纤网络，传输到车载通信器4所接入的基站3，该基站再将路况信息通过基站无线模块32以电磁波形式发射出去，车载通信器4接收并显示在显示屏上。驾驶员便可以实时了解前方路面状况。驾驶员可以通过切换需要连接的目标基站，查看前方不同地点的路况信息。四、车载通信器与车载通信器车辆与车辆之间可借助所安装的车载通信器4进行语音或视频通信。在知道其他车载通信器的IP地址的前提下，驾驶员可以向相应车辆发起语音、视频通信请求，如果请求被允许，则可建立通信链路。如图5所示，假设有辆车A、B。车辆A的驾驶员通过触摸屏 45发出请求建立通信信号，该信号经车辆A的车载无线模块43以电磁波形式发射出去，通过基站的转发，车辆B的车载无线模43块接收信号，经由车辆B的数据处理模块46处理， 将请求信号显示在触摸屏45上，车辆B驾驶员可以选择同意或是拒绝建立通信。一旦同意，车辆A与车辆B将可进行语音及视频通信。从而实现两辆车间的实时通信，驾驶员之间可以进行交流，一定程度上减轻驾驶员的疲劳感。
权利要求1.一种实时交通通信系统，其特征在于，包括控制中心、一个以上的上层光端交换机、 一个以上的基站及一个以上的车载通信器；控制中心通过光纤网络分别连接各上层光端交换机，上层光端交换机之间通过光纤连接；各上层光端交换机又分别连接多个基站，连接同一上层光端交换机的基站通过光纤连接；基站又与其覆盖范围内的车载通信器通过无线连接。
2.根据权利要求1所述的实时交通通信系统，其特征在于，所述控制中心包括显示器、 控制器以及分别与控制器相接的中心输入模块和中心输出模块。
3.根据权利要求2所述的实时交通通信系统，其特征在于，所述中心输入模块包括音频输入单元和键盘输入单元，中心输出模块包括音频输出单元和视频输出单元。
4.根据权利要求1或2所述的实时交通通信系统，其特征在于，所述基站包括底层光端交换机，数据处理器，以及分别与数据处理器其相接的基站摄像头、基站无线模块和RFID 读写器。
5.根据权利要求4所述的实时交通通信系统，其特征在于，所述车载通信器包括车载无线模块、车载输入模块、车载输出模块、RFID标签和数据处理模块，车载无线模块、车载输入模块和车载输出模块分别连接数据处理模块。
6.根据权利要求5所述的实时交通通信系统，其特征在于，所述车载输入模块包括音频输入单元、视频输入单元和指令输入单元，车载输出模块包括音频输出单元和视频输出单元。
专利摘要本实用新型提供了一种实时交通通信系统，包括控制中心、上层光端交换机、基站及车载通信器，控制中心通过光纤网络分别连接各上层光端交换机，上层光端交换机之间通过光纤连接；各上层光端交换机又分别连接多个基站，连接同一上层光端交换机的基站通过光纤连接；基站又与其覆盖范围内的车载通信器通过无线连接。本实用新型实现对路况、车辆运行情况的实时监控，同时驾驶员能够及时获取前方路况信息，且可在需要时与调度中心和其它车辆建立通信，适用于公路、水运、矿井下运输巷道等交通领域。
文档编号H04B10/12GK202121612SQ20112015982
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者卢伟, 史铁林, 司匡书, 张嘉琪, 李会民, 李锡文 申请人:华中科技大学