CN102737514A - 一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉路口交通信号灯控制系统使用的车辆检测装置，特别涉及一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置。本检测装置由装在车上的车载高频信号发射接收器和装在路口的道路高频信号接收发射器组成。道路高频信号接收发射器输出的电信号送至道路信号灯控制器，道路信号灯控制器控制交通信号灯指挥交通。使用本装置能组成自适应的交通信号灯控制系统，实现有车的道路录灯，公交车及特种车辆优先通行；本检测装置的防堵车装置能有效防止交叉路口发生堵车；通过车内交通信号灯显示装置，能显示交通信号灯的亮灯信息和道路信息，方便驾驶员观察；使用手持式车辆属性显示器，方便执法人员在车外核查车辆的基本信息。

Description

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置

技术领域

本发明涉及一种交叉路口交通信号灯控制系统使用的车辆检测装置，特别涉及一种使用感应检测器识别车辆属性、区分车辆行驶方向及根据检测车辆的速度判别堵车和安装在车内用于发布道路信息指示器的装置。

背景技术

具有车辆检测功能的交叉路口交通信号灯自适应控制系统如图1所示，由车辆检测装置、道路交通信号灯控制器13和交通信号灯14组成。车辆检测装置由车载高频信号发射接收器11和道路高频信号接收发射器12组成。车辆检测装置向道路交通信号灯控制器13提供道路上行驶车辆的类别、行驶方向和是否堵车等信息。道路交通信号灯控制器13取得这些信息后，经预设的控制程序处理后，控制交通信号灯14指挥车辆通行。

现代交叉路口交通灯的自适应控制系统，应具有车辆检测功能，并且能够检测道路中：

1是否有来车；

2来车通过交叉路口后的行驶方向；

3来车是普通社会车辆，还是优先通行的车辆，如：公交车辆或(执行任务的救火车、救护车或警车等)特种车辆；

4交叉路口的各出口道路是否畅通。

道路信号灯控制器13获得以上信息，根据实际路况有的放矢地控制交通信号灯，从而正确指挥交通。

目前的车辆感应检测方法有地磁线圈检测、红外线检测、超声波检测、视频检测和射频检测等方法。

地磁线圈检测的不足之处是单个检测器检测范围小，安装需要挖掘道路。

红外线检测的不足之处是不能检测车辆需要的行驶方向，不能检测车辆的类别。

超声波检测的不足之处是检测范围小，不能检测车辆的种类。

视频检测的不足之处是不能检测车辆需要的行驶方向，设备成本高。

射频检测的不足之处是各车同时发出的射频信号会互相干扰。如下列二种中国专利采用缩小使用范围及手动控制避免互相干扰。

中国专利申请号200810243853.2，公开号CN101436349A，公开日期2009年5月20日，发明专利名称：《公交车辆通过十字路口的控制装置极其控制方法》，公开了一种基于射频公交车辆通过十字路口的控制装置。其不足之处是仅限于公交车使用；公交车到路口时需要驾驶员按动发射按钮，用按动发射按钮控制倒记时的方法，避免与其他公交车发射的信号互相干扰，使用范围小而且不方便。

中国专利申请号200810112056.0，公开号CN101587649A，公开日期2009年11月25日，发明专利名称：《交通路口优先车辆优先放行的控制系统》，公开了一种优先车辆优先通过十字路口的控制装置。其不足之处是仅限于优先车使用，而且没有公布怎样防止各条道路间车辆的信号互相干扰。

另有中国专利申请号200820095492.7，授权公告号CN201222303Y，授权公告日期2009年4月15日，实用新型专利名称：《交通信号显示系统》，公开了一种从交通信号灯获取交通信号的装置。其不足之处是仅限于发布交通灯信息，不能发布道路信息。

综上所述，目前的各种检测技术功能比较单一，不能完全满足交叉路口交通信号灯在控制方面，对车辆检测技术的综合要求。

另外，中国专利申请号94195085.9，授权号CN1054226C，公开日期2000年7月5日，发明专利名称：《警报检测器》，公开了一种利用报警器发出的警报音，检测特种车辆(急救车)装置。其不足之处是仅从警报声中分离特殊音难度较高，使电路过于复杂。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种使用高频无线电波，检测道路约100米范围内：1是否有来车；2来车种类(如：普通社会车辆、公交车辆、特种车辆等)；3来车过路口后需要直行、左转弯还是右转弯；4交叉路口的各出口道路是否畅通等诸多功能的、使用方便的车辆感应检测装置。使用本装置能组成自适应的交通信号控制系统。

使用本装置还能实现，1在车内显示器上显示前方交通信号灯的亮灯情况，以及前方道路的信息，如：路名和门牌号，是否堵车等；2在车外使用车辆属性检测器51，便能探测到车辆各种管理信息，如：属性、牌照号、验车情况和纳税情况等，方便执法检查。

为了检测前方道路的来车，本发明通过以下技术方案实现：

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器由车载高频信号发射接收器11和道路来车高频信号接收发射器21组成。车载高频信号发射接收器11和道路来车高频信号接收发射器21使用定向天线互相发射或接收高频无线电波F。

在每条道路过路口的前上方处(通常在现有交通信号灯处)，安装一个道路高频信号接收发射器12，如图9、图10。道路高频信号接收发射器12由道路来车高频信号接收发射器21、道路堵车高频信号接收发射器41组成。道路来车高频信号接收发射器21的定向天线70的波束中心轴线向前方偏下，对准相应路口来车探测区域的最远处道路中点90。车载高频信号发射接收器11，装在每辆车的前挡风玻璃处。车载高频信号发射接收器11的定向天线64的波束轴线向前方偏上，当车辆在探测区的最远处时，对准道路来车高频信号接收发射器21的定向天线70，见图11、图12。

以典型的四叉路口为例，设：西向东为a向；北向南为b向；东向西为c向；南向北为d向。

a向道路上行驶的未过路口车辆，使用车载高频信号发射接收器11a的定向天线64向前方发射或接收高频无线电波，与安装在本车道前方的道路来车高频信号接收发射器21a的定向天线70发射面对发射面，二者能够建立通信联系；横向车道的车载高频信号发射接收器11b、11d，由于其定向天线64是侧面朝道路来车高频信号接收发射器21a的定向天线70，二者不能够建立通信联系；同一条道路反方向过路口的车载高频信号发射器11c的定向天线64和同一条道路同方向过路口的车载高频信号发射器11a的定向天线64，都是背面朝道路来车高频信号接收发射器21a的定向天线70，二者的定向天线64都不能够与道路来车高频信号接收发射器21a的定向天线70建立通信联系；同一条道路反方向未过路口的车载高频信号发射器11c的定向天线64，发射面对道路来车高频信号接收发射器21a的定向天线70背面，二者也不能够建立通信联系。这样道路来车高频信号接收发射器21的检测范围就被限制在区域91的范围内。

综上所述，道路来车高频信号接收发射器21a，仅与a向车道上未过路口车辆的车载高频信号发射接收器11a相互发射或接收高频无线电波；

以此类推：道路来车高频信号接收发射器21b，仅与b向车道上未过路口车辆的车载高频信号发射接收器11b相互发射或接收高频无线电波；

道路来车高频信号接收发射器21c，仅与c向车道上未过路口车辆的车载高频信号发射接收器11c相互发射或接收高频无线电波；

道路来车高频信号接收发射器21d，仅与d向车道上未过路口车辆的车载高频信号发射接收器11d相互发射或接收高频无线电波。

本发明使用上述方法克服了不同方向、不同车道之间高频信号的相互干扰。

本发明还可以通过以下技术方案实现：

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，车载高频信号发射接收器11使用的定向天线64安装在车辆的前部，定向天线64的垂直波束宽度为向前方水平线及以上0至90度范围；道路来车高频信号接收发射器21使用的定向天线70安装在需探测道路的前上方，定向天线70的垂直波束宽度为面向探测区，水平线及以下0至60度范围；定向天线64与定向天线70的水平波束宽度之和小于180度。或者定向天线64的垂直波束宽度为向前方水平线及以上0至135度范围。区域111为定向天线64的波束区域。

车载高频信号发射接收器11安装在车辆的前部，所使用的定向天线64的垂直波束宽度为向前方水平线及以上0至90度或向前方水平线及以上0至135度，能兼顾与道路来车高频信号接收发射器21和道路堵车高频信号接收发射器41二者的通信要求；道路来车高频信号接收发射器21安装在道路前方，通常安装在交通信号灯处，所使用的定向天线70的垂直波束宽度为前方水平线及以下0至60度，能提高探测区高频信号强度和系统的抗干扰性能；定向天线64与定向天线70的水平波束宽度之和小于180度，能可靠地保证在垂直交叉道路上，车载高频信号发射接收器11仅与本道路前方的道路来车高频信号接收发射器21进行通信，不与横向道路的道路来车高频信号接收发射器21进行通信。如果交叉道路不垂直，定向天线64与定向天线70的水平波束宽度之和，应小于交叉道路中角度较小一角的角度值的二倍。

一种综合检测道路和车辆行驶情况的装置的车辆检测器，车载高频信号发射接收器11和道路来车高频信号接收发射器21互相发射的高频无线电波的频率为具有直线传播特性超高频无线电波。采用直线传播的高频无线电波，无线电波的散射性较小，能有效地配合定向天线将波束控制在要求的范围内，这样能更好地克服不同方向、不同车道之间高频信号的相互干扰。

一种综合检测道路和车辆行驶情况的装置的车辆检测器，车载高频信号发射接收器11在接收到道路来车高频信号接收发射器21发出的高频无线电信号后才进入发射高频无线电信号的工作状态。车载高频信号接收发射器11平时处于接收高频信号的待机状态。当车辆进入道路来车高频信号接收发射器21的检测区域91时，车载高频信号发射接收器11接收到道路来车高频信号接收发射器21发出的车辆检测高频信号后，才进入发送车辆种类和行驶方向高频信号与接收高频信号的工作状态，可使车载高频信号发射接收器11对其他电器的干扰及对人体的影响降低到更小。

一种综合检测道路和车辆行驶情况的装置的车辆检测器，车载高频信号发射接收器11和道路来车高频信号接收发射器21使用ZigBee或无线局域网通信协议互相通信。车载高频信号发射接收器11发射的高频无线电波内调制有车辆的种类和行驶方向，或车辆的属性等信息电信号。道路来车高频信号接收发射器21发射的高频无线电波F内调制有前方道路的属性以及交通信号灯亮灯信息的电信号。

采用ZigBee或无线局域网技术，每个方向以道路来车高频信号接收发射器21为中心机，各车辆的车载高频信号发射接收器11为终端机，组成一个独立的通信网络，使同一方向内各车辆的车载高频信号发射接收器11都独立地与道路来车高频信号接收发射器21建立双向通信联系。车载高频信号发射接收器11的高频无线电IO传输模块62，从车辆转弯方向灯信号60获得车辆行驶方向信号，从车辆属性储存模块63获得车辆种类信号，通过定向天线64，向道路来车高频信号接收发射器21发送一组含有车辆种类及行驶方向的编码，使道路来车高频信号接收发射器21获得来车是普通社会车辆、公交车辆或警车，以及来车过路口后需要行驶的方向及各类来车数量等信息，并将这些信息传给道路交通信号灯控制器13。由道路交通信号灯控制器13综合各条道路的车辆信息后，控制交通信号灯的工作。

本发明的车内交通信息显示装置由车载高频信号接收发射器11和显示模块61以及道路来车高频信号接收发射器21组成，道路来车高频信号接收发射器21采集交通信号灯的亮灯信号和道路信息，发送给车载高频信号接收发射器11；车载高频信号接收发射器11接收到信号，经高频无线电IO传输模块62和显示模块61相关电路处理，由车内显示屏显示前方交通信号灯的亮灯信息和左右前面三个方向道路的信息，如：路名、门牌号和路况等信息。

为了检测前方道路有无特种车，本发明还可以通过以下技术方案实现：

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置，其车辆种类检测的特种车检测装置，由车载高频信号发射接收器11和特种车的警笛30，道路来车高频信号接收发射器21和道路特种车警报声接收器32组成；并以道路来车高频信号接收发射器21和道路特种车警报声接收器32同时接收到特种车车载高频信号发射接收器11发出特种车高频信号F和特种车警报声或喇叭声S中区别于其他车辆喇叭声的音频频率来识别特种车的存在。

本检测装置，通过检测特种车警报声S中区别于普通车喇叭声音频频率的音频信号和设定的特种车编码高频信号F，这二种信号检测特种车。特种车直行和左、右转弯接收器80、81、82之一，在同时接收到有特种车(含行驶方向)高频信号F和有特种车警笛音信号S后，输出特种车直行或左转弯或右转弯的电信号，并保持特种车的这一信号到特种车高频信号F消失为止。

为了检测出口道路是否堵车，本分明通过以下技术方案实现：

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的堵车检测器由车载高频信号发射接收器11和道路堵车高频信号接收发射器41组成。道路堵车高频信号接收发射器41使用定向天线83接收下方车载高频信号发射接收器11的高频无线电信号F；依据一个车载高频信号发射接收器11，通过道路堵车高频信号接收发射器41的定向天线83波束宽度的时间，检测是否堵车。

道路堵车高频信号接收发射器41，由定向天线83、堵车高频无线电IO传输模块84和堵车记时判别模块85顺序连接组成。

当车辆驶入道路的出口时，车载高频信号接收发射器11进入检测区92接收到道路堵车高频信号接收发射器41发出的高频信号后，向上发射的高频信号，定向天线83接收到这个信号后，再将这个信号传送给堵车高频无线电IO传输模块84。堵车高频无线电IO传输模块84，选取第一个与之建立连接的车载高频信号发射接收器11后，不再与其他进入检测区92的车载高频信号发射接收器11建立连接，并保持这一连接。当这个车载高频信号接收发射器11离开检测区92，再与其他车的车载高频信号接收发射器11建立连接。堵车记时判别模块85对每一个连接分别计时。因检测区92的长度是确定的，所以这个时间反映了车辆的行驶速度。时间越大，车辆的行驶速度越慢。可以设定一个时间作为界限，大于这个界限确定为道路堵车；小于这个界限确定为道路畅通。

本无线电波综合检测道路中车辆行驶情况装置的所有输出信号，经输入输出总线86和信号输入输出接口电路87转换后以并行或串行输出形式与道路信号灯控制器13连接。

为了检测车辆的属性，本分明通过以下技术方案实现：

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆属性检测器由车载高频信号发射接收器11和车辆属性显示器51组成。车载高频信号发射接收器11和车辆属性显示器51使用定向天线发射和接收高频信号；使用ZigBee通信协议或无线局域网通信协议互相通信。使用定向天线和ZigBee通信协议或无线局域网通信协议，执法人员在车外使用车辆属性显示器51，与车载高频信号发射接收器11无线连接。车载高频信号发射接收器11，接收到车辆属性显示器51发射的属性检测高频信号后，车辆属性储存模块63将储存的车辆属性信息送给高频无线电IO传输模块62，高频无线电IO传输模块62以ZigBee通信协议或无线局域网通信协议通过定向天线64，发射车辆属性的高频信号，使车辆属性显示器51获得车辆的电子车牌号、纳税情况等车辆属性的信息并在显示屏上显示，方便执法人员检查。

与现有技术相比，本分明的有益效果是：

1本检测装置检测的范围是一个前后距离约100米，左右距离等于路面宽度的区域，(与地磁线圈检测比较)单个检测器检测范围大，减少了道路检测器的数量，便于控制器根据道路上驶入检测区车辆的实际情况提前正确选择红绿灯，缩短了车辆通过路口的时间；

2当路口车辆较少时，能实现有车路口绿灯，减少停车时间，提高道路利用率；

3当路口车辆较多时，能实现交叉路口公交车优先通过；

4当路口车辆较多时，延长绿灯的亮灯时间，提高车辆通过路口的速度

5当路口车辆较多时，可以防止交叉路口堵车；

6能保证(救火车、救护车等)特种车辆绝对优先通行；

7不需要挖掘道路，安装比较方便。

8(与视频检测比较)对车辆的检测不受天气影响；

9特种车检测器仅取一小段警报音或无警报音，可减少城市噪音。而主要检测特种车编码高频信号，提高了检测的正确性；

10车辆的驾驶员能在车内的显示屏上看到前方、左边及右边道路的路名、门牌号、停车库的情况、路面是否通畅等信息。也能显示交通信号灯的亮灯信息，减少大型车辆和天气对驾驶员观察影响；

11执法人员在车外使用车辆属性显示器51，就能获得车辆的牌照号、纳税情况等车辆的属性，方便执法检查。

附图说明

图1一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性装置的交通信号灯控制系统图；

图2一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性装置的车辆检测器系统图；

图3一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性装置的特种车检测系统图；

图4一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性装置的堵车检测系统图；

图5一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性装置的车辆属性检测系统图；

图6车载高频信号发射接收器11结构图；

图7道路高频信号接收发射器12结构图；

图8车辆属性检测器51结构图；

图9交叉路口道路高频信号检测区域平面图；

图10交叉路口a向道路的道路高频信号检测区域侧面图；

图11交叉路口车载高频信号发射区域平面图；

图12交叉路口a向道路的车载高频信号发射区域侧面图；

图13三叉路口道路来车高频信号接收发射器21和道路堵车高频信号接收发射器41实施例平面布置图；

图14一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性装置的实施例系统方框图；

图15车载高频信号发射接收器实施例方框图；

图16车辆属性检测器实施例方框图；

图17道路高频信号接收发射器实施例方框图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器实施例由未过路口车载高频信号接收发射器140和道路高频信号接收发射器141组成。

车载高频信号接收发射器140，由分别与车辆ZigBee无线IO传输模块153连接的车辆转弯方向灯信号151、显示模块152、车辆属性储存模块154和定向天线155组成。定向天线155装在每辆车的前挡风玻璃处的中间或右侧(车辆靠道路右侧行驶的地区)，发射车载高频信号接收发射器140的高频信号，或者未过路口时接收道路来车高频信号接收发射器142的高频信号，过路口后收接道路堵车高频信号接收发射器144的高频信号。

道路高频信号接收发射器141，由道路来车高频信号接收发射器142、道路特种车警报声接收器143和道路堵车高频信号接收发射器144组成。

道路来车高频信号接收发射器142，由定向天线160及连接的ZigBee无线IO传输模块161，以及输入端并连后与ZigBee无线IO传输模块161输出端连接，输出端通过总线177分别与RS485输入输出接口电路176的一个输入端连接的非机动车直行接收器164、非机动车左转接收器165、普通机动车直行接收器166、普通机动车左转接收器167、公交车直行接收器168、公交车左转接收器169、特种车直行识别接收器170、特种车左转识别接收器171和特种车右转识别接收器172，以及RS485输入输出接口电路176组成。一般车辆不设右转识别接收器，右转交通信号灯主要由车辆转入路口的堵车情况控制。

车载高频信号发射接收器140和道路来车高频信号接收发射器142，各自使用定向天线155和定向天线160互相发射或接收高频无线电波。

道路特种车警报声接收器143由定向话筒162和特种车警报声音频放大解码模块163，特种车直行识别接收器170、特种车左转识别接收器171和特种车右转识别接收器172，以及RS485输入输出接口电路176组成。定向话筒162与特种车警报声音频放大解码模块163的输入端连接，特种车警报声音频放大解码模块163的输出端与特种车直行识别接收器170、特种车左转识别接收器171和特种车右转识别接收器172的音频输入端并联连接。

道路堵车高频信号接收发射器144，由定向天线173、堵车ZigBee无线IO传输模块174、堵车记时判别模块175和RS485输入输出接口电路176顺序连接组成。

以图13的三叉路口为例，每条道路过交叉路口的前上方处(通常在现有交通信号灯处)，安装一个道路来车高频信号接收发射器142和道路特种车警报声接收器143。道路来车高频信号接收发射器142的定向天线160的中心轴线，对准相应路口来车探测区域最远处的中点，接收来车探测区道路内车载高频信号接收发射器140的高频信号。当车辆在探测区的最远处时，车载高频信号发射接收器140的定向天线155的波束轴线对准道路来车高频信号接收发射器142的定向天线160。在离开交叉路口的每条道路进口处上方，安装道路堵车高频信号接收发射器144，其定向天线173接收面朝下，接收下方道路的车载高频信号接收发射器140的高频信号。

设：西向东为a向；北向南为b向；东向西为c向；南向北为d向。

在a向车道过路口的前上方处(现有交通信号灯处)，安装一个道路来车高频信号接收发射器142和一个道路特种车警报声接收器143，探测a向车道上车辆的类型和行驶方向。a向车路无离开交叉路口的道路，无需安装道路堵车高频信号接收发射器144。

c向车道无进入交叉路口道路，无需安装道路来车高频信号接收发射器142和道路特种车警报声接收器143，只需在离开交叉路口的道路进口处的上方安装道路堵车高频信号接收发射器144，探测c向车道是否堵车。

b向车道上和d向车道，因为进入交叉路口的道路和离开交叉路口的道路都有，所以在现有交通信号灯处各自安装一个道路高频信号接收发射器141，分别探测b向车道上和d向车道的来车和堵车情况。

车载高频信号发射接收器140使用的定向天线155的垂直波束宽度为向90度；道路高频信号接收发射器141安装在道路前方，通常安装在交通信号灯处，所使用的定向天线160的垂直波束宽度为前方水平线及以下55度；定向天线144与定向天线160的水平波束宽度都是55度，能可靠地保证在垂直交叉道路上，车载高频信号发射接收器11仅与本道路前方的道路高频信号接收发射器141进行通信，不与横向道路的道路高频信号接收发射器141误通信。如果交叉道路不垂直，本实施例允许的交叉道路角度值为55度至90度。

实施方式的车载高频信号发射接收器140和道路高频信号接收发射器141使用ZigBee通信协议互相通信。

ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，最多一个主节点可管理254个子节点，完全能满足系统的使用要求。

ZigBee通信协议的载波频率为具有直线传播特性的2.4GHz超高频无线电波，电波的散射性较小，能有效地配合定向天线将波束控制在要求的范围内，能有效地克服不同方向、不同车道之间高频信号的相互干扰。ZigBee通信协议的信道有16个，当ZigBee网络受到外界干扰，无法正常工作时，整个网络能动态的切换到另一个工作信道上稳定的工作，增加系统的抗干扰性。

采用ZigBee通信协议，每个方向以道路来车高频信号接收发射器142为中心机，各车辆的车载高频信号发射接收器140为终端机，采用无线局域网技术组成一个独立的通信网络，使同一方向内各车辆的车载高频信号发射接收器140都独立和稳定地与道路来车高频信号接收发射器142建立双向通信联系。

一种综合检测道路和车辆行驶情况的装置的车辆检测器，道路来车高频信号接收发射器142发射的高频无线电波F内调制有道路信息，如前方道路的路名和门牌号等。道路信息储存在道路交通信号灯控制器内，通过连接线送给道路高频信号接收发射器141的RS485输入输出接口电路176，再由输入输出总线177传送给ZigBee无线IO传输模块161，经定向天线160发送给车载高频信号发射接收器140，提供给车内交通信息显示器显示。

车载高频信号接收发射器140平时处于接收高频无线电信号的待机状态。当车载高频信号发射接收器140接收到道路来车高频信号接收发射器142发出的高频无线电信号后，才进入接收和发送高频无线电信号的工作状态，可使车载高频信号发射接收器140，对其他电器的干扰和对人体影响降低到更小的范围。

车载高频信号发射接收器140接收到道路来车高频信号接收发射器142发出的高频无线电信号后，发射的高频无线电波内调制有二组编码。一组为系统密码，另一组含有车辆种类及行驶方向的8位2进制信息编码。

车辆种类及行驶方向的8位2进制编码划分为：前二位导入码，中间三位为车辆种类，后三位为车辆行驶的方向信息。

1  非机动车直行信号：        00000101

2  非机动车左转弯信号：      00000110

3  普通机动车直行信号：      00001001

4  普通机动车左转弯信号：    00001010

5  普通机动车右转弯信号：    00001100

6  普通机动车双跳灯信号：    00001001

7  公交车直行信号：          00010001

8  公交车左转弯信号：        00010010

9  公交车右转弯信号：        00010100

10 公交车双跳灯信号：        00010001

11 特种车直行信号：          00100001

12 特种车左转弯信号：        00100010

13 特种车右转弯信号：        00100100

14 特种车双跳灯信号：        00100001

道路来车高频信号接收发射器142，使用定向天线160接收高频信号；高频信号经ZigBee无线IO传输模块161处理，解出车辆种类及行驶方向的8位2进制编码，此编码触发一个与ZigBee无线IO传输模块161连接的，地址码与编码对应的非机动车直行接收器164、或非机动车左转接收器165、或普通机动车直行接收器166、或普通机动车左转接收器167、或公交车直行接收器168、或公交车左转接收器169、或特种车直行识别接收器170、或特种车左转识别接收器171或特种车右转识别接收器172中的一个，并储存一个周期。如：ZigBee无线IO传输模块161输出00010001，公交车直行接收器168就输出有直行公交车的信号。分解出来车辆的种类以及来车过路口后需要行驶的方向等信息，再由RS485输入输出接口电路176转换成串行信号，传给道路信号灯控制器。由道路信号灯控制器综合交叉路口各条道路的车辆信息后，控制交通信号灯的工作。

一种综合检测道路和车辆行驶情况的装置的车内交通信息显示器由车载高频信号接收发射器140和显示模块152以及道路来车高频信号接收发射器141组成，道路来车高频信号接收发射器141采集交通信号灯的亮灯信号并加入道路信息，发送给车载高频信号接收发射器140；车载高频信号接收发射器140接收信号，经显示模块152相关电路处理，由车内显示模块的显示屏显示前方交通信号灯的亮灯信息和左右前三个方向道路的信息。

为了检测前方道路有无特种车，本实施例还可以通过以下技术方案实现：

特种车检测装置由调制有特种车电信号的车载高频信号接收发射器140和特种车的警报声发生器146；道路来车高频信号接收发射器142和道路特种车警报声接收器143组成。有特种车检测功能的道路高频信号接收发射器141，依据同时接收到特种车车载高频信号接收发射器140发出特种车高频信号和特种车警报声中区别于其他车辆喇叭的音频信号(如：7500Hz音频)来判别特种车的存在。

本检测装置，由定向话筒162接收特种车的警报声，经特种车警报声音频放大解码模块163鉴别，有否区别于普通车喇叭声音频频率(如：7500Hz音频)的警报声，确定有警报声时特种车警报声音频放大解码模块163，向特种车直行识别接收器170、特种车左转识别接收器171和特种车右转识别接收器172的音频输入端，输出有警报声的电信号。特种车直行识别接收器170、特种车左转识别接收器171和特种车右转识别接收器172依据有特种车的警报声的电信号和有包含行驶方向的特种车高频无线电编码信号，这二种信号检测特种车的存在及其行驶方向，使特种车的检测更可靠和公开。

特种车识别器在同时接收到有特种车高频信号和有特种车警笛音信号后，输出有特种车和特种车行驶方向的电信号，并保持有这个信号(不管有否特种车警笛音信号)到特种车高频信号消失为止。

也可以仅用特种车编码的高频无线电信号识别特种车。采用这个方案时，取消道路特种车警报声接收器143，以及特种车直行识别接收器170、特种车左转识别接收器171和特种车右转识别接收器172的音频输入端。

为了检测出口道路是否防堵车，本实施例通过以下技术方案实现：

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的堵车检测器由过路口车载高频信号发射接收器140和道路堵车高频信号接收发射器144组成。道路堵车高频信号接收发射器144，由定向天线173、堵车高频无线电IO传输模块174和堵车记时判别模块175组成。

堵车道路高频信号接收发射器144使用定向天线173接收下方车载高频信号发射接收器140的高频无线电信号F；依据一个车载高频信号发射接收器140，通过定向天线173的波束宽度的时间来检测是否堵车。

当车辆驶入道路的出口时，车载高频信号接收发射器140进入检测区，接收到道路堵车高频信号接收发射器144发出的高频信号后，向上发射高频信号，定向天线173接收到这个信号后，再将这个信号传送给堵车高频无线电IO传输模块174。堵车高频无线电IO传输模块174，选取第一个与之建立连接的车载高频信号发射接收器140后，不再与其他进入检测区的车载高频信号发射接收器140连接；并保持第一个建立的连接，到这个车载高频信号接收发射器140离开检测区，再与其他车的车载高频信号接收发射器140建立连接。堵车记时判别模块175对每一个连接分别计时。因检测区的长度是确定的，所以这个时间反映了车辆的行驶速度。时间越大，车辆的行驶速度越慢。可以设定一个时间作为界限，大于这个界限确定为道路堵车；小于这个界限确定为道路畅通。

本无线电波综合检测道路中车辆行驶情况装置所有模块的输出信号，经输入输出总线177传送至RS485输入输出接口电路176；信号由RS485输入输出接口电路176转换后，以RS485接口形式传送给道路信号灯控制器。

为了检测车辆的属性，本实施例通过以下技术方案实现：

一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆属性检测器由车载高频信号发射接收器140和车辆属性显示器147组成。

车载高频信号发射接收器140接收到车辆属性显示器147发出的，符合ZigBee通信协议的显示车辆属性高频信号后，回复调制有车辆属性等信息的高频无线信号。从而使车辆属性显示器147获得车辆的电子车牌号、纳税情况等车辆的属性信息。车辆属性高频信号被定向天线156接收，经ZigBee，无线电IO传输模块157解调后由显示模块158显示。

本实施例中使用的高频无线波的频率是具有直线传播特性的2.4GHz频段，也可采用5GHz频段替代。目前以频率2.4GHz工作的器件工艺最成熟，性价比最高。

通过本实施例的介绍，可制造出一个功能全面的，能发布道路信息；能检测道路来车及来车种类、行驶方向；能检测道路是否堵车；能检测车辆属性的综合检测装置。

Claims (11)

1.一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器由车载高频信号发射接收器(11)和道路来车高频信号接收发射器(21)组成，其特征在于车载高频信号发射接收器(11)和道路来车高频信号接收发射器(21)使用定向天线互相发射或接收高频无线电波F。

2.根据权利要求1所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于车载高频信号发射接收器(11)使用的定向天线(64)安装在车辆的前部，定向天线(64)的垂直波束宽度为向前方水平线及以上0至90度范围；道路高频信号接收发射器(12)使用的定向天线(70)安装在需探测道路的前上方，定向天线(70)的垂直波束宽度为面向探测区，水平线及以下0至60度范围；定向天线(64)与定向天线(70)的水平波束宽度之和小于180度。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于定向天线(64)的垂直波束宽度为向前方水平线及以上0至135度范围。

4.根据权利要求1所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于车载高频信号发射接收器(11)和道路来车高频信号接收发射器(21)使用高频无线电波F的频率为具有直线传播特性超高频无线电波。

5.根据权利要求1所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于车载高频信号发射接收器(11)仅在接收到道路来车高频信号接收发射器(21)发出的高频无线电信号后才进入发射高频无线电信号的工作状态。

6.根据权利要求1所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于车载高频信号发射接收器(11)和道路来车高频信号接收发射器(21)使用ZigBee通信协议或无线局域网通信协议互相通信。

7.根据权利要求1所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于道路来车高频信号接收发射器(21)发射的高频无线电波F内调制有前方道路的属性以及交通信号灯亮灯信息的电信号。

8.根据权利要求1所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于车载高频信号发射接收器(11)发射的高频无线电波F内调制有车辆的种类和行驶方向，或车辆的属性等信息的电信号。

9.根据权利要求8所述的一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆检测器，其特征在于车辆种类检测的特种车检测装置，由车载高频信号发射接收器(11)和特种车的警笛(30)，道路来车高频信号接收发射器(21)和道路特种车警报声接收器(32)组成；并以道路来车高频信号接收发射器(21)和道路特种车警报声接收器(32)同时接收到特种车车载高频信号发射接收器(11)发出特种车高频信号F和特种车警报声或喇叭声S中区别于其他车辆喇叭声的音频频率来识别特种车的存在。

10.一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的堵车检测器由车载高频信号发射接收器(11)和道路堵车高频信号接收发射器(41)组成，其特征在于道路堵车高频信号接收发射器(41)使用定向天线(83)接收下方车载高频信号发射接收器(11)的高频无线电信号F；根据一个车载高频信号发射接收器(11)通过定向天线(83)的波束宽度的时间检测是否堵车。

11.一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置的车辆属性检测器由车载高频信号发射接收器(11)和车辆属性显示器(51)组成，其特征在于车载高频信号发射接收器(11)和车辆属性显示器(51)使用定向天线发射和接收高频信号；使用ZigBee通信协议或无线局域网通信协议互相通信。

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