CN104504920A - 一种根据路况动态调整的无线限速的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种根据路况动态调整的无线限速的设备，属于交通管控设备领域，包括总服务器、交通限速指示器和车辆自动限速器。本发明还提供了一种根据路况动态调整的无线限速的方法，包括以下步骤：步骤1，服务器进行初始化设计；步骤2、服务器将限速信息通过交通限速指示器进行发送，同时，电动交通工具中的中央处理器会定时将车辆信息传递给服务器；步骤3、服务器会发送限速信号给通信模块B；步骤4、通信模块B发送限速信号给通信模块C；步骤5、中央处理器传递限速信息给车辆控制模块，进行限速控制。本发明可以根据不同的道路条件或位置对交通工具进行主动的不同速度的速度限制，并实现动态的实时调整功能。

Description

一种根据路况动态调整的无线限速的设备和方法
技术领域
本发明属于交通管控设备领域，具体地说，涉及一种根据路况动态调整的无线限速的设备和方法。
背景技术
随着电动车、电动滑板车、平衡车的普及和数量的急剧增加，这类以提供便捷出行为目的的交通工具在满足人民要求的同时，也带来了交通事故的不断增加。从各地交管部门的数据来看，这类车辆造成的伤亡事故已经在各种交通事故中排名靠前甚至第一，同时也给交通秩序的维护带来了极大的压力。
作为公共交通的参与者，驾乘人员首先应该遵守交通规则，从而保护自己，降低事故的发生率。然而由于国内法律意识、人员素质、秩序维护力度等多种因素限制，通常只能依靠这类车辆的驾驶人员的“车技”来保护安全。车辆或交通终端始终不能主动的在危险路段，交通混乱路段进行规避或者避让。
目前出现了一种技术手段，就是：当各种交通工具(电动车、滑板车、平衡车等)行驶在不同路段时，根据交通情况利用无线技术进行最高行驶速度的调节和限制。
速度的限制即可以降低事故的发生率，同时，也增加了驾乘人员违反交通秩序的难度。在降低交通事故发生率的同时也培养了人们遵守交通法规的习惯。但是这种方法并没有考虑到道路的实时状态，调节有明显的滞后性，从而影响了最高行驶速度的有效调节。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种根据路况动态调整的无线限速的设备和方法，设计合理，实现了车辆最高速度根据道路车辆速度、通过数量和道路拥堵程度的有效动态调节，从而在保证驾乘人员安全的前提下，大大提高了交通通过效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种根据路况动态调整的无线限速的设备和方法，设计合理，实现了车辆最高速度根据道路车辆速度、通过数量和道路拥堵程度的有效动态调节，从而在保证驾乘人员安全的前提下，大大提高了交通通过效率。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种根据路况动态调整的无线限速的设备，其特征在于：包括总服务器、交通限速指示器和自动限速器：
所述的总服务器包括服务器以及与服务器连接的通信模块A；
所述的交通限速指示器包括电源装置以及与电源装置连接的通信模块B；
所述的自动限速器包括设置在电动交通工具上的中央处理器、与中央处理器连接的通信模块C、信号处理模块、车辆控制模块以及加速度传感器、方向传感器、三轴陀螺仪；
所述通信模块A与通信模块B之间通过无线或者有线方式实现相互连接，所述通信模块B与通信模块C之间通过无线方式实现相互连接；
所述的服务器，用于存储对应路段或者路口的地图以及交通状况信息，以及检测各个路段的车辆数量信息；
所述通信模块A，连接服务器和通信模块B，用于将服务器的限速信号发送给通信模块B、将通信模块B发送过来的电动交通工具的信息发送给服务器；
所述的通信模块B，连接通信模块A和通信模块C，用于将通信模块A的限速信号发送给通信模块C、将通信模块C发送过来的电动交通工具的信息发送给通信模块A；
所述的电源装置，为整个交通限速指示器提供电源；
所述的中央处理器，处理各种信号、数据，并且根据信号、数据发出信号；
所述的通信模块C，连接通信模块B和中央处理器，用于将中央处理器得到的电动交通工具的信息传递给通信模块B，将通信模块B的限速信号发送给中央处理器；
所述的信号处理模块，与所述的中央处理器相连接，用于解析无线信号为限速信息，并将限速信息回馈给中央处理器；
车辆控制模块，连接中央处理器和电动交通工具的动力装置，用于根据限速信息控制动力装置的电压或者电流，实现对电动交通工具速度的控制；
加速度传感器、方向传感器、三轴陀螺仪，分别检测电动交通工具的加速度数据、行驶方向的数据以及角加速度数据，中央处理器由加速度数据得到电动交通工具的速度信息，由行驶方向数据得到电动交通工具的方向信息，由角加速度数据得到电动交通工具的姿态信息。
作为一种优化的技术方案，所述服务器内包括：
数据库，用于存储各个路段和路况下的限速信号；
处理模块，与数据库相连接，用于根据路段和路况下发限速信号；
通信模块，与处理模块相连接，用于发送限速信号。
作为一种优化的技术方案，所述方向传感器为磁传感器，所述加速度传感器为三轴加速度计。
本发明还提供了一种根据路况动态调整的无线限速的方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤1，服务器进行初始化设计，将路段信息和路口信息按照初始设计进行调整；此时总服务器、交通限速指示器和车辆自动限速器实时连接，服务器中的通信模块和处理模块用于控制限速信号的输出和发送；
步骤2、服务器将默认的限速信息通过交通限速指示器进行发送，同时，电动交通工具中的加速度传感器、方向传感器和三轴陀螺仪将实时数据传递给中央处理器，中央处理器会定时将车辆信息连同上述运动信息通过通信模块C发送给通信模块B，再经过通信模块B发送给通信模块A，最后传递给服务器；
步骤3、当服务器检测一个路段或者路口的车辆数量超过规定的数量时，服务器会通过通信模块A发送限速信号给通信模块B，通信模块B接收的限速信号传递给通信模块B；
步骤4、通信模块B发送限速信号给通信模块C，此时车辆自动限速器中的信号处理模块将限速信号转换成限速信息并传递给中央处理器；
步骤5、中央处理器传递限速信息给车辆控制模块，车辆控制模块根据限速信息对电动交通工具进行限速控制。
作为一种优化的技术方案，所述通信模块B与通信模块C之间的通信技术采用的是无线技术，包括RFID技术、蓝牙技术、Zigbee技术、BLE技术或WiFi技术中的其中一种或几种。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明通过安装在道路周围的无线装置和安装在交通工具上的无线装置，利用两个无线装置中的无线技术，包括RFID技术、蓝牙技术、Zigbee技术、BLE技术或WiFi技术中的其中一种或几种，交通管理部门可以根据不同的道路条件(干道、辅路)或位置(道路、路口)对交通工具进行主动的不同速度的速度限制，并实现动态的实时调整功能。本发明的系统自动在交通情况较好的路段设置较高的运行速度，而在拥堵或繁忙的路口设置较低的速度，再减少人为参与的前提下，避免了一刀切式的控制方式，提高了交通效率并且降低了驾乘人员出现事故的概率。
同时下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构框图。
具体实施方式
实施例：
如图1所示，一种根据路况动态调整的无线限速的设备，包括总服务器、交通限速指示器和自动限速器：
所述的总服务器包括服务器以及与服务器连接的通信模块A。所述的交通限速指示器包括电源装置以及与电源装置连接的通信模块B。所述的自动限速器包括设置在电动交通工具上的中央处理器、与中央处理器连接的通信模块C、信号处理模块、车辆控制模块以及加速度传感器、方向传感器、三轴陀螺仪。
所述通信模块A与通信模块B之间通过无线或者有线方式实现相互连接，所述通信模块B与通信模块C之间通过无线方式实现相互连接。
所述的服务器，用于存储对应路段或者路口的地图以及交通状况信息，以及检测各个路段的车辆数量信息。
所述通信模块A，连接服务器和通信模块B，用于将服务器的限速信号发送给通信模块B、将通信模块B发送过来的电动交通工具的信息发送给服务器。
所述的通信模块B，连接通信模块A和通信模块C，用于将通信模块A的限速信号发送给通信模块C、将通信模块C发送过来的电动交通工具信息发送给通信模块A。
所述的电源装置，为整个交通限速指示器提供电源。
所述的中央处理器，处理各种信号、数据，并且根据信号、数据发出信号；
所述的通信模块C，连接通信模块B和中央处理器，用于将中央处理器得到的电动交通工具的信息传递给通信模块B，将通信模块B的限速信号发送给中央处理器。
所述的信号处理模块，与所述的中央处理器相连接，用于解析无线信号为限速信息，并将限速信息回馈给中央处理器。
车辆控制模块，连接中央处理器和电动交通工具的动力装置，用于根据限速信息控制动力装置的电压或者电流，实现对电动交通工具速度的控制。
加速度传感器、方向传感器、三轴陀螺仪，分别检测电动交通工具的加速度数据、行驶方向的数据以及角加速度数据，中央处理器由加速度数据得到电动交通工具的速度信息，由行驶方向数据得到电动交通工具的方向信息，由角加速度数据得到电动交通工具的姿态信息。
所述服务器内包括：数据库，用于存储各个路段和路况下的限速信号。处理模块，与数据库相连接，用于根据路段和路况下发限速信号。通信模块，与处理模块相连接，用于发送限速信号。所述方向传感器为磁传感器，所述加速度传感器为三轴加速度计。
本发明还提供了一种根据路况动态调整的无线限速的方法，包括以下步骤：
步骤1，服务器进行初始化设计，将路段信息和路口信息按照初始设计进行调整；此时总服务器、交通限速指示器和车辆自动限速器实时连接，服务器中的通信模块和处理模块用于控制限速信号的输出和发送。
步骤2、服务器将默认的限速信息通过交通限速指示器进行发送，同时，电动交通工具中的加速度传感器、方向传感器和三轴陀螺仪将实时数据传递给中央处理器，中央处理器会定时将车辆信息连同上述运动信息通过通信模块C发送给通信模块B，再经过通信模块B发送给通信模块A，最后传递给服务器。
步骤3、当服务器检测一个路段或者路口的车辆数量超过规定的数量时，服务器会通过通信模块A发送限速信号给通信模块B，通信模块B接收的限速信号传递给通信模块B。
步骤4、通信模块B发送限速信号给通信模块C，此时车辆自动限速器中的信号处理模块将限速信号转换成限速信息并传递给中央处理器。
步骤5、中央处理器传递限速信息给车辆控制模块，车辆控制模块根据限速信息对电动交通工具进行限速控制。
所述通信模块B与通信模块C之间的通信技术采用的是无线技术，包括RFID技术、蓝牙技术、Zigbee技术、BLE技术或WiFi技术中的其中一种或几种。
交通限速指示器是设立在交通路段上的装置，该装置可以通过无线或者有线的方式实时从服务器中获取限速信息，也可以预先设置固定的限速值。
通信模块C从服务器中实时获取信息，将信息传递给中央处理器，中央处理器收到限速信息之后，不仅可以将限速信息通过提示模块显示，从而呈现给驾驶者，同时还将电动交通工具的具体信息通过通信模块发射出去。另外，为了与现有的GPS定位相区别，本发明中采用的是利用短距无线信号，如RFID技术、蓝牙技术、Zigbee技术、BLE技术或WiFi技术，实现电动交通工具的短距定位。
车辆自动限速器是安装在电动交通工具上的装置，能够控制电动交通工具上电机的电流或者电压，实现控制电动交通工具的车速。车辆自动限速器的控制分两种情况：
如果车辆具有车辆控制模块，车辆自动限速器将把限速信息通知电动交通工具上的中央处理器，由中央处理器对电动交通工具的电机的电流或者电压进行控制，并且利用提示模块给用户语音或图像的提示，从而达到限速的目的。
提示模块接收来自中央处理器的限速信息和当前车速信息，进行比较，若已经超速，则会向用户告警；如果未超速，则会提示用户保持车速。告警和提示都以语音或者图像的形式提供。
本发明通过安装在道路周围的无线装置和安装在电动交通工具上的无线装置，利用两个无线装置中通信技术实现数据的传输以及定位，交通管理部门可以根据不同的道路条件(干道、辅路)或位置(道路、路口)对交通工具进行主动的不同速度的速度限制，并实现动态的实时调整功能。两个无线装置中的通信技术采用的是无线技术，包括RFID技术、蓝牙技术、Zigbee技术、BLE技术或WiFi技术中的其中一种或几种。
另外，如果在条件允许的情况下，在交通限速指示器可以设置一个控制芯片，控制芯片连接通信模块B，利用通信模块B从通信模块C那里得到的电动交通工具的信息，计算出一定时间内该区域内的车辆数量，而通信模块B只需要将总的车辆信息发送给通信模块A，最后传递给服务器。
本发明的系统自动在交通情况较好的路段设置较高的运行速度，而在拥堵或繁忙的路口设置较低的速度，再减少人为参与的前提下，避免了一刀切式的控制方式，提高了交通效率并且降低了驾乘人员出现事故的概率。
本发明不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种根据路况动态调整的无线限速的设备，其特征在于：包括总服务器、交通限速指示器和自动限速器：
所述的总服务器包括服务器以及与服务器连接的通信模块A；
所述的交通限速指示器包括电源装置以及与电源装置连接的通信模块B；
所述的自动限速器包括设置在电动交通工具上的中央处理器、与中央处理器连接的通信模块C、信号处理模块、车辆控制模块以及加速度传感器、方向传感器、三轴陀螺仪；
所述通信模块A与通信模块B之间通过无线或者有线方式实现相互连接，所述通信模块B与通信模块C之间通过无线方式实现相互连接；
所述的服务器，用于存储对应路段或者路口的地图以及交通状况信息，以及检测各个路段的车辆数量信息；
所述通信模块A，连接服务器和通信模块B，用于将服务器的限速信号发送给通信模块B、将通信模块B发送过来的电动交通工具的信息发送给服务器；
所述的通信模块B，连接通信模块A和通信模块C，用于将通信模块A的限速信号发送给通信模块C、将通信模块C发送过来的电动交通工具的信息发送给通信模块A；
所述的电源装置，为整个交通限速指示器提供电源；
所述的中央处理器，处理各种信号、数据，并且根据信号、数据发出信号；
所述的通信模块C，连接通信模块B和中央处理器，用于将中央处理器得到的电动交通工具的信息传递给通信模块B，将通信模块B的限速信号发送给中央处理器；
所述的信号处理模块，与所述的中央处理器相连接，用于解析无线信号为限速信息，并将限速信息回馈给中央处理器；
车辆控制模块，连接中央处理器和电动交通工具的动力装置，用于根据限速信息控制动力装置的电压或者电流，实现对电动交通工具速度的控制；
加速度传感器、方向传感器、三轴陀螺仪，分别检测电动交通工具的加速度数据、行驶方向的数据以及角加速度数据，中央处理器由加速度数据得到电动交通工具的速度信息，由行驶方向数据得到电动交通工具的方向信息，由角加速度数据得到电动交通工具的姿态信息。
2.根据权利要求1所述的根据路况动态调整的无线限速的设备，其特征在于：所述服务器内包括：
数据库，用于存储各个路段和路况下的限速信号；
处理模块，与数据库相连接，用于根据路段和路况下发限速信号；
通信模块，与处理模块相连接，用于发送限速信号。
3.根据权利要求2所述的根据路况动态调整的无线限速的设备，其特征在于：所述方向传感器为磁传感器，所述加速度传感器为三轴加速度计。
4.根据权利要求3所述的一种根据路况动态调整的无线限速的方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤1，服务器进行初始化设计，将路段信息和路口信息按照初始设计进行调整；此时总服务器、交通限速指示器和车辆自动限速器实时连接，服务器中的通信模块和处理模块用于控制限速信号的输出和发送；
步骤2、服务器将默认的限速信息通过交通限速指示器进行发送，同时，电动交通工具中的加速度传感器、方向传感器和三轴陀螺仪将实时数据传递给中央处理器，中央处理器会定时将车辆信息连同上述运动状态信息通过通信模块C发送给通信模块B，再经过通信模块B发送给通信模块A，最后传递给服务器；
步骤3、当服务器检测一个路段或者路口的车辆数量超过规定的数量时，服务器会通过通信模块A发送限速信号给通信模块B，通信模块B接收的限速信号传递给通信模块C；
步骤4、通信模块B发送限速信号给通信模块C，此时车辆自动限速器中的信号处理模块将限速信号转换成限速信息并传递给中央处理器；
步骤5、中央处理器传递限速信息给车辆控制模块，车辆控制模块根据限速信息对电动交通工具进行限速控制。
5.根据权利要求4所述的一种根据路况动态调整的无线限速的方法，其特征在于：所述通信模块B与通信模块C之间的通信技术采用的是无线技术，包括RFID技术、蓝牙技术、Zigbee技术、BLE技术或WiFi技术中的其中一种或几种。
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