CN105160896A - 基于gsm网络道路交通紧急通行控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于GSM网络道路交通紧急通行控制器,它是在每一个交叉路口均安装有单片机控制的手机短信收发装置和紧急按键盘，可以使用紧急按键盘或手机短信，使用一个电话号码通过RS485网络的多点接力通信，使紧急车辆通行沿线的交叉路口冲突车流向立即显示红灯，让紧急车辆通过后再由紧急车辆人员发手机短信使之恢复正常通行。
Description
(一)技术领域：
本发明涉及基于GSM网络道路交通紧急通行控制器,它是在每一个交叉路口均安装有单片机控制的手机短信收发装置和紧急按键盘，每一个手机短信收发装置配置有SIM卡，可以使用紧急按键盘或手机短信，使紧急车辆通行沿线的交叉路口冲突车流向立即显示红灯，让紧急车辆通过后再由紧急车辆人员发手机短信使之恢复正常通行。
(二)背景技术：
随着我国经济的飞速发展,城市机动车保有量和交通总量持续增长,而相应的道路基础设施建设很难及时跟上,因此在城市道路网中,特别是平面交叉路口它又是道路通行能力的瓶颈。提高平面交叉路口交通信号灯控制能力是一个紧迫的问题。
智能交通控制主要运用GPS全球定位系统等高新技术对传统的运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的复杂的新型运输系统。但是，当前国内外主要还是采取依据道路车流量测量评估和统计学原理来优化路口交通信号灯控制，车流量测量是一种路面非接触式交通信息采集装置，采用接收车辆反射波，通过高低电平的变化来统计通过检测区域的车流量。
也有采用在路口的各个方向附近的地下埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，但感应线圈体积大约为2米×2米，安装不方便且易被压坏难于广泛使用。
(三)发明内容：
由于交叉路口各种车流和人流交错通行相互干扰，与独立路段相比其通行能力大大降低、交通行为复杂，已经成为道路交通网络的瓶颈和交通拥挤发生源，为了提高车辆的安全通过交叉路口,相互冲突的车流向车辆是不允许同时放行的。解决办法是在一个周期内将时间分成几段并分配给不同车流向的车辆放行。一般均采用交通信号灯来指挥车辆通行,分别用红、黄、绿灯的不同组合来指挥两个方向的通车与禁行，用LED数码管作为倒计时指示。使得车辆在相互冲突的车流向在一个周期内的不同时段获得绿灯放行。
由于十字路口经常会出现各车道繁忙，车流拥堵，这时如有紧急车辆要通过该十字路口也要等待冲突的车流向车道拥堵车流的固定放行时间结束才被允许放行，这就造成紧急车辆延误通行，造成不可估量后果。同时，紧急车辆的紧急事件往往是突发性的没有时间组建庞大的沿线交通疏导人员，因此一种简便有效的道路交通紧急通行控制系统是非常迫切需要的。
十字路口包含东向西、西向东、南向北、北向南的车流向，每条车流向均包含1-2个直行车道和左转及右转车道，当对应某车流向的交通控制灯显示红灯时,该车流向的车辆被禁止通行,处于等待通行状态直至绿灯亮时才被允许放行，为了让紧急车辆尽快放行，必需使使冲突车流向立即显示红灯，紧急车辆通行车道显示绿灯，要做到这一点与紧急车辆通行沿线的十字路口交通控制器通信是基本要求。
本系统利用强大的GSM网络，就可以实现各十字路口之间用互发短信方式通信。GSM的SMS本身具备数据传送功能，一个消息的传输就构成了一次通信，消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心进行中继，GSM的短信息业务它不用拨号即可建立连接，把要发的信息加上信宿数据发送到短信息服务中心，经短信服务中心完成存储后再发送给最终的信宿。所以当GSM终端即信宿没开机时信息不会丢失。
系统利用单片机对GSM模块进行控制,以手机短信方式可实现数据远程无线传输,单片机的串行口与GSM模块直接相联,完成对GSM模块的初始化,实现短信息的收发功能，单片机系统扩展了EEPRAM用来存储用户数据和短信息的编译码。因此电路比较简单，所涉及的芯片包括GSM模块、单片机和一个EEPROM存储器芯片，它的主要作用是存储数据，而且断电信息也不会丢失。另外,单片机还通过扩展串口与所属交叉路口交通控制器连接进行数据交换。
本发明在各十字路口安装有单片机控制的手机短信收发装置和紧急按键盘，可以使用紧急按键盘或手机短信使冲突车流向红灯亮，让紧急车辆通过后再发手机短信使之恢复正常通行，按键盘由手机短信收发装置的电源键、东西向红灯键、南北向红灯键组成。平时，手机短信收发装置电源断开不工作，按下紧急按键盘的电源键后即接通其电源。交通管理人员可方便地使用手机短信改变交通信号灯控制参数，或在车流拥堵情况下暂时由人工操作交通信号灯。紧急车辆人员用手机向交通控制总台申请后获得十字路口手机短信收发装置的专用电话号码及不同权限的代码及其使用说明的短信，其代码包含密码及操作码，密码用于限制操作权限并自动按设定规律变化以防被盗，操作码用于识别操作人员类型以及东西南北流向、直行、左拐、右拐的车流向代码，当紧急车辆人员按压电源键后，并向第一个十字路口手机短信收发装置发送短信，手机短信收发装置即向所属十字路口交通控制器发送相应信息，其短信经接收解码后，十字路口交通控制器即对冲突车流向显示红灯，当紧急车辆驶过该十字路口后紧急车辆再发手机短信使之恢复正常通行，并通过交通控制器控制，关闭该十字路口手机短信收发装置电源，同时，该十字路口交通控制器根据解码后短信内容按紧急车辆行驶方向，经RS485通信网向下一个十字路口交通控制器发送相应信息，经该十字路口交通控制器控制，使下一个十字路口手机短信收发装置电源接通，紧急车辆人员再向下一个十字路口手机短信收发装置发送手机短信，依此类推直至没有手机短信为止，实现使用一个电话号码的多点接力通信，从而实现紧急车辆沿路逐个使冲突车流向显示红灯。
交通控制器由单片机、EEPRAM、RS485模块、I2C串行通信模块、LED显示器模块和电源模块组成，其中RS485模块用于各个十字路口交通控制器之间的通信，I2C串行通信模块用于与手机短信收发装置之间的通信，EEPRAM用于保存数据，LED显示器模块包含驱动电路和显示电路它与单片机的I/O口相接，受单片机控制。
(四)附图说明：
图1是十字路口车流向分布图；
图2是手机短信收发装置结构示意图。
(五)具体实施方式：
基于GSM网络道路交通紧急通行控制器的十字路口车流向分布图如图1所示,该十字路口车流向分布图，仅表示各种不同类型车流向分布及其车流控制的一种，其它类型车流向分布及其车流控制通过类比得到。图1中是东西向红灯亮时，南北向中A为直通与右拐的绿灯亮时间，B为左拐的绿灯亮时间
所述手机短信收发装置结构示意图如图2所示。其结构由：电源(1)、单片机(2)、GSM模块(3)、SIM卡(4)、EEPROM存储器(5)组成。手机短信收发装置中单片机(2)通过I2C总线与交通控制器(6)实现串行通信，总电源(7)在交通控制器(6)控制下提供手机短信收发装置的电源(1)。
系统利用单片机(2)对GSM模块(3)进行控制,以SMS短信方式可实现数据远程无线传输,单片机(2)的串行口与GSM模块(3)直接相联,完成对GSM模块(3)的初始化,实现短信息的收发功能，单片机(2)扩展了EEPRAM存储器(5)用来存储用户数据和短信息的编译码。GSM模块(3)采用芯片TC35i、单片机(2)采用89C51和一个EEPROM存储器(5)采用芯片AT24C32，它的主要作用是存储数据，而且断电信息也不会丢失。另外,单片机(2)89C51还通过扩展I2C总线与所属十字路口交通控制器(6)连接进行数据交换。GSM模块(3)芯片TC35i，它是RS232数据口，单片机(2)89C51通过串行接口集成电路和电平转换电路芯片MAX232与GSM模块(3)连接。
GSM模块(3)芯片TC35i集射频电路和基带于一体,为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输,TC35i有40个引脚,划分为5类,即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。
GSM模块(3)芯片TC35i支持AT命令集，其中包含了对SMS的控制，单片机通过向GSM模块(3)发送一系列AT指令,完成对GSM模块(3)的初始化和短信息收发。接于GSM模块(3)的SIM卡(4)，须先在手机上对SIM卡(4)进行必要的设置使能以及设置好短信息中心服务号码使之可以和短信息中心联系,故在使用中不需要再进行类似设置。
因为只收发数据，SMS的收发采用TEXT模式。TEXT模式是基于ASCII码的一种结构模式。本系统用户数据为有限的不多于几十个字符数量的ASCII码,单片机(2)接收到的字符串直接用表格方式查表转换成命令码和数据或反之将其转换成ASCII码发送。
Claims (2)
1.基于GSM网络道路交通紧急通行控制器,其特征是，它由单片机对GSM模块进行控制,利用强大的GSM网络，实现各十字路口之间用互发短信方式通信，单片机的串行口与GSM模块直接相联,完成对GSM模块的初始化,实现短信息的收发功能，系统扩展了EEPRAM用来存储用户数据和短信息的编译码，单片机还通过扩展串口与所属十字路口交通控制器连接进行数据交换；
系统在各十字路口安装有单片机控制的手机短信收发装置和紧急按键盘，可以使用紧急按键盘或手机短信使冲突车流向红灯亮，让紧急车辆通过后再发手机短信使之恢复正常通行，平时，手机短信收发装置电源断开不工作，按下紧急按键盘的电源键后即接通其电源，交通管理人员可方便地使用手机短信改变交通信号灯控制参数，或在车流拥堵情况下暂时由人工操作交通信号灯；紧急车辆人员用手机向交通控制总台申请后，获得十字路口手机短信收发装置的专用电话号码及不同权限的代码及其使用说明的短信，其代码包含密码及操作码，密码用于限制操作权限并自动按设定规律变化以防被盗，操作码用于识别操作人员类型以及东西南北流向、直行、左拐、右拐的车流向代码，当紧急车辆人员按压电源键后，并向第一个十字路口手机短信收发装置发送短信，手机短信收发装置即向所属十字路口交通控制器发送相应信息，其短信经接收解码后，十字路口交通控制器即对冲突车流向显示红灯，当紧急车辆驶过该十字路口后紧急车辆再发手机短信使之恢复正常通行，并通过交通控制器控制，关闭该十字路口手机短信收发装置电源，同时，该十字路口交通控制器根据解码后短信内容按紧急车辆行驶方向，经RS485通信网向下一个十字路口交通控制器发送相应信息，经该十字路口交通控制器控制，使下一个十字路口手机短信收发装置电源接通，紧急车辆人员再向下一个十字路口手机短信收发装置发送手机短信，依此类推直至没有手机短信为止，实现使用一个电话号码的多点接力通信，从而实现紧急车辆沿路逐个使冲突车流向显示红灯。
2.根据权利要求1所述的基于GSM网络道路交通紧急通行控制器,其特征在于包括:
图2是手机短信收发装置结构图，由电源(1)、单片机(2)、GSM模块(3)、SIM卡(4)、EEPROM存储器(5)组成，手机短信收发装置中单片机(2)通过I2C总线与交通控制器(6)实现串行通信，总电源(7)在交通控制器(6)控制下提供手机短信收发装置的电源(1)；
GSM模块(3)采用芯片TC35i、单片机(2)采用89C51和一个EEPROM存储器(5)采用芯片AT24C32，它的主要作用是存储数据，而且断电信息也不会丢失，另外,单片机(2)89C51还通过扩展I2C总线与所属十字路口交通控制器(6)连接进行数据交换，GSM模块(3)芯片TC35i，它是RS232数据口，单片机(2)89C51通过串行接口集成电路和电平转换电路芯片MAX232与GSM模块(3)连接；
因为只收发数据，SMS的收发采用TEXT模式，TEXT模式是基于ASCII码的一种结构模式，本系统用户数据为有限的不多于几十个字符数量的ASCII码,单片机(2)接收到的字符串直接用表格方式查表转换成命令码和数据或反之将其转换成ASCII码发送。
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