CN106251645B

CN106251645B - 一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法

Info

Publication number: CN106251645B
Application number: CN201610866000.9A
Authority: CN
Inventors: 王倩茹
Original assignee: Ningbo Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Yanxin Automobile Industry Investment Development Co.,Ltd.
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2018-08-10
Anticipated expiration: 2034-11-03
Also published as: CN104299423B; CN106251644A; CN106251644B; CN106251645A; CN104299423A

Abstract

本发明涉及一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法，在道路（1）边设有多个路灯（2），每个路灯（2）都设有一控制单元，每个控制单元接收计算机控制终端发来的指令控制每个路灯的开启和关闭，计算机控制终端根据相邻两个射频读卡器采集同一机动车信号的时间点不同得出该机动车通过两个射频读卡器所需的时间，再根据两个相邻射频读卡器之间的固定距离，从而计算出机动车通过所述固定距离的平均速度，如果平均速度高于道路管理部门设定的最大速度，则机动车存在超速情形。

Description

一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法

技术领域

本发明申请为申请日2014年11月03日，申请号为：201410607803.3，名称为“一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法”的发明专利申请的分案申请。本发明涉及一种路灯控制方法，尤其是涉及一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法。

背景技术

我国大多数城市特别是中小城市的路灯管理系统均采用钟控、光控或较简单的自动控制系统，在这种粗放的管理方式中，尤其是在大型停车场或者林区牧区人迹罕至的道路，存在长时间无车或人经过而路灯仍处十开启状态的问题，不仅给道路照明造成很大能耗负担，也与当前倡导的节能环保理念相违背。

中国专利一种利用射频识别技术的灯光控制系统（申请号201320540843.1）虽然公开了通过射频技术控制路灯的开启和关闭，但是其还是存在以下技术缺陷：

（1）现有技术中通过射频技术控制路灯的开启没有设定具体的条件，如果仅仅是按照夜晚时间设定射频技术的使用时间，那么会遗漏一些极端天气，例如沙尘暴天气和大雾天气，使得射频控制不能及时适应环境。

（2）现有技术中通过射频技术控制某个区域中的路灯开启或关闭，这样如果该区域设定过大时，还是会造成电能的白白损失；如果区域设定过小时（如在每个路灯上都设置射频读卡器），将会使得建设成本太高，不适于推广。

（3）现有技术使用射频技术仅仅控制某个区域路灯全亮，但没有控制该区域路灯熄灭的时间，如果仅仅是通过设定射频读卡器在读到射频标签之后的N分钟后自动熄灭该区域的路灯，那么如果车辆在该区域出现故障时，路灯超过N分钟后还是会自动熄灭，将极其不利于夜晚驾驶人员的维修和求救。

此外，目前国内用的雷达测速都是基于多普勒原理，抗干扰能力比较差，以下干扰源（包括自然存在的和人为造成的）都会造成雷达测速仪读数错误或性能降低。

1、地形；雷达波不能穿过大部分固态的物体，包括树叶。玻璃也可反射雷达波，因此当雷达通过巡逻车玻璃进行发射时，测量距离会缩短。

2、雨；雨能吸收和分散雷达信号，这将造成测量距离的缩短，同时有可能获得的速度读数为雨滴的速度。

3、电子噪音；电子噪音干扰源有霓红灯信号，无线电波信号，电源线，变压器等。这些干扰将使测量距离缩短，并造成读数错误。当这些干扰被探测到后，雷达将会显示“RFI”，同时读数将不再显示。

4、汽车点火噪音；一辆噪音非常大的汽车的电子系统将会造成雷达的操作不稳定。

5、风扇噪音；当雷达从巡逻车内进行发射时，风扇噪音是最常见的多普勒雷达遇到的问题。有一小部分雷达波通过玻璃反射到车内，它们将会捕捉到风扇的噪音，从而使雷达测量时产生错误。

6、角度误差；多普勒雷达只有在与目标车方向在一条线上时才能进行精确测量。测量时若存在一定角度则会出现角度误差，显示速度将会比实际速度低。角度误差与角的余玄成比例。

7、来自无线电发射设备的干扰；附近较强的无线电发射机也可能会对雷达的测量产生影响。当雷达显示“RFI”时则表示已检测到有干扰。此时，不再显示任何速度以防止错误的读数。干扰源可能是该车上的车载无线电设备，或是附近的发射设备，或是非法的无线电干扰器。

由此可见，现有道路上测速雷达使用存在误差，无法真实反映车辆的速度，并且现有的测速方式在车辆超速时无法主动提醒驾驶人员保持规定速度，避免超速情形的发生。

发明内容

本发明设计了一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法，其解决以下技术问题：

（1）现有道路上测速雷达使用存在误差，无法真实反映车辆的速度，并且现有的测速方式在车辆超速时无法主动提醒驾驶人员保持规定速度，避免超速情形的发生。

（2）现有技术中通过射频技术控制路灯的开启没有设定具体的条件，如果仅仅是按照夜晚时间设定射频技术的使用时间，那么会遗漏一些极端天气，例如沙尘暴天气和大雾天气，使得射频控制不能及时适应环境。

（3）现有技术中通过射频技术控制某个区域中的路灯开启或关闭，这样如果该区域设定过大时，还是会造成电能的白白损失；如果区域设定过小时（如在每个路灯上都设置射频读卡器），将会使得建设成本太高，不适于推广。

（4）现有技术使用射频技术仅仅控制某个区域路灯全亮，但没有控制该区域路灯熄灭的时间，如果仅仅是通过设定射频读卡器在读到射频标签之后的N分钟后自动熄灭该区域的路灯，那么如果车辆在该区域出现故障时，路灯超过N分钟后还是会自动熄灭，将极其不利于夜晚驾驶人员的维修和求救。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法，包括以下步骤：

步骤1、当路灯上的所有的光强传感器采集的光强值低于控制单元预设值时，控制单元将激活射频读卡器并且实时向计算机控制终端发送射频读卡器读取的数据；

步骤2、前方道路上的路灯都处于熄灭状态，当配备射频标签的机动车靠近到第M路灯（21）时，第M路灯（21）的第一射频读卡器（31）将读取到该车辆的射频标签信息，第M路灯的控制单元将射频标签信息发送至计算机控制终端，计算机控制终端将通过无线信号控制第M路灯与第N+M路灯（22）之间区域A所有的路灯点亮（含第M路灯21与第N+M路灯22）；区域A所有路灯按照交通管理部门设定路段限速值进行由近至远（以所述机动车为参照物）依次点亮；当最先靠近第一射频读卡器（31）的机动车行驶所处位置的路灯未点亮时说明该机动车存在超速情形；驾驶员可以根据窗外前方路灯是否点亮，进行自我警示；

步骤3、当计算机控制终端获得第N+M路灯（22）的第二射频读卡器（32）读取的车辆射频标签信息后，计算机控制终端根据第一射频读卡器（31）和第二射频读卡器（32）采集同一机动车信号的时间点不同得出该机动车通过两个射频读卡器所需的时间，再根据两个相邻射频读卡器之间的固定距离，从而计算出机动车通过所述固定距离的平均速度，如果平均速度高于道路管理部门设定的路段限速值，则机动车存在超速情形；

步骤4、当计算机控制终端获得第N+M路灯（22）的第二射频读卡器（32）读取的车辆射频标签信息后的第t秒（t＞0），此时第M路灯21的第一射频读卡器31没有再向计算机控制终端发送其他车辆新的射频标签信息时，计算机控制终端熄灭第M路灯（21）与第N+M路灯（22）之间区域A所有的路灯；反之，则保持第M路灯（21）与第N+M路灯（22）之间区域A所有的路灯点亮状态；

步骤5、重复步骤2、3和4对第N+M路灯（22）与第2N+M路灯（23）之间区域B所有的路灯进行控制、重复步骤2、3和4对第2N+M路灯（23）与第3N+M路灯（24）之间区域C所有的路灯进行控制，重复步骤2、3和4对第3N+M路灯（24）与第4N+M路灯（25）之间区域D所有的路灯进行控制，直至车辆离开该通过射频技术自动控制路灯的道路。

进一步，步骤1中当被激活的射频读卡器数量大于未被激活的射频读卡器数量时，计算机控制终端将主动激活剩余未被激活的射频读卡器，避免部分光强传感器出现故障而未能真实环境光强。

进一步，当车辆进入区域A后，第N+M路灯（22）的第二射频读卡器（32）在t1时间（t1从第M路灯（21）的第一射频读卡器（31）读取射频标签信息后起算）后未读取到该车辆的射频标签信息，第N+M路灯（22）的控制单元向计算机控制终端（4）发送未读取该车辆射频标签信息，计算机控制终端（4）发出警示信息给交通管理人员确认是否存在交通事故或交通违章情形，同时保持区域A所有路灯开启。

进一步，当车辆进入区域B后，第2N+M路灯（23）的第三射频读卡器（33）在t1时间（t1从第N+M路灯（22）的第二射频读卡器（32）读取射频标签信息后起算）后未读取到该车辆的射频标签信息，第2N+M路灯（23）的控制单元向计算机控制终端（4）发送未读取该车辆射频标签信息，计算机控制终端（4）发出警示信息给交通管理人员确认是否存在交通事故或交通违章情形，同时保持区域B所有路灯开启。

进一步，当车辆进入区域C后，第3N+M路灯（24）的第四射频读卡器（34）在t1时间（t1从第2N+M路灯（23）的第三射频读卡器（33）读取射频标签信息后起算）后未读取到该车辆的射频标签信息，第3N+M路灯（24）的控制单元向计算机控制终端（4）发送未读取该车辆射频标签信息，计算机控制终端（4）发出警示信息给交通管理人员确认是否存在交通事故或交通违章情形，同时保持区域C所有路灯开启。

进一步，当车辆进入区域D后，第4N+M路灯（25）的第五射频读卡器（35）在t1时间（t1从第第3N+M路灯（24）的第四射频读卡器（34）读取射频标签信息后起算）后未读取到该车辆的射频标签信息，第4N+M路灯（25）的控制单元向计算机控制终端（4）发送未读取该车辆射频标签信息，计算机控制终端（4）发出警示信息给交通管理人员确认是否存在交通事故或交通违章情形，同时保持区域D所有路灯开启。

一种通过路灯射频技术进行行车速度提示和监控的系统，在道路（1）边设有多个路灯（2），每个路灯（2）都设有一控制单元，每个控制单元接收计算机控制终端发来的指令控制每个路灯的开启和关闭，其特征在于：在第M路灯、第N+M路灯、第2N+M路灯、第3N+M路灯以及第nN+M路灯上还都设有一光强传感器和一射频读卡器，控制单元与光强传感器连接并将光强信号发送至计算机控制终端，控制单元与射频读卡器连接并将其读取的汽车射频标签信息发送至计算机控制终端，其中，n、N、M都为自然数并且都≥1，其特征在于：计算机控制终端根据相邻两个射频读卡器采集同一机动车信号的时间点不同得出该机动车通过两个射频读卡器所需的时间，再根据两个相邻射频读卡器之间的固定距离，从而计算出机动车通过所述固定距离的平均速度，如果平均速度高于道路管理部门设定的最大速度，则机动车存在超速情形。

进一步，两个相邻射频读卡器之间的路灯起始处于熄灭状态，当前方的射频读卡器读取到最先靠近的机动车射频标签信息并发送至计算机控制终端，计算机控制终端根据该机动车射频标签信息向其前方最近两个相邻射频读卡器之间的路灯发出点亮指令，两个相邻射频读卡器之间的路灯按照交通管理部门设定汽车限速值由近至远依次点亮；当最先靠近的机动车行驶时所处位置的路灯未点亮时说明该机动车存在超速情形；驾驶员可以根据窗外前方路灯是否点亮，进行自我警示。

进一步，每个控制单元通过无线信号收发装置与计算机控制终端的无线信号收发装置进行无线信号传输。

进一步，光强传感器通过一安装支座固定在路灯顶部的连接杆上。

进一步，安装支座包括左环形箍（56）和右环形箍（51），路灯顶部的连接杆夹持在左环形箍（56）和右环形箍（51）之间，左环形箍（56）和右环形箍（51）一个连接端通过连接轴（55）铰接，左环形箍（56）和右环形箍（51）另一个连接端通过螺母（53）和螺栓（54）进行刚性固定，左环形箍（56）或右环形箍（51）上还连接一锥形遮光罩（52），光强传感器放置在锥形遮光罩（52）的底部并朝向天空。

该通过路灯射频技术进行行车速度提示和监控的方法与现有通过射频技术自动控制路灯系统相比，具有以下有益效果：

（1）本发明通过射频技术自动控制路灯开启和关闭，一方面通过窗外路灯点亮速度警示驾驶员是否超速，同时根据射频读卡器读取不同标签信息的时间得出车辆是否超速，为交通管理部门提供了一种新的超速证据采集手段。

（2）本发明通过射频技术自动控制路灯开启和关闭，车辆通行时点亮路灯提高了路灯的使用率，在车辆通过后自动熄灭路灯降低了电能的浪费。

（3）本发明通过射频技术自动控制路灯开启和关闭，可以帮助交通管理人员确认是否存在交通事故或交通违章情形。

（4）本发明由于使用光强传感器的光强信号作为射频控制路灯的起始条件，克服了天气的变化和季节的变化，使得路灯照明使用的时间更加人性化和科学化。

（5）本发明由于将光强传感器放置在锥形遮光罩的底部并朝向天空，避免了路灯本身以及车灯对光强传感器的干扰，提高了光强传感器反应大气中光强的真实性。

附图说明

图1：本发明通过路灯射频技术进行行车速度提示和监控的系统俯视图；

图2：本发明中光强传感器的固定装置示意图。

附图标记说明：

1—道路；2—路灯；21—第M路灯；211—控制单元；212—光强传感器；22—第N+M路灯；221—控制单元；222—光强传感器；23—第2N+M路灯；231—控制单元；232—光强传感器；24—第3N+M路灯；241—控制单元；242—光强传感器；25—第4N+M路灯；251—控制单元；252—光强传感器；31—第一射频读卡器；32—第二射频读卡器；33—第三射频读卡器；34—第四射频读卡器；35—第五射频读卡器；4—计算机控制终端；51—右环形箍；52—遮光罩；53—螺母；54—螺栓；55—连接轴；56—左环形箍。

具体实施方式

下面结合图1至图2，对本发明做进一步说明：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1和图2所示，一种通过射频技术自动控制路灯系统，在道路1边设有多个路灯2，每个路灯2都设有一控制单元，每个控制单元接收计算机控制终端发来的指令控制每个路灯的开启和关闭，其特征在于：在第M路灯、第N+M路灯、第2N+M路灯、第3N+M路灯以及第nN+M路灯上还都设有一光强传感器和一射频读卡器，控制单元与光强传感器连接并将光强信号发送至计算机控制终端，控制单元与射频读卡器连接并将其读取的汽车射频标签信息发送至计算机控制终端，其中，n、N、M都为自然数并且都≥1。

每个控制单元通过无线信号收发装置与计算机控制终端的无线信号收发装置进行无线信号传输。光强传感器通过一安装支座固定在路灯顶部的连接杆上。

如图2所示，安装支座包括左环形箍56和右环形箍51，路灯顶部的连接杆夹持在左环形箍56和右环形箍51之间，左环形箍56和右环形箍51一个连接端通过连接轴55铰接，左环形箍56和右环形箍51另一个连接端通过螺母53和螺栓54进行刚性固定，左环形箍56或右环形箍51上还连接一锥形遮光罩52，光强传感器放置在锥形遮光罩52的底部并朝向天空。该设置可以避免路灯本身以及车灯对光强传感器的干扰，提高了光强传感器反应大气中光强的真实性。

本发明通过射频技术自动控制路灯系统的控制方法如下：

步骤1、当所有的光强传感器采集的光强值低于控制单元预设值时，控制单元将激活射频读卡器并且实时向计算机控制终端发送射频读卡器读取的数据。

此外，当被激活的射频读卡器数量大于未被激活的射频读卡器数量时，计算机控制终端将主动激活剩余未被激活的射频读卡器，避免部分光强传感器出现故障而未能真实反映环境光强。

步骤2、前方道路上的路灯都处于熄灭状态，当配备射频标签的机动车靠近到第M路灯21时，第M路灯21的第一射频读卡器31将读取到该车辆的射频标签信息，第M路灯21的控制单元将射频标签信息发送至计算机控制终端，计算机控制终端将通过无线信号控制第M路灯21与第N+M路灯22之间区域A所有的路灯点亮（含第M路灯21与第N+M路灯22）；区域A所有路灯按照交通管理部门设定路段限速值进行由近至远（以所述机动车为参照物）依次点亮；当最先靠近第一射频读卡器31的机动车行驶所处位置的路灯未点亮时说明该机动车存在超速情形；驾驶员可以根据窗外前方路灯是否点亮，进行自我警示。

“区域A所有路灯按照交通管理部门设定路段限速值进行由近至远（以所述机动车为参照物）依次点亮”可以理解为：将沿路方向的所有路灯排列视为路程，假设电流（当然电流的速度肯定不是这样，发明人只是进行比喻说明，以使得说明书清楚）在这个路程上从一端向另一端奔跑，当它达到第一个路灯时，则会点亮第一个路灯，然后再依次点亮第2、3、4。。。个。

具体来说，该路段限速值为36km，也就是说车辆每秒不得超过10m，并且任何相邻两个路灯之间的间距为10m。距离车辆最近的第一个路灯点亮之后的1秒点亮第二个路灯，再隔1秒点亮第三个路灯。同理，按照上述点亮的速度点亮所有路灯。因而，位于最前的机动车行驶时，当其永远位于点亮的路灯照亮下方时，说明其没有超速。反之，其所处位置的路灯处于熄灭状态还未被点亮，则说明其已经发生超速了。

步骤3、当计算机控制终端获得第N+M路灯22的第二射频读卡器32读取的车辆射频标签信息后，计算机控制终端根据第一射频读卡器31和第二射频读卡器32集同一机动车信号的时间点不同得出该机动车通过两个射频读卡器所需的时间，再根据两个相邻射频读卡器之间的固定距离，从而计算出机动车通过所述固定距离的平均速度，如果平均速度高于道路管理部门设定的最大速度，则机动车存在超速情形。

步骤4、当计算机控制终端获得第N+M路灯22的第二射频读卡器32读取的车辆射频标签信息后的第t秒（t＞0），此时第M路灯21的第一射频读卡器31没有再向计算机控制终端发送其他车辆新的射频标签信息时，计算机控制终端熄灭第M路灯21与第N+M路灯22之间区域A所有的路灯；反之，则保持第M路灯21与第N+M路灯22之间区域A所有的路灯点亮状态。

步骤5、重复步骤2、3和4对第N+M路灯22与第2N+M路灯23之间区域B所有的路灯进行控制、重复步骤2、3和4对第2N+M路灯23与第3N+M路灯24之间区域C所有的路灯进行控制，重复步骤2、3和4对第3N+M路灯24与第4N+M路灯25之间区域D所有的路灯进行控制，直至车辆离开该通过射频技术自动控制路灯的道路。

当车辆进入区域A后，第N+M路灯22的第二射频读卡器32在t1时间（t1从第M路灯21的第一射频读卡器31读取射频标签信息后起算）后未读取到该车辆的射频标签信息，第N+M路灯22的控制单元向计算机控制终端4发送未读取该车辆射频标签信息，计算机控制终端4发出警示信息给交通管理人员确认是否存在交通事故或交通违章情形。

区域B、C和D参照上述模式管理。上述管理模式可以避免车辆在夜间出现交通事故后，驾驶人员或乘客受伤无法进行主动求助或夜间道路上车辆少而无法提供帮助的情形时，交通管理单位可以自行主动确认事故是否存在。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种通过路灯射频技术进行行车速度监控的方法，包括以下步骤：

所述光强传感器通过一安装支座固定在路灯顶部的连接杆上，所述安装支座包括左环形箍（56）和右环形箍（51），路灯顶部的连接杆夹持在左环形箍（56）和右环形箍（51）之间，左环形箍（56）和右环形箍（51）一个连接端通过连接轴（55）铰接，左环形箍（56）和右环形箍（51）另一个连接端通过螺母（53）和螺栓（54）进行刚性固定，左环形箍（56）或右环形箍（51）上还连接一锥形遮光罩（52），光强传感器放置在锥形遮光罩（52）的底部并朝向天空；

每个所述控制单元通过无线信号收发装置与所述计算机控制终端的无线信号收发装置进行无线信号传输；

步骤2、前方道路上的路灯都处于熄灭状态，当配备射频标签的机动车靠近到第M路灯（21）时，第M路灯（21）的第一射频读卡器（31）将读取到该机动车的射频标签信息，第M路灯的控制单元将射频标签信息发送至计算机控制终端，计算机控制终端将通过无线信号控制第M路灯与第N+M路灯（22）之间区域A所有的路灯点亮，含第M路灯（21）与第N+M路灯（22）；区域A所有路灯按照交通管理部门设定路段限速值进行由近至远依次点亮，以所述机动车为参照物；当最先靠近第一射频读卡器（31）的机动车行驶所处位置的路灯未点亮时说明该机动车存在超速情形；驾驶员可以根据窗外前方路灯是否点亮，进行自我警示；

步骤3、当计算机控制终端获得第N+M路灯（22）的第二射频读卡器（32）读取的机动车射频标签信息后，计算机控制终端根据第一射频读卡器（31）和第二射频读卡器（32）采集同一机动车信号的时间点不同得出该机动车通过两个射频读卡器所需的时间，再根据两个相邻射频读卡器之间的固定距离，从而计算出机动车通过所述固定距离的平均速度，如果平均速度高于道路管理部门设定的路段限速值，则机动车存在超速情形；

步骤4、当计算机控制终端获得第N+M路灯（22）的第二射频读卡器（32）读取的机动车射频标签信息后的第t秒，t＞0，此时第M路灯（21）的第一射频读卡器（31）没有再向计算机控制终端发送其他机动车新的射频标签信息时，计算机控制终端熄灭第M路灯（21）与第N+M路灯（22）之间区域A所有的路灯；反之，则保持第M路灯（21）与第N+M路灯（22）之间区域A所有的路灯点亮状态；

步骤5、重复步骤2、3和4对第N+M路灯（22）与第2N+M路灯（23）之间区域B所有的路灯进行控制、重复步骤2、3和4对第2N+M路灯（23）与第3N+M路灯（24）之间区域C所有的路灯进行控制，重复步骤2、3和4对第3N+M路灯（24）与第4N+M路灯（25）之间区域D所有的路灯进行控制，直至机动车离开该通过射频技术自动控制路灯的道路。