CN107316458A - 基于车联网的安全监测节点及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于车联网的安全监测节点及系统，安全监测节点包括主控MCU、身份证读卡器、酒精浓度传感器、GPS定位模块、车载CCD摄像头和GPRS通信模块；身份证读卡器用于采集驾驶员的身份信息；酒精浓度传感器用于检测车内酒精浓度；GPS定位模块用于对车辆实时定位；车载CCD摄像头用于监测驾驶员是否疲劳；主控MCU用于根据定位信息计算出车辆的速度、轨迹信息。本发明能够实时得到行驶中车辆的安全系数，给周围车辆和交通管理部门作为行车和管理的一个依据，降低交通事故发生率，提高交通管理效率，实现智能化交通。

Description

基于车联网的安全监测节点及系统
技术领域
本发明涉及车辆安全监测技术，具体涉及一种基于车联网的安全监测节点及系统。
背景技术
随着汽车保有量的增长，一方面私家车方便了人们的生活，另一方面，交通事故发生率也在急剧的上升，交通安全问题成为当今社会亟待解决的问题。
目前解决交通安全问题主要从两个方面着手，交通管理方面和驾驶员素质及车辆方面。对于交通管理，可以完善交通管理设施，改善道路通行条件，把道路的危险程度降低到最小限度；其次加强交通信号灯、交通标志标线及隔离设施建设，充分发挥交通安全设施约束，科学交通管理，完善警告警示等交通设施设置，确保交通安全设置的合理性和科学性。对于驾驶员素质及车辆方面，加强驾驶员考核的严格程度和培训力度，在现如今某些车辆中，通过安全装置增加车辆安全性，如防抱死制动系统、电子制动分配系统、安全带和安全气囊。
但是对于一个车辆的安全状态是综合评判的结果，由道路状态、驾驶员素质和车辆状态的共同影响，同时也是时刻都在变化的，目前尚没有一种系统能够对行驶中的车辆进行实时安全状态的评估，给周围车辆和交通管理科学的参考。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于车联网的安全监测节点及系统，解决道路安全行驶和交通管理等问题，为驾驶员安全行驶和交通管理提供一个全方面的实时参考依据。
实现本发明目的的技术方案为：一种基于车联网的安全监测节点，包括主控MCU，身份证读卡器，酒精浓度传感器，GPS定位模块，车载CCD摄像头和GPRS通信模块。
所述身份证读卡器用于采集驾驶员的身份信息；
所述酒精浓度传感器用于检测车内酒精浓度；
所述GPS定位模块用于对行驶中的车辆实时定位；
所述车载CCD摄像头用于监测驾驶员是否疲劳；
所述主控MCU用于根据定位信息计算出车辆的速度、轨迹信息；
所述GPRS通信模块用于向服务器上传车辆信息、驾驶员身份信息、驾驶员实时状态信息、车辆实时位置信息、车辆速度和车辆动态轨迹信息。
一种基于车联网的安全监测系统，包括所述安全监测节点和服务器；
所述服务器用于根据接收到的车辆信息、驾驶员身份信息、驾驶员实时状态信息、车辆实时位置信息、车辆速度和车辆动态轨迹信息，以及各自权重计算安全系数。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
(1)该系统能够方便简单的显示自己车辆和周围车辆的位置和安全系数，为驾驶员安全出行提供科学参考依据；(2)由于该系统能实时提取出车辆、驾驶员等相关信息，为城市的交通管理提供实时的参数，为智慧城市的建设提供理论依据。
附图说明
图1为基于车联网的安全监测节点原理框图。
图2为基于车联网的安全监测系统示意图。
图3为车辆安全系数综合计算示意图。
具体实施方式
结合图1，一种基于车联网的安全监测节点，包括主控MCU，身份证读卡器，酒精浓度传感器，GPS定位模块，车载CCD摄像头和GPRS远距离通信模块；
所述身份证读卡器用于采集驾驶员的身份信息；
所述酒精浓度传感器用于检测车内酒精浓度。
所述GPS定位模块用于对行驶中的车辆实时定位；
所述车载CCD摄像头用于监测驾驶员是否疲劳；
所述主控MCU用于根据定位信息计算出车辆的速度、轨迹信息；
所述GPRS远距离通信模块用于向服务器上传车辆信息、驾驶员身份信息、驾驶员实时状态信息、车辆实时位置信息、车辆速度和车辆动态轨迹信息。
进一步的，所述酒精浓度测量传感器采用的气敏材料是二氧化锡。
进一步的，所述车载CCD摄像头进行人眼定位和眼睛状态识别，根据连续眨眼次数确定驾驶者是否疲劳驾驶。
进一步的，所述车辆信息包括车牌号、车辆型号和发动机编号，驾驶员实时状态信息包括车内酒精浓度和是否疲劳驾驶。
结合图2，本发明还提供一种基于车联网的安全监测系统，包括所述安全监测节点和服务器；
所述服务器用于根据接收到的车辆信息、驾驶员身份信息、驾驶员实时状态信息、车辆实时位置信息、车辆速度和车辆动态轨迹信息，以及各自权重计算安全系数。
如图3所示，各项信息具体为：
车辆和驾驶员初始信息：通过车辆的生产日期，型号和交通事故记录，驾驶员的准驾车型，有效期起始日期、有效期限，该驾驶员的事故发生率，交通违章情况等驾驶员的相关信息来计算出初始状态车辆和驾驶员的安全系数。
车辆驾驶员实时状态信息：通过车内酒精浓度，驾驶员的疲劳程度的信息来计算驾驶员实时的安全系数。
车辆实时位置信息：通过监测车辆实时位置信息，根据车辆在不同等级的道路来计算相应的安全系数。
车辆动态轨迹信息：通过监测车辆的动态轨迹信息，来判断车辆是否存在超速，是否存在危险驾驶等来计算车辆动态安全系数。
进一步的，服务器将车辆自身的安全系数以及车辆周围设定范围内车辆的安全系数发送给驾驶员。
进一步的，GPRS远距离通信模块系统接收当前车辆以及周围车辆的安全系数。
本发明的工作流程如下：
步骤1)将监测节点安装到车辆后，初始化车牌号、车辆型号、发动机编号这些车辆身份信息；驾驶员驾车前，通过身份证读卡器，识别出该车的驾驶员的身份信息，同时立刻通过GPRS通信模块上传至服务器终端，提取出该车驾驶员的驾照的相关信息，包括准驾车型、有效期起始日期、有效期限、该驾驶员的事故发生率、交通违章情况。
步骤2)启动酒精浓度传感器，车内酒精浓度信息实时上传至服务器系统。
步骤3)启动车载CCD摄像头监控驾驶员的疲劳状态，捕捉驾驶员的眼睛，如果驾驶员疲劳，则会出现闭眼睛和连续眨眼睛的现象，通过算法分析计算出眨眼的频率并上传至服务器，如果该值超过一定值，则该车载安全监测系统会自动报警。
步骤4)启动GPS定位模块，实时定位当前车辆的位置信息，针对某些危险路段可以提供相应的危险程度警告系数。
步骤5)每个车辆显示屏显示自己车辆和周围车辆的位置，通过服务器综合计算后反馈回来的自身车辆和周围车辆的综合安全系数，为自己的行车和交通管理部门管理交通做出参考依据。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
一种基于车联网的安全监测系统，包含主控MCU、身份证读卡器、GPS定位模块、酒精浓度传感器、车载CCD摄像头、GPRS通信模块和服务器。
主控MCU采用美国TI公司出品的16位低功耗单片机msp430系列。
身份证读卡器采用的是研腾YT—100第二代居民身份证阅读器，它运用Type B非接触IC卡阅读技术采用USB接口供电，与主控MCU进行RS232串口通讯。
GPS定位模块采用瑞士U-blox公司的U-blox芯片，广泛应用于法拉利、保时捷、宝马、奔驰、奥迪等车载定位系统。
酒精浓度测量传感器采用的气敏材料是电导率较低的二氧化锡SnO2，当车内存在酒精蒸汽时，电导率会随着酒精气体的浓度增大而增大，从而可以将电导率输出值转化为酒精浓度值。该传感器对酒精的浓度灵敏度高，可以抵抗汽油、烟雾、水蒸气的干扰。
监测驾驶员疲劳的车载CCD摄像头，进行人眼定位、眼睛状态识别和跟踪。人在疲劳状态下，会出现连续眨眼的情况，根据图像识别技术，捕捉驾驶员的眨眼频率，从而判断驾驶员的疲劳程度。
GPRS通信模块采用SIM900芯片，作为远距离通信，通过基站建立与服务器的数据传输。服务器综合计算车辆的安全系数，并反馈给车辆。
本发明运用车联网技术，实现“物物相连”，并且通过身份证读卡器识别技术采集驾驶员的身份信息，实现了车辆和驾驶员的“人物相连”。交通管理部门实时分析出行驶中车辆的安全系数，当车辆出现异常时可以及时告知有关人员，可以极大的避免事故的发生概率。同时，运用车联网技术可以实时对道路运输车辆监控，能够在一定程度上减少道路交通安全事故，保障人民群众生命财产安全。

Claims (7)

1.一种基于车联网的安全监测节点，其特征在于，包括主控MCU，身份证读卡器，酒精浓度传感器，GPS定位模块，车载CCD摄像头和GPRS通信模块。
所述身份证读卡器用于采集驾驶员的身份信息；
所述酒精浓度传感器用于检测车内酒精浓度；
所述GPS定位模块用于对行驶中的车辆实时定位；
所述车载CCD摄像头用于监测驾驶员是否疲劳；
所述主控MCU用于根据定位信息计算出车辆的速度、轨迹信息；
所述GPRS通信模块用于向服务器上传车辆信息、驾驶员身份信息、驾驶员实时状态信息、车辆实时位置信息、车辆速度和车辆动态轨迹信息。
2.根据权利要求1所述的基于车联网的安全监测节点，其特征在于，所述酒精浓度测量传感器采用的气敏材料是二氧化锡。
3.根据权利要求1所述的基于车联网的安全监测节点，其特征在于，所述车载CCD摄像头进行人眼定位和眼睛状态识别，根据连续眨眼次数确定驾驶者是否疲劳驾驶。
4.根据权利要求1所述的基于车联网的安全监测节点，其特征在于，所述车辆信息包括车牌号、车辆型号和发动机编号，驾驶员实时状态信息包括车内酒精浓度和是否疲劳驾驶。
5.一种基于权利要求1所述车联网的安全监测节点的安全监测系统，其特征在于，包括所述安全监测节点和服务器；
所述服务器用于根据接收到的车辆信息、驾驶员身份信息、驾驶员实时状态信息、车辆实时位置信息、车辆速度和车辆动态轨迹信息，以及各自权重计算安全系数。
6.根据权利要求5所述的基于车联网的安全监测系统，其特征在于，服务器将车辆自身的安全系数以及车辆周围设定范围内车辆的安全系数发送给驾驶员。
7.根据权利要求6所述的基于车联网的安全监测系统，其特征在于，GPRS远距离通信模块系统接收当前车辆以及周围车辆的安全系数。
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