CN107705602A - 一种交通信号灯信息传输装置、方法及智能终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了交通信号灯信息传输装置：与交通信号灯控制系统连接的蓝牙主控制器，蓝牙主控制器包括：第一接收模块，用于实时获取交通信号灯控制系统发送的交通信号灯的状态信息；存储模块，用于存储交通信号灯对应的控制区域信息；第一发送模块，用于通过蓝牙广播发送包含交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于智能终端接收到广播信息后，判断自身处于控制区域内时发出交通信号灯的状态信息的提示。对应的，本发明还公开了一种智能终端，用于在接收到交通信号灯信息传输装置发送的广播信息后，定位自身的位置，当自身处于交通信号灯的控制区域时，将该交通信号灯的状态信息提示给用户。通过本发明可准确的将红绿灯信息提示给用户。

Description

一种交通信号灯信息传输装置、方法及智能终端

技术领域

本发明涉及通信设备控制领域，尤其涉及一种交通信号灯信息传输装置、方法及智能终端。

背景技术

当今社会交通信号红绿灯系统在道路秩序维护上起着举足轻重的地位，如果没有交通信号灯的指示作用，整个道路交通秩序将处于瘫痪状态，特别是现在私家车和社会车辆快速增长的时代，如果没有交通信号灯的有效指示，会给人们的日常出行带来极大的影响。

目前在各种十字交叉路口使用的交通红绿灯系统，主要都是以红绿灯的亮灭来指示可以通行、禁止通行的状态，即红灯时禁止通行、绿灯时允许通行、黄灯时看情况通行。这种通过颜色灯来做信号指示的方式，对于盲人、红绿色盲者、由于红绿灯被遮挡而看不到状态的人来说，带来了很多不方便。

针对当前交通信号指示灯存在的一些缺点也有人提出了一些解决方案：比如使用专用色彩传感器芯片完成色彩值到频率的转换，通过识别出红绿灯的色彩频率来自动识别出当前信号灯是红灯还是绿灯，以此来实现红绿灯的自动识别。也有的采用蓝牙技术，即通过多个iBeacon基站进行信号覆盖，同时将红绿灯信号状态通过无线方式发送给iBeacon基站，手机端通过app软件以蓝牙方式接收iBeacon基站发出的交通信号红绿灯信息，以此来获取到当前路口的红绿灯状态，并根据信号灯信息做出相应的提示。现有的技术方案虽然解决了目前正在使用的交通信号灯系统的弱点，但自身还是存在一定的不足。

通过专用传感器芯片将色彩转换成频率数据，把红绿灯的色彩转换成频率值，依靠色彩频率的范围来自动识别出当前信号灯是红灯还是绿灯的解决方案，一旦有障碍物遮挡住红绿灯，传感器就无法获取到信号灯的色彩，造成无法自动识别出交通信号灯状态的问题。采用蓝牙技术的iBeacon基站方案，即通过多个iBeacon基站进行信号覆盖，手机端通过app以蓝牙方式来获取iBeacon基站发出的红绿灯状态信息，由于iBeacon基站无线信号覆盖不能准确的规划出红绿灯指示的道路区域，同时也不能准确的控制iBeacon基站无线信号覆盖的范围，所以同一个十字路口的交叉道路之间可能会接收到对方的iBeacon基站信号，造成红绿灯信号的误判。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种交通信号灯信息传输装置、方法及智能终端，可以实时传输交通信号灯的状态信息及控制区域信息，便于智能终端在接收到该信息后进行处理，从而让用户准确获取需要的交通信号灯的状态信息的提示。

一方面，本发明公开了一种交通信号灯信息传输装置，包括：与交通信号灯控制系统连接的蓝牙主控制器，所述蓝牙主控制器包括：第一接收模块，用于实时获取所述交通信号灯控制系统发送的交通信号灯的状态信息；存储模块，用于存储所述交通信号灯对应的控制区域信息；第一发送模块，用于通过蓝牙广播发送包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

进一步地，所述交通信号灯信息传输装置，还包括：至少一个蓝牙从控制器，所述蓝牙从控制器包括：第二接收模块，用于接收所述蓝牙主控制器或前一蓝牙从控制器通过蓝牙广播的包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息；第二发送模块，用于通过蓝牙广播所述第二接收模块接收的所述广播信息，便于后一蓝牙从控制器接收到所述广播信息后继续进行广播，或者便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

进一步地，所述交通信号灯状态信息包括：所述交通信号灯当前的红绿灯信息、倒计时信息；所述控制区域信息包括所述控制区域的顶点位置信息、所述控制区域的形状信息。

进一步地，所述蓝牙主控制器通过蓝牙广播的广播信息使用的数据协议格式包括：24字节控制区域顶点信息、1字节控制区域形状信息、1字节红绿灯信息、及1字节倒计时信息。

进一步地，所述蓝牙主控制器还包括：加密模块，用于在所述第一发送模块通过蓝牙发送包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息之前，对所述交通信号灯状态信息及所述交通信号灯的控制区域信息进行加密。

另一方面，本发明还公开了一种智能终端，包括：第三接收模块，用于通过蓝牙接收交通信号灯信息传输装置发送的包含交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息；定位模块，用于定位自身的位置信息；提示模块，用于提示所述交通信号灯的状态信息；判断处理模块，用于判断所述定位模块定位的自身的位置是否处于所述第三接收模块接收的所述交通信号灯的控制区域内；当判定位于所述交通信号灯的控制区域内时，通过所述提示模块将所述交通信号灯的状态信息提示给用户。

进一步地，所述第三接收模块接收的所述广播信息还包括所述交通信号灯的位置信息；所述智能终端还包括：计算模块，用于根据所述定位模块自身的定位信息及所述第三接收模块接收到的所述交通信号灯的位置信息，计算所述智能终端距离所述交通信号灯的距离，并通过所述提示模块提示给用户。

进一步地，所述智能终端还包括：解密模块，用于对所述第三接收模块接收的广播信息进行解密，获取所述交通信号灯状态信息及所述交通信号灯的控制区域信息。

进一步地，所述智能终端的提示模块通过语音、显示或震动的方式将所述交通信号灯状态信息提示给用户。

再一方面，本发明还公开了一种交通信号灯信息传输方法，包括：实时获取交通信号灯控制系统发送的交通信号灯的状态信息；调取预存的所述交通信号灯的控制区域信息；通过蓝牙广播包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于所述智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

本发明至少包含以下一项技术效果：

(1)本发明通过蓝牙广播当前交通信号灯的状态信息及该交通信号灯的控制区域，使得智能终端在接收到该广播信息后，可以对自身进行定位从而判断自身是否在该控制区域内，若是在该交通信号灯的控制区域内的话，则将接收到的交通信号灯的状态信息提示给用户，让用户能准确的获得前方交通信号灯的提示。由于广播的广播信息中除了交通信号灯的状态信息外，还包含了交通信号灯的控制区域信息，便于智能终端进行比对，即使智能终端接收到了相邻路口的蓝牙广播信息，也能根据自身的GPS定位信息进行屏蔽，保证了红绿灯信息的准确性。

(2)本发明不受红绿灯被遮挡，或者能见度低的影响，即使在大雾天也可准确的让本发明的智能终端的用户获得相应交通信号灯的提示。

(3)本发明通过蓝牙进行广播，无需通过蓝牙配对，采用的是蓝牙低功耗技术，大大节省了能量。

(4)本发明中蓝牙从控制器可根据需要沿路布置，这样可以使得用户在未到达交通信号灯所在路口之前便可获得该交通信号灯的状态提示，比如，可以让开车的用户在距离路口几百米距离时提前知道前方路口的红绿灯信息，便于根据需要做好提前减速的准备。

(5)本发明直接从交通信号灯的控制系统获得交通信号灯的状态信息，并在蓝牙主控制器中存储了该交通信号灯的控制区域信息，从而使得将这两个状态信息通过蓝牙广播，让用户直接可通过智能终端获得前方红绿灯信息，不需要借助网络从远程控制中心来获取状态，比较直接又不会因为环节多了之后造成其他问题。

(6)本发明的智能终端可以通过语音或震动等多种方式进行前方红绿灯状态的提示，且本发明的红绿灯状态信息直接从红绿灯控制系统而来，因此，适用于红绿色盲或者盲人等特殊群体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明交通信号灯信息传输装置实施例的框图；

图2为本发明交通信号灯信息传输装置另一实施例的框图；

图3为本发明交通信号灯信息传输装置另一实施例的框图；

图4为本发明智能终端实施例的框图；

图5为本发明智能终端另一实施例的框图；

图6a为本发明交通信号灯信息传输装置另一实施例的部署示意图；

图6b为本发明交通信号灯信息传输装置另一实施例的部署示意图；

图7为本发明交通信号灯信息传输方法实施例的流程图；

图8为本发明交通信号灯信息传输方法另一实施例的流程图；

图9为本发明智能终端进行交通信号灯信息提示的方法实施例流程图。

附图标记：

10--红绿灯；20--蓝牙主控制器；30--蓝牙从控制器；101--路口北面红绿灯；

201--蓝牙主控制器；301--蓝牙从控制器A；302--蓝牙从控制器B；303-- 蓝牙从控制器C；304--蓝牙从控制器D。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种交通信号灯信息传输装置，实施例如图1所示，交通信号灯信息传输装置100包括：与交通信号灯控制系统连接的蓝牙主控制器110，所述蓝牙主控制器110包括：第一接收模块111，用于实时获取所述交通信号灯控制系统发送的交通信号灯的状态信息；存储模块112，用于存储所述交通信号灯对应的控制区域信息；第一发送模块113，用于通过蓝牙广播发送包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

本实施例中，交通信号灯信息传输装置与交通信号灯控制系统连接，交通信号灯控制系统是控制单个交通信号灯的显示，每个交通信号灯都由一个交通信号灯控制系统来控制显示红绿状态及倒计时等交通状态信息。交通信号灯控制系统可以与交通信号灯信息传输装置有线或无线连接，交通信号灯信息传输装置便可从交通信号灯控制系统获取当前交通信号灯的状态信息。较佳的，交通信号灯信息传输装置通过总线(比如485总线)与交通信号灯控制系统之间进行信息传输，交通信号灯信息传输装置中的蓝牙主控制器在接收到该交通信号灯控制系统控制的交通信号灯的状态信息后，可以调取存储的该交通信号灯的控制区域信息，然后将该交通信号灯的状态信息及控制区域一起打包，通过蓝牙广播出去，本实施例是通过蓝牙广播的，而并不一定需要建立蓝牙连接，这样可以使得在蓝牙广播辐射的范围内的所有带蓝牙功能的智能终端均可接收到该广播信息，从而进行必要的提示。

较佳的，本实施例的交通信号灯信息传输装置采用的蓝牙的BLE技术进行广播，蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP) 无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。另外，因为BLE技术采用非常快速的连接方式，因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源)，此时链路两端相互间只是知晓对方，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。蓝牙低能耗技术的三大特性成就了ULP性能，这三大特性分别是最大化的待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗。

通过蓝牙BLE技术及GPS坐标定位可以实现交通信号灯状态的发送和接收，能够完全克服现有方案中的各种不足。以十字路口为例，使用时将十字路口四个路口的区域信息预先存入每一个路口上的交通信号灯控制系统相连的蓝牙主控制器中，再将位置信息及红绿灯状态信息发送给手机app处理，手机端通过自身GPS定位信息进行区域比较，再解析出交通信号灯的状态，这样即使接收到相邻路口的信号信息，也能正常过滤，确保了获取到的交通信号灯状态的准确性。

蓝牙主控制器安装在交通信号灯灯柱与地面平齐处，每个红绿灯灯柱都安装一个蓝牙主控制器，这个红绿灯控制的区域信息也会提前存入该红绿灯灯柱上的蓝牙主控制器内，这样，蓝牙主控制器在接收到该红绿灯的状态信息后，便会将该红绿灯的状态信息及该红绿灯的控制区域信息一起广播出去，智能终端在接收到该广播信息后，便会自身进行定位，看自己是否在该红绿灯的控制区域内，如果是的话，则将该红绿灯的状态信息告知给用户。

本发明的另一实施例，如图2所示，在上述实施例的基础上，还包括：至少一个蓝牙从控制器120，所述蓝牙从控制器120包括：第二接收模块121，用于接收所述蓝牙主控制器110或前一蓝牙从控制器120通过蓝牙广播的包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息；第二发送模块122，用于通过蓝牙广播所述第二接收模块121接收的所述广播信息，便于后一蓝牙从控制器120接收到所述广播信息后继续进行广播，或者便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

由于蓝牙的传输距离受限，因此，如果只有蓝牙主控制器的话，那么智能终端只能在该蓝牙主控制器蓝牙辐射范围内接收到信号，比如一般是10米，那么在距离路口10米左右才收到广播信息，从而进行提示，那么如何尽早提示，例如让用户在距离1-200米便可知晓前方红绿灯信息，从而对是否减速做出一个预判。因此，蓝牙从控制器便显得很重要了，在距离蓝牙主控制器10m内沿控制区域道路边缘设置蓝牙从控制器，蓝牙从控制器的个数设立可根据实际需求确定。比如想要让用户在距离路口100m左右便可收到前方路口的红绿灯提示，那么蓝牙从控制器便沿前方红绿灯的控制区域道路边沿每10m安装一个蓝牙从控制器，直到距离路口100m左右。

较佳的，上述任一实施例所述交通信号灯状态信息包括：所述交通信号灯当前的红绿灯信息、倒计时信息；所述控制区域信息包括所述控制区域的顶点位置信息、所述控制区域的形状信息。比如常见的控制区域是矩形路段，还有弧线路段等。进一步地，还可以将交通信号灯所在的路口的形状信息进行广播，比如前方是十字路口、或丁字路口等。

在上述实施例基础上，所述交通信号灯信息传输装置通过蓝牙广播的广播信息使用的数据协议格式为：24字节控制区域顶点信息+1字节控制区域形状信息+1字节红绿灯信息+1字节倒计时信息。

本实施例中蓝牙从控制器或蓝牙主控制器广播发送的广播信息是具有一定格式的，因为BLE广播数据量是有限的(31字节)，如果直接发送这么多数据量是超出上限的。控制区域的4个GPS顶点信息需要32个字节，再加上红绿灯状态1个字节，及倒计时1个字节，总共需要34个字节，已经超出了蓝牙广播的数据量。因此本方案中引入了新的数据协议来解决此问题：24字节控制区域顶点信息+1字节控制区域形状信息+1字节红绿灯信息+1字节倒计时信息。只要使用27字节即可实现相同的功能，数据量小于蓝牙BLE广播的数据量上限31字节。“24字节区域顶点信息”：含有控制区域中的3个GPS顶点经纬度值，总共24字节，有了3个顶点位置基本可以确定第四个顶点的位置信息，更别说还加上了控制区域的形状信息。“1字节控制区域形状信息”：由于每一个控制区域的形状可能并不相同，所以1个字节的低4位表示控制区域的形状，高4位表示形状的半径长度，普遍有以下几种类型：0x01表示矩形路口、0x02表示弧形路口，此时高4位表示半径。比如“1字节控制区域形状信息”为0x01，就表示路口是矩形，3个GPS顶点信息就可表示路口区域信息，还有一个顶点可以自动推算出来。如果“1字节控制区域形状信息”为0x22，就表示弧形路口，半径为2米左右，再配合3个GPS区域，就可以完成区域信息的确定。“1字节红绿灯信息”：表示当前红绿灯的状态，比如0x01表示红灯、0x02表示绿灯、 0x03表示黄灯。“1字节倒计时信息”：表示当前红绿灯状态能够维持的剩余时间。较佳的，还可在此基础上增加1字节交通信号灯所在路口的形状信息，比如，0x01表示十字路口、0x02表示丁字路口等。这样总共有28字节，也没有超出BLE广播数据量的上限(31字节)。

本发明的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，如图3所示，所述蓝牙主控制器110还包括：加密模块114，用于在所述第一发送模块113通过蓝牙广播之前对所述交通信号灯状态信息及所述交通信号灯的控制区域信息进行加密。

本实施例中，还可对广播信息中的交通信号灯状态信息及控制区域信息进行加密，比如采用SHA加密的方法，或其他哈希算法进行加密，蓝牙主控制器对交通信号灯的状态信息及控制区域信息进行加密后再广播出去，相应的，智能终端在接收到广播信息后，需要对其进行解密，从而获得有效的交通信号灯的交通状态信息及其控制区域信息，从而做出正确的判断及提示。

与本发明的交通信号灯信息传输装置相对应的，本发明还公开了一种智能终端，如图4所示，所述智能终端200包括：第三接收模块210，用于通过蓝牙接收交通信号灯信息传输装置发送的包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息；定位模块220，用于定位自身的位置信息；提示模块230，用于提示所述交通信号灯的状态信息；判断处理模块240，用于判断所述定位模块220定位的自身的位置是否在所述第三接收模块210接收的所述交通信号灯的控制区域内，若是，则通过所述提示模块230将所述交通信号灯的状态信息提示给用户。

本发明的智能终端可以是手机、ipad、智能手环、智能手表、车载装置等，本发明对智能终端的形式不限，只要能实现本发明的功能即可。由于交通信号灯信息传输装置是将交通信号灯的状态信息及控制区域信息通过蓝牙广播出去的，因此，智能终端并不需要和交通信号灯信息传输装置中的蓝牙主控制器或蓝牙从控制器建立蓝牙连接，只需要通过蓝牙接收到蓝牙主控制器或蓝牙从控制器广播的广播信息即可。接收到广播信息后，智能终端会对自身进行定位，判断自己是否在广播信息中的交通信号灯的控制区域内，如果是的话，则会将接收到的交通信号灯的状态信息提示给用户，让用户对前方交通状态提前做一个预判，对于盲人用户或红绿色盲而言也可获得准确的前方红绿灯信息。此外，本发明不受能见度的影响，即使是在能见度很低的大雾天的情况下，也可以让用户及时准确的获知前方交通状态信息。

在上述任一实施例的基础上，所述广播信息还包括所述交通信号灯的位置信息；也就是说交通信号灯信息传输装置发送的广播信息中还包含了该交通信号灯的位置信息，同样的，该位置信息可以是预存在交通信号灯信息传输装置中，在接收到交通信号灯发过来的状态信息后查找到该交通信号灯的位置信息。如图5所示，所述智能终端200还包括：计算模块250，用于根据所述定位模块220自身的定位信息及所述第三接收模块210接收到的所述交通信号灯的位置信息，计算所述智能终端200距离所述交通信号灯的距离，并通过所述提示模块230提示给用户。这里的计算模块250与判断处理模块240相连，在判断处理模块240判断自身位置处于接收的广播信息中所说的交通信号灯控制区域中时，再通过计算模块250计算自身与交通信号灯的距离，最后该距离信息和交通信号灯状态信息一并由提示模块230提示给用户。较佳的，所述智能终端还包括速度采集模块，用于获取自身的运动速度，并根据所述智能终端距离所述交通信号灯的距离，判断所述智能终端到达所述交通信号灯所在路口的时间，再结合所述交通信号灯的状态信息及倒计时信息，可以提前提示用户按照当前速度是否可顺利通过前方路口。

本实施例中，智能终端可以根据自身的经纬度信息，及接收到的广播的交通信号灯的位置信息，可以在判断自身在该交通信号灯的控制区域的情况下，基本计算出距离该交通信号灯的距离，当然，如果结合了控制区域的形状信息，那么计算的距离也会更加准确，从而不仅可以提示用户前方交通信号灯的红绿灯及倒计时信息，还可以提示用户距离前方红绿灯路口的距离。较佳的，智能终端可以获取自身的速度，从而计算出是否可顺利通过前方红绿灯。

较佳的，如图5所示，所述智能终端200还包括：解密模块260，用于对所述第三接收模块210接收的广播信息进行解密，获取所述交通信号灯状态信息及所述交通信号灯的控制区域信息。

在上述任一实施例的基础上，所述智能终端通过语音、显示或震动的方式将所述交通信号灯状态信息提示给用户。

提示的方式有多种，不同的用户群可选择不同的提示方式，只要能达到提示用户的效果即可。较为常见的，比如通过语音提示，这样对于盲人或红绿色盲，或者开车的用户而言均是不错的选择。

较佳的，上述任一实施例中，智能终端在对自身是否处于接收到的交通信号灯的控制区域内的判断时，鉴于多车道，比如左边车道是A交通信号灯的控制区域，右边车道是B交通信号灯的控制区域，那么智能终端在自身定位达不到这么精确的情况下，还可以获取自身的移动方向(速度方向)，结合速度方向进一步判断是否位于接收的广播信息中的交通信号灯的控制区域内。

本发明的另一实施例，采用本发明的交通信号灯信息传输装置及本发明的智能终端，实现将交通信号灯状态准确提示给用户。交通信号灯信息传输装置主要由蓝牙主控制器和蓝牙从控制器组成，同时需要和现有交通信号灯系统结合。蓝牙主控制器和蓝牙从控制器由同一套硬件组成，硬件主板安装有两个蓝牙BLE芯片：一个完成数据的接收，主要完成参数的设置，如路口的区域信息设置和实时交通红绿灯状态信息等；另一个完成数据的定时广播，即将路口区域信息和当前路口的红绿灯状态通过蓝牙BLE对外广播，两个蓝牙控制芯片之间通过串口连接，用以交换数据信息。

蓝牙主控制器与现有交通信号灯控制系统通过485总线连接，安装于红绿灯灯柱与地面平齐处，每个红绿灯柱都安装一个蓝牙主控制器。蓝牙从控制器沿道路路边沿每隔10米安装一个，安装个数随区域的长度而定，一般为200米长度，可根据实际情况而定。蓝牙主控制器与相邻从控制器的距离须在10米之内。本实施例以十字路口为例，系统部署示意图如图6a所示，交通信号灯10的灯柱底座连接了蓝牙主控制器20，蓝牙主控制器20旁边设有蓝牙从控制器30，每间隔10米左右还可再安装一个蓝牙从控制器30。蓝牙从控制器30除了可以接收旁边的蓝牙主控制器20的广播信息外，也可以接收这个十字路口的其它三个蓝牙主控制器20的广播信息，并均将其广播出去，由于每个蓝牙主控制器20广播的广播信息中，对应的交通灯的控制区域信息不同，因此，智能终端即使可以接收到蓝牙从控制器广播的不同的广播信息，也可以根据自身的定位信息进行筛选，获得自身需要的广播信息。当然，如果想要蓝牙从控制器30只广播其从属的蓝牙主控制器20发送的广播信息，那么可以在蓝牙从控制器里面进行设置，使得该蓝牙从控制器在接收到广播信息后，只广播广播源为其对应的蓝牙主控制器的广播信息，或者可以在广播信息中加入标识信息，比如十字路口的四个蓝牙主控制器分别有各自不同的标识信息，这样蓝牙从控制器只有在接收到预设的标识信息的广播信息时，才会将这个广播信息继续广播出去。另外，由于相对的两个红绿灯的状态信息一般是相同的，因此，本实施例中十字路口的部署可以有多种方式，图6a中，虽然南面过来的车辆或行人看的是背面的红绿灯，但北面的红绿灯与南面的红绿灯实际的红绿灯状态信息是一致的，因此实际可以将控制南面右边道路的蓝牙主控制器与南面的红绿灯灯柱底座连接，然后通过沿路设置的蓝牙从控制器进行广播传递。图6b显示了另一种部署方式，比如红绿灯101实际是南面右边道路过来的车辆或行人看的，因此，我们就实际将控制南面右边道路的蓝牙主控制器201直接与北面的红绿灯101的灯柱底座连接，然后通过蓝牙从控制器A301、蓝牙从控制器B302、蓝牙从控制器C303、蓝牙从控制器D304进行蓝牙广播沿路传输。

路口的区域信息提前进行测量，通过GPS定位设备测量得到路口的区域信息，然后通过手机端配套app软件进行写入安装在红绿灯灯柱底端的蓝牙主控制器，同时交通信号灯的状态及倒计时信息通过485总线实时发送给蓝牙主控制器，然后将路口区域信息及红绿灯状态信息通过SHA加密后通过蓝牙广播发送出去，从蓝牙控制器在接收到数据后，再通过另一片蓝牙进行数据广播，以此往复，就会将路口的红绿灯信息及道路区域信息发送到离路口200米的远处，如果需要延长距离，只需要加装蓝牙从控制器即可。

每个路口都这样布置即可，在离路口200米的距离之内，完全由从蓝牙控制器的蓝牙广播信号覆盖，手机端app或者具有GPS定位及蓝牙功能的手环进入该路段时即可接收到红绿灯信号广播信息和道路区域信息，手机和手环接收到广播信息后，进行解密及解析数据，获取到红绿灯状态的区域范围，并与自身的定位数据比对，确定是否已进入该区域，如果是则进行红绿灯状态及倒计时的显示和提醒。从而实现了在离十字路口200米远处，就提前知道了前方路口的红绿灯状态。即使在能见度非常低的大雾天，也能提前获知前方路口的红绿灯状态。采用这种方法，手机或者手环无需和蓝牙从控制器建立蓝牙连接即可获取到数据。

本方案技术中提到的红绿灯灯柱底端安装的蓝牙主控制器，会预先导入对应控制区域的GPS区域信息，控制区域的GPS区域信息(4个顶点的GPS坐标)可以直接通过专用设备测得，通过手机端app软件可以直接把GPS数据导入到蓝牙主控制器中。由于蓝牙主控制直接与红绿灯绑定，相当于每个红绿灯自身包含有一个对应控制区域的GPS区域信息。这样做的优点是原来需要通过采用电子地图来进行区域识别的策略，现在使用这种方法就完全可以规避并实现相同的功能，通过将该红绿灯的控制区域信息通过蓝牙从控制器广播发送给手机或手环，手机和手环再根据自带的GPS模块来得到GPS定位坐标，直接和获取到的控制区域信息比对，即不用再通过电子地图来进行复杂的区域比较。手机和手环判断出在该控制区域内后，再根据蓝牙从控制器广播出的对应的红绿灯信号状态及倒计时信息进行显示和提示等动作。这样就直接获取到了当前路口的红绿灯信息，不需要再借助网络从远程控制中心来获取状态，比较直接又不会因为环节多了之后造成其他问题。

本方案中蓝牙从控制器和蓝牙主控制器广播发送的数据是具有一定格式的，因为BLE广播数据量是有限的(31字节)，如果直接发送这么多数据量是超出上限的。路口区域的4个GPS顶点信息需要32个字节，再加上红绿灯状态1个字节，及倒计时1个字节，总共需要34个字节，已经超出了蓝牙广播的数据量。因此本方案中引入了新的数据协议来解决此问题，数据协议定义如下表：

表1数据协议定义格式

从上表可以看出，只要使用27字节即可实现相同的功能，数据量小于蓝牙 BLE广播的数据量上限31字节。上表中的各字段含义如下：

“24字节区域顶点信息”：含有控制区域中的3个GPS顶点经纬度值，总共24字节。

“1字节控制区域形状信息”：由于每一个控制区域的形状并不相同，所以1个字节的低4位表示路口的形状，高4位表示形状的半径长度，普遍有以下几种类型：0x01表示矩形路口、0x02表示弧形路口，此时高4为表示半径。比如“1字节控制区域形状信息”为0x01，就表示路口是矩形，3个GPS顶点信息就可表示控制区域信息，还有一个顶点可以自动推算出来。如果“1字节控制区域形状信息”为0x22，就表示弧形路口，半径为2米左右，再配合3个GPS区域，就可以完成控制区域信息的确定。

“1字节红绿灯信息”：表示当前红绿灯的状态，0x01表示红灯、0x02表示绿灯、0x03表示黄灯。

“1字节倒计时信息”：表示当前红绿灯状态能够维持的剩余时间。

以上就是蓝牙主从控制器定时广播的数据，传输时会进行一次数据加密。手机和手环在接收到广播数据后解密并进行数据解析，从而来获取有效的路口区域信息及红绿灯状态信息。

前面提到的对蓝牙主控制器广播出的路口区域信息及从红绿灯控制系统获取的红绿灯信息进行加密，是为了防止有恶意企图的人来篡改数据，从而造成不可预料的事件。

另一方面，本发明还公开了一种交通信号灯信息传输方法，实施例如图7 所示，包括：

S100实时获取交通信号灯控制系统发送的所述交通信号灯的状态信息；

S200调取预存的所述交通信号灯的控制区域信息；

S300通过蓝牙广播包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于所述智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

本发明另一种交通信号灯信息传输方法，在上述方法实施例的基础上，交通信号灯信息传输装置包含了蓝牙主控制器和至少一个蓝牙从控制器，实施例如图8所示，包括：

S101蓝牙主控制器接收交通信号灯控制系统发送的所述交通信号灯的状态信息；

S102所述蓝牙主控制器调取预存的所述交通信号灯的控制区域信息；

S103所述蓝牙主控制器通过蓝牙广播包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于蓝牙从控制器接收到所述广播信息后继续进行广播，或者便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示；

S104所述蓝牙从控制器接收到所述广播信息后，同样通过蓝牙广播所述广播信息；便于后一蓝牙从控制器接收到所述广播信息后继续进行广播，或者便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

对应的，交通信号灯信息传输装置发送出广播信息后，接收方接收到后进行如下处理，获得准确的交通信号灯信息提示，具体的，本发明还可提供了一种交通信号灯信息提示方法，如图9所示，包括：

S201通过蓝牙接收交通信号灯信息传输装置发送的包含交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息后，定位自身的位置信息；

S202判断自身的位置是否处于接收的所述广播信息中的所述交通信号灯的控制区域内，若是，进入下一步骤；

S203将所述广播信息中的交通信号灯的状态信息提示给用户。

本发明方法的另一实施例，典型应用场景描述如下：

A.十字交叉路口四个路口的区域信息预先存入各个路口的蓝牙主控制器。

B.各个路口的交通信号灯将当前的红绿灯信息及倒计时时间通过485总线发送给各自路口的蓝牙主控制器。

C.各路口蓝牙主控制器对外发送广播信息，蓝牙从控制器接收广播信息并进行对外发送广播信息，其中包含红绿灯控制区域信息及红绿灯当前状态和倒计时时间。

D.手机端APP或者具有gps定位和蓝牙接收功能的手环，根据自身的定位信息和接收到的控制区域信息比较，如果已进入路口指定区域，则将当前发送过来的红绿灯信息进行保存。

E.手机端或者手环根据获取到的交通信号灯信息来进行显示或者震动或者进行语音提示。

本发明可以让使用者在离路口几百米距离时提前知道前方路口的红绿灯信息，如果是驾驶汽车可以提前做好减速的准备，如果是盲人或者是色盲者可以通过语音提示来知道路口的红绿灯信息。在红绿灯信号有遮挡或者是能见度较低的雨雾天，也能准确的获知前方路口的红绿灯状态。由于采用了区域比对方法，即使使用者接收到了相邻路口的蓝牙广播信息，也能根据自身的GPS定位信息进行屏蔽，保证了红绿灯信息的准确性。

本发明交通信号灯信息传输方法实施例与本发明的交通信号灯信息传输装置实施例对应，本发明的交通信号灯信息传输装置实施例的技术细节同样适用于本发明的交通信号灯信息传输装置实施例。为减少重复，本发明的方法实施例同样可参见本发明的系统实施例。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种交通信号灯信息传输装置，其特征在于，包括：

与交通信号灯控制系统连接的蓝牙主控制器，所述蓝牙主控制器包括：

第一接收模块，用于实时获取所述交通信号灯控制系统发送的交通信号灯的状态信息；

存储模块，用于存储所述交通信号灯对应的控制区域信息；

第一发送模块，用于通过蓝牙广播发送包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

2.据权利要求1所述的一种交通信号灯信息传输装置，其特征在于，还包括：

至少一个蓝牙从控制器，所述蓝牙从控制器包括：

第二接收模块，用于接收所述蓝牙主控制器或前一蓝牙从控制器通过蓝牙广播的包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息；

第二发送模块，用于通过蓝牙广播所述第二接收模块接收的所述广播信息，便于后一蓝牙从控制器接收到所述广播信息后继续进行广播，或者便于智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种交通信号灯信息传输装置，其特征在于，

所述交通信号灯状态信息包括：所述交通信号灯当前的红绿灯信息、倒计时信息；

所述控制区域信息包括所述控制区域的顶点位置信息、所述控制区域的形状信息。

4.根据权利要求3所述的一种交通信号灯信息传输装置，其特征在于，所述蓝牙主控制器通过蓝牙广播的广播信息使用的数据协议格式包括：24字节控制区域顶点信息、1字节控制区域形状信息、1字节红绿灯信息、及1字节倒计时信息。

5.根据权利要求1所述的一种交通信号灯信息传输装置，其特征在于，所述蓝牙主控制器还包括：

加密模块，用于在所述第一发送模块通过蓝牙发送包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息之前，对所述交通信号灯状态信息及所述交通信号灯的控制区域信息进行加密。

6.一种智能终端，其特征在于，包括：

第三接收模块，用于通过蓝牙接收交通信号灯信息传输装置发送的包含交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息；

定位模块，用于定位自身的位置信息；

提示模块，用于提示所述交通信号灯的状态信息；

判断处理模块，用于判断所述定位模块定位的自身的位置是否处于所述第三接收模块接收的所述交通信号灯的控制区域内；当判定位于所述交通信号灯的控制区域内时，通过所述提示模块将所述交通信号灯的状态信息提示给用户。

7.根据权利要求6所述的一种智能终端，其特征在于，所述第三接收模块接收的所述广播信息还包括所述交通信号灯的位置信息；所述智能终端还包括：

计算模块，用于根据所述定位模块自身的定位信息及所述第三接收模块接收到的所述交通信号灯的位置信息，计算所述智能终端距离所述交通信号灯的距离，并通过所述提示模块提示给用户。

8.根据权利要求6或7所述的一种智能终端，其特征在于，还包括：

解密模块，用于对所述第三接收模块接收的广播信息进行解密，获取所述交通信号灯状态信息及所述交通信号灯的控制区域信息。

9.根据权利要求6-8任一项所述的一种智能终端，其特征在于，所述智能终端的提示模块通过语音、显示或震动的方式将所述交通信号灯状态信息提示给用户。

10.一种交通信号灯信息传输方法，其特征在于，包括：

实时获取交通信号灯控制系统发送的交通信号灯的状态信息；

调取预存的所述交通信号灯的控制区域信息；

通过蓝牙广播包含所述交通信号灯的状态信息及控制区域信息的广播信息，便于所述智能终端接收到所述广播信息后，判断自身处于所述控制区域内时发出所述交通信号灯的状态信息的提示。