CN107845265A - 一种车辆行驶安全智能监管系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆行驶安全智能监管系统，其由安装在汽车上的安全监控终端和与交管中心处的计算机相连的监测探头组成；能够验证驾驶员的车主身份，对驾驶员违规行为进行警示或处理，自动扣除电子驾照里的积分，并在车辆经过监测探头时将违章记录同步到交管中心的数据库，用于对驾驶人及其驾驶行为进行整体的监控。全方位多层次的实时监控驾驶员的驾驶行为，且能将违章记录同步到交管中心数据库，大大提高了交通违章处理的自动化程度；系统硬件设备集中，建设迅速，升级维护方便，具有较低的建设和使用成本，有利于推广实现。

Description

一种车辆行驶安全智能监管系统

技术领域

本发明属于射频识别技术领域，尤其涉及一种车辆行驶安全智能监管系统。

背景技术

交通安全问题日益凸显，最主要的原因是驾驶人的酒后、超速和疲劳驾车等违章驾驶行为。目前，国内有一些关于交通安全的专利，但大都是仅关于行车速度的监控，少数仅关于酒后或疲劳驾驶，且并未见诸于实施，因此其功效如何也难作详细估测。总而言之，目前国内外均未形成一个驾驶安全整体监控的切实可行的系统解决方案。

已公开的专利1737875A《车辆交通自动化监管系统》及专利1139249A《机动车及驾驶员电子管理系统》，前者实现当车违章驶过固定在路面某位置的电子标签时触发示警或处罚，后者实现车辆行驶经过巡警用手持检查器时遥控指令控制行车状态记录仪，两者都有一定的局限性，无法完成对驾驶员不规范驾驶行为的实时监控警报。又如已公开的专利101673464A《疲劳驾驶智能管理系统》及专利101601077A《驾驶员管理装置和行驶管理系统》，其通过面部图像和生理指标对驾驶员的状态进行监控，存在一定的误判率且可能会引起驾驶员的不适，此外还存在装置复杂、成本高的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种车辆行驶安全智能监管系统，其能够实现电子驾照、车辆防盗、酒驾禁行、人机交互、语音警报、违章处罚、数据库同步等服务。

本发明的车辆行驶安全智能监管系统，其特征在于，由安装在汽车上的安全监控终端和与交管中心处的计算机相连的监测探头组成；

所述安全监控终端，用于实时监控驾驶员的驾驶行为，将违规的驾驶行为实时录入电子驾照卡，并将电子驾照中的驾驶员信息和违章记录发送给监测探头；

所述监测探头，用于获取电子驾照中的驾驶员信息和违章记录，便于交管中心进行相关处理。

其中，所述安全监控终端包括：驾驶行为检测模块和微处理器模块；

驾驶行为检测模块，用于检测驾驶员的违规驾驶行为，如酒后、超速、疲劳驾驶及未保持安全车距等；

微处理器模块，集中处理驾驶行为检测模块采集的数据，控制协调安全监控终端的各部分硬件。

进一步的，所述驾驶行为检测模块包括：酒精检测单元、时速检测单元、驾时检测单元、车距检测单元和温度检测单元；

酒精检测单元，采用ZYMQ-3传感器，用于检测驾驶人呼出气体中的酒精成分，发出酒精违规驾驶信号给微处理器模块；

时速检测单元，用于实时获取车辆当前速度发送给微处理器模块；

驾时检测单元，采用了DS1302芯片作为外部时钟，实时累计驾驶员的驾驶时间发送给微处理器模块；

车距检测单元，采用雷达测距仪或激光测距仪实时测取与前车间的距离发送给微处理器模块；

温度检测单元，选取DS18B20芯片，用于测取车内环境的温度发送给微处理器模块。

进一步的，所述微处理器模块包括：处理单元、车主信息存储单元，射频读写单元，语音单元，人机交互单元和监控无线通信单元；

处理单元，接收酒精检测单元发送的驾驶人呼出气体中的酒精成分，并进行判断，当酒精浓度超过0.5mg/l时，启动语音单元发出警示语音；接收时速检测单元发送的实时速度信息，并通过射频读写单元得到当前地段的限速信息，对实时速度信息和限速信息进行比较，发现时速超过限速则启动语音单元发出警示语音；接收驾时检测单元发送来的驾驶员的累计驾驶时间，当车辆时速为零的连续不间断时间超过30分钟，累计驾时清零，否则持续累计，当累计驾时超过4小时后，启动语音单元发出警示语音；接收车距检测单元发送来的测距数据，根据当前车速计算出与前车的安全距离，当车距小于安全距离时，启动语音单元发出警示语音；

车主信息存储单元，用于通过在只读ROM中烧录入的方式存储车主身份信息；

射频读写单元，通过读写电子驾照卡获取驾驶员身份信息和违章记录以及车主信息存储单元中的车主身份信息，将驾驶员身份信息和车主身份信息进行匹配，匹配成功则启动车辆，匹配不成功则无法启动车辆；还用于将驾驶员的违章记录实时写入电子驾照卡；

语音单元，采用ISD4004系列语音芯片，用于播放已录制好的警示语音，语音输出模块通过控制端口和微处理模块地址端口进行相连，由微处理器模块控制进行语音警示，在发出语音警示5分钟后，微处理器模块仍收到违规驾驶信号则访问射频读写单元对电子驾照卡内积分自动进行扣除以及将违章记录实时写入电子驾照卡；

人机交互单元，用于显示警告信息、道路限速、汽车时速、车内温度和提示信息，以及查询电子驾照卡内积分，累计驾时、与前车车距、违规行为记录；

监控无线通信单元，在收到安全监控站的监测探头的请求信号后，将电子驾照中的驾驶员信息和违章记录发送给监测探头。

其中，监测探头包括：监控无线通信模块和监控计算机管理软件模块；

监控无线通信模块，用于接收安全监控终端发来的电子驾照中的驾驶员信息和违章记录；

监控计算机管理软件模块，接收微处理器模块编码后的包含驾驶员信息和违章记录的帧数据，每帧数据由同步头、有效数据位和循环冗余校验位三部分组成，将帧数据解码处理后同步到交管中心的数据库，并在软件主界面上显示方便工作人员查询处理。

有益效果：

本发明的车辆行驶安全智能监管系统能够验证驾驶员的车主身份，对驾驶员违规行为进行警示或处理，自动扣除电子驾照里的积分，并在车辆经过监测探头时将违章记录同步到交管中心的数据库，用于对驾驶人及其驾驶行为进行整体的监控。全方位多层次的实时监控驾驶员的驾驶行为，且能将违章记录同步到交管中心数据库，大大提高了交通违章处理的自动化程度；系统硬件设备集中，建设迅速，升级维护方便，具有较低的建设和使用成本，有利于推广实现。

附图说明

图1为本发明的车辆行驶安全智能监管系统示意图。

具体实施方式

本发明的特征是基于射频识别技术，完全利用现有技术进行技术组合，就可以构建整个车辆行驶安全智能监管系统，能够实时监控驾驶员的驾驶行为，实现电子驾照、车辆防盗、酒驾禁行、人机交互、语音警报、违章处罚、数据库同步等功能。

如图1所示，本发明的车辆行驶安全智能监管系统由安装在各汽车上的安全监控终端和与交管中心处的计算机相连的监测探头组成。安全监控终端实时监控驾驶员的驾驶行为，将违规驾驶行为实时录入电子驾照卡，并将电子驾照中的驾驶员信息和违章记录发送给监测探头。监测探头获取电子驾照中的驾驶员信息和违章记录，便于交管中心进行相关处理。

安全监控终端包括：驾驶行为检测模块和微处理器模块；

驾驶行为检测模块，用于检测驾驶员的违规驾驶行为，如酒后、超速、疲劳驾驶及未保持安全车距等；

驾驶行为检测模块包括：酒精检测单元、时速检测单元、驾时检测单元、车距检测单元和温度检测单元；

酒精检测单元采用ZYMQ-3传感器，其对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和较好的选择性，可以检测驾驶人呼出气体中的酒精成分，当酒精浓度超过0.5mg/l时，发出酒精违规驾驶信号给微处理器模块；

时速检测单元是微处理器通过对里程计输出的脉冲信号进行计数得到速度信息，在驾驶过程中，系统可以通过射频读写单元对无线信息进行接收，得到当前地段的限速信息，否则保留默认设置的限速值，发现时速超过限速则通过语音警示，如果长时间超速，系统将对电子驾照卡内积分自动进行扣除，并对当前时间进行记录；

驾时检测单元采用了DS1302芯片作为外部时钟，通过串行接口和微处理器相连通信，读取芯片的相关地址，就能获得当前年份、月份、日期、小时、分钟、秒钟和星期的相关信息，芯片保持数据和时钟信息时功率小于1mW，耗能非常低，只需一枚很小的纽扣电池，便可长时间保持时间、日期的准确性；

车距检测单元采用雷达测距仪或激光测距仪，微处理器收到测距数据后根据当前车速计算出与前车的安全距离，当车距小于安全距离时，微处理器控制语音单元播报警示音提示车主注意保持车距；

温度检测单元选取了DS18B20芯片，用于测取车内环境的温度，温度值可显示于液晶屏上，便于车主空调制冷制热调控车内温度，保证车主处于一个温度适宜的驾驶环境，防止燥热或冻僵引起的驾驶失误。

微处理器模块，集中处理驾驶行为检测模块采集的数据，控制协调安全监控终端的各部分硬件，规定了系统的工作流程；

微处理器模块包括：车主信息存储单元，射频读写单元，语音单元，人机交互单元和监控无线通信单元。

车主信息存储单元，用于通过在只读ROM中烧录入的方式存储车主身份信息；

射频读写单元，通过读写电子驾照卡获取驾驶员身份信息和违章记录以及车主信息存储单元中的车主身份信息，将驾驶员身份信息和车主身份信息进行匹配，匹配成功则启动车辆，匹配不成功则无法启动车辆，起到车辆防盗的作用。射频读写单元还用于将驾驶员的违章记录实时写入电子驾照卡；

语音单元，采用ISD4004系列语音芯片，用于播放已录制好的警示语音，语音输出模块通过控制端口和微处理模块地址端口进行相连。驾驶行为检测模块检测到违规驾驶行为后，将违规信号发送至微处理器，微处理器控制语音单元对相应的违规行为进行警示。

语音单元，用于播报违规驾驶行为的警示语音，提醒后仍不改正的，微处理器将通过射频读写单元向电子驾照卡写入违章记录并扣除相应数量的驾照积分；

人机交互单元，包括按键和液晶显示两部分，按键提供了密码操作、菜单选择和信息查询等功能；根据按键的输入，液晶屏可以分别显示警告信息、道路限速、汽车时速、车内温度和提示信息等，车主还可以查询电子驾照卡内积分，累计驾时、与前车车距、违规行为记录等实时信息。

监控无线通信单元，在收到安全监控站的监测探头的请求信号后，将电子驾照中的驾驶员信息和违章记录发送给监测探头。

监测探头包括：监控无线通信模块和监控计算机管理软件模块；

监控无线通信模块，用于接收安全监控终端发来的电子驾照中的驾驶员信息和违章记录；

监控计算机管理软件模块，接收微处理器编码后的包含驾驶员信息和违章记录的帧数据，每帧数据由同步头、有效数据位和循环冗余校验位三部分组成，将帧数据解码处理后同步到交管中心的数据库，并在软件主界面上显示方便工作人员查询处理。

本车辆行驶安全智能监管系统的工作流程为：

S1射频读写单元读写电子驾照卡获取驾驶员身份信息和违章记录以及车主信息存储单元中的车主身份信息，将驾驶员身份信息和车主身份信息进行匹配，匹配成功则启动车辆，并执行酒精检测模块，匹配不成功则无法启动车辆。

S2酒精检测单元实时监测驾驶员位置处空气的酒精浓度，交予微处理器后与阈值进行比较，超出阈值被认定为酒后驾车，无法启动车辆，否则可以正常启动车辆。

S3在车辆行驶过程中，时速检测单元实时测取车辆当前速度交予微处理器，微处理器会比较时速和限速，当车辆时速超过限速值时，微处理器会控制语音单元播报已录制好的警示音，提醒驾驶员减速，如果驾驶员未减速而长时间超速，微处理器将通过射频读写单元对电子驾照卡内积分自动进行扣除，并访问外部时钟对当前时间进行记录；

S4在车辆行驶过程中，驾时检测单元通过访问外部时钟，实时累计驾驶员的驾驶时间，当车辆时速为零的连续不间断时间超过30分钟，累计驾时清零，否则持续累计，当累计驾时超过4小时后，微处理器控制语音警示驾驶员已处于疲劳驾驶，5分钟后仍不停车休息则访问射频读写单元对电子驾照卡内积分自动进行扣除；

S5在车辆行驶过程中，车距检测单元实时测取与前车间的距离，交予微处理器判断车距是否大于安全距离，若小于安全距离则控制语音单元播报警示音提醒驾驶员注意保持车距；

S6监控探头的无线通信模块能不间断发射请求信号；当车辆经过时，车辆内部的无线通信模块检测到请求信号后告知微处理器，微处理器将读取到的车主、车辆信息和驾驶信息编码后通过无线通信传送给监控探头，监控计算机软件会对接收到的帧数据解码后同步服务器，并在软件主界面上显示。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种车辆行驶安全智能监管系统，其特征在于，由安装在汽车上的安全监控终端和与交管中心处的计算机相连的监测探头组成；

所述安全监控终端，用于实时监控驾驶员的驾驶行为，将违规的驾驶行为实时录入电子驾照卡，并将电子驾照中的驾驶员信息和违章记录发送给监测探头；

所述监测探头，用于获取电子驾照中的驾驶员信息和违章记录，便于交管中心进行相关处理。

2.如权利要求1所述的车辆行驶安全智能监管系统，其特征在于，所述安全监控终端包括：

驾驶行为检测模块和微处理器模块；

驾驶行为检测模块，用于检测驾驶员的违规驾驶行为，违规驾驶行为包括：酒后、超速、疲劳驾驶及未保持安全车距；

微处理器模块，集中处理驾驶行为检测模块采集的数据，控制协调安全监控终端的各部分硬件。

3.如权利要求2所述的车辆行驶安全智能监管系统，其特征在于，所述驾驶行为检测模块包括：酒精检测单元、时速检测单元、驾时检测单元、车距检测单元和温度检测单元；

酒精检测单元，采用ZYMQ-3传感器，用于检测驾驶人呼出气体中的酒精成分，发出酒精违规驾驶信号给微处理器模块；

时速检测单元，用于实时获取车辆当前速度发送给微处理器模块；

驾时检测单元，采用了DS1302芯片作为外部时钟，实时累计驾驶员的驾驶时间发送给微处理器模块；

车距检测单元，采用雷达测距仪或激光测距仪实时测取与前车间的距离发送给微处理器模块；

温度检测单元，选取DS18B20芯片，用于测取车内环境的温度发送给微处理器模块。

4.如权利要求2所述的车辆行驶安全智能监管系统，其特征在于，所述微处理器模块包括：

处理单元、车主信息存储单元，射频读写单元，语音单元，人机交互单元和监控无线通信单元；

处理单元，接收酒精检测单元发送的驾驶人呼出气体中的酒精成分，并进行判断，当酒精浓度超过0.5mg/l时，启动语音单元发出警示语音；接收时速检测单元发送的实时速度信息，并通过射频读写单元得到当前地段的限速信息，对实时速度信息和限速信息进行比较，发现时速超过限速则启动语音单元发出警示语音；接收驾时检测单元发送来的驾驶员的累计驾驶时间，当车辆时速为零的连续不间断时间超过30分钟，累计驾时清零，否则持续累计，当累计驾时超过4小时后，启动语音单元发出警示语音；接收车距检测单元发送来的测距数据，根据当前车速计算出与前车的安全距离，当车距小于安全距离时，启动语音单元发出警示语音；

车主信息存储单元，用于通过在只读ROM中烧录入的方式存储车主身份信息；

射频读写单元，通过读写电子驾照卡获取驾驶员身份信息和违章记录以及车主信息存储单元中的车主身份信息，将驾驶员身份信息和车主身份信息进行匹配，匹配成功则启动车辆，匹配不成功则无法启动车辆；还用于将驾驶员的违章记录实时写入电子驾照卡；

语音单元，采用ISD4004系列语音芯片，用于播放已录制好的警示语音，语音输出模块通过控制端口和微处理模块地址端口进行相连，由微处理器模块控制进行语音警示，在发出语音警示5分钟后，微处理器模块仍收到违规驾驶信号则访问射频读写单元对电子驾照卡内积分自动进行扣除以及将违章记录实时写入电子驾照卡；

人机交互单元，用于显示警告信息、道路限速、汽车时速、车内温度和提示信息，以及查询电子驾照卡内积分，累计驾时、与前车车距、违规行为记录；

监控无线通信单元，在收到安全监控站的监测探头的请求信号后，将电子驾照中的驾驶员信息和违章记录发送给监测探头。

5.如权利要求1所述的车辆行驶安全智能监管系统，其特征在于，监测探头包括：监控无线通信模块和监控计算机管理软件模块；

监控无线通信模块，用于接收安全监控终端发来的电子驾照中的驾驶员信息和违章记录；

监控计算机管理软件模块，接收微处理器模块编码后的包含驾驶员信息和违章记录的帧数据，每帧数据由同步头、有效数据位和循环冗余校验位三部分组成，将帧数据解码处理后同步到交管中心的数据库，并在软件主界面上显示方便工作人员查询处理。