CN109427204A - 一种红绿灯信号实时数据平台及实时检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红绿灯信号实时数据平台及实时检测方法，平台包括信号灯检测装置，和云端服务器；信号灯检测装置实时获取所在路口的红绿灯信息并将红绿灯信息发送给云端服务器；云端服务器与信号灯检测装置通过有线网络或无线网络相连，用于接收和存储信号灯检测装置发送至的红绿灯信号信息并更新全网红绿灯信号状态。本发明实时采集红绿灯当前信号并由现场控制装置将此信号进行处理发送到云端服务器；云端服务器及时接收、汇总来自各个传感器的信息，提供全网红绿灯的实时信息并提供访问服务，通过一个平台提供高覆盖率的实时红绿灯信息，成本较低，安装简便，易于维护，响应及时，能快速投入使用。

Description

一种红绿灯信号实时数据平台及实时检测方法

技术领域

本发明涉及红绿灯信号检测领域，具体涉及一种红绿灯信号实时数据平台及实时检测方法。

背景技术

随着智慧城市建设的推进，城市的规模日渐庞大，道路的信息日渐复杂，交通规划与疏导的难度也与日俱增，但随着互联网的高速发展，智能移动设备的普及，人们可以通过身边的设备及时获取交通信息，优化出行路线。智慧城市的进程将会逐渐让交通信息变得更透明，更准确，最终能够实现全网路况信息实时共享，而此类信息又将进一步优化交通通行效率，为更深层次的发展提供契机。如通过实时检测路口红绿灯信息，导航厂商可做更准确的路径规划，无人驾驶车辆厂商能做路口信号灯识别辅助等。

专利CN105788319A公开了一种红绿灯实时播报系统及其方法，该红绿灯实时播报系统包括：信号发生装置，设于路口红绿灯上，信号发生装置实时获取红绿灯的状态信息，并将其发送至信号接收装置；信号接收装置，设于车辆中，且与信号发生装置通信连接，信号接收装置接收信号发生装置发送的状态信息，并将该状态信息进行显示。该方案的信号发生装置直接将红绿灯状态信息发送给车上的信号接收装置，不能有效利用红绿灯信息，只能显示红绿灯信息，并不能通过该信息对交通红绿灯进行智能控制，也不能通过该红绿灯信息对当前车辆的车速提出合理化建议。此外，各个信号发生装置各自独立工作，不能提供完善的全网红绿灯信息。因此，智慧城市的进程是漫长的，目前并没有一个平台可以提供高覆盖率的实时红绿灯信息。

发明内容

本发明解决的技术问题是目前没有一个平台可以提供高覆盖率的实时红绿灯信息，目的在于提供一种红绿灯信号实时数据平台，通过云端服务器提供高覆盖率的实时红绿灯信息。本发明还提供了一种红绿灯信号实时检测方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种红绿灯信号实时数据平台，包括信号灯检测装置和云端服务器；所述信号灯检测装置用于实时获取所在路口的红绿灯状态，生成红绿灯信息并将红绿灯信息发送给云端服务器；所述云端服务器与信号灯检测装置通过有线网络或无线网络相连，用于接收和存储信号灯检测装置发送至的红绿灯信号信息并更新全网红绿灯信号状态；所述红绿灯信息包括红绿灯状态和位置信息，所述位置信息包括交通路口编号、道路口编号和信号灯编号。本技术方案中，实时采集红绿灯当前信号并由信号灯检测装置将此信号进行处理发送到云端服务器；云端服务器及时接收、汇总来自各个传感器的信息，提供全网红绿灯的实时信息并提供访问服务，通过一个平台提供高覆盖率的实时红绿灯信息，成本较低，安装简便，易于维护，响应及时，能快速投入使用。

作为本发明的进一步改进，所述信号灯检测装置包括红绿灯状态采集装置和现场控制装置，所述现场控制装置包括编码模块和通信模块A，其中：

红绿灯状态采集装置，用于采集红绿灯状态并发送给编码模块；

编码模块用于根据红绿灯状态采集装置采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息；

通信模块A用于将编码模块生成的红绿灯信息发送给云端服务器；

所述红绿灯状态包括红绿灯不发光、红绿灯发出红色光、红绿灯发出绿色光、红绿灯发出黄色光四种状态。

进一步，所述现场控制装置还包括电源模块，所述电源模块包括依次连接的电源接口、变压模块、整流模块、稳压模块，所述稳压模块的输出端与所述红绿灯状态采集装置、通信模块A、编码模块均相连；所述电源接口连接红绿灯的电源，使得现场控制装置与红绿灯共用电源，从而红绿灯的故障检测可以通过云端服务器的数据情况推断，如果在规定的时间内没有红绿灯状态信号，可以推断红绿灯发生电力故障，需要检修。

进一步，所述云端服务器包括信号灯数据存储装置和信号灯数据发布装置，所述信号灯数据存储装置包括通信模块B、解码模块、存储模块，其中：

通信模块B，用于接收信号灯检测装置发送至的红绿灯信息，将接收的红绿灯信息发送给解码模块；

解码模块，用于解析通信模块B接收的红绿灯信息并将解析的红绿灯信息发送给存储模块；

存储模块，用于存储和更新红绿灯信息。

进一步，所述信号灯数据存储装置包括用户请求处理模块和通信模块C，其中：

通信模块C，用于接收用户的查询请求，将接收的查询请求发送给用户请求处理模块，以及从用户请求处理模块获取红绿灯信息并向用户发送红绿灯信息；

用户请求处理模块，用于根据通信模块C发送的用户的查询请求从存储模块获取对应的红绿灯信息，并将获取的红绿灯信息通过通信模块C向用户发送。

优选的，信号灯数据存储装置采用数据库服务器；所述通信模块C采用有线通信模块或移动通信模块或卫星通信模块。

进一步，所述编码模块122根据红绿灯状态采集装置11采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置1的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息的具体方法如下：

信息采集：编码模块122接收红绿灯状态采集装置11采集的红绿灯状态，并根据红绿灯状态采集装置11读取交通路口编号、道路口编号和信号灯编号；

编码：编码装置将红绿灯状态、交通路口编号、道路口编号和信号灯编号编为11字节的数据包；然后加上冗余纠错编码，将数据包扩展到16个字节，再加上时间戳生成红绿灯信息。

一种红绿灯信号实时检测方法，采用上述红绿灯信号实时数据平台进行检测，所述方法包括以下步骤：

S1、红绿灯状态采集装置采集其对应的红绿灯状态并发送给编码模块；

S2、编码模块根据红绿灯状态采集装置采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息；

S3、通信模块A将步骤S2中生成的红绿灯信息发送给云端服务器；

S4、云端服务器接收和存储通信模块A发送的红绿灯信息，并更新全网红绿灯状态。

进一步，步骤S4具体包括以下步骤：

S41、通信模块B21接收信号灯检测装置发送至的红绿灯信息，将接收的红绿灯信息发送给解码模块；

S42、解码模块解析通信模块B接收的红绿灯信息并将解析的红绿灯信息发送给存储模块；

S43、存储模块存储解码模块发送至的红绿灯信息并更新全网红绿灯信息。

进一步，步骤S4还包括以下步骤：

S51、通信模块C接收用户的查询请求，将接收的查询请求发送给用户请求处理模块；

S52、用户请求处理模块，根据用户的查询请求从存储模块获取对应的红绿灯信息，并将获取的红绿灯信息通过通信模块C向用户发送；

步骤S51-S52与步骤S41-S43不分先后顺序。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明的一种红绿灯信号实时数据平台及实时检测方法实时采集红绿灯当前信号并由现场控制装置将此信号进行处理发送到云端服务器；云端服务器及时接收、汇总来自各个传感器的信息，提供全网每一个红绿灯的实时信息并提供访问服务，通过一个平台提供高覆盖率的实时红绿灯信息，能为大量的第三方开发者提供数据信息，对智慧城市的发展有着快速推动的作用；

2、本发明的平台构建成本相对较低，安装简便，易于维护，响应及时，能快速投入使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的实施例1中的平台的结构框图；

图2为本发明的实施例1中的现场控制装置的结构框图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-信号灯检测装置，2-云端服务器，11-红绿灯状态采集装置；12-现场控制装置；122-编码模块；123-通信模块A；124-电源模块；21-通信模块B；22-解码模块；23-存储模块；24-用户请求处理模块；25-通信模块C。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，一种红绿灯信号实时数据平台，包括信号灯检测装置1和云端服务器；信号灯检测装置1即为红绿灯信号实时检测装置，用于实时获取所在路口的红绿灯信息并将红绿灯信息发送给云端服务器2；云端服务器2与信号灯检测装置1通过无线网络相连，用于接收和存储信号灯检测装置1发送至的红绿灯信号信息并根据该红绿灯信号信息实时更新全网红绿灯信号状态，以向访问者提供实时的准确红绿灯信号信息；所述红绿灯信息包括红绿灯状态和位置信息，所述位置信息包括交通路口编号、道路口编号和信号灯编号。

所述信号灯检测装置1作为现场采集红绿灯信息的硬件系统，其包括一个或一个以上的红绿灯状态采集装置11和一个现场控制装置12。

一般而言，红绿灯处于红绿灯不发光(无)、红绿灯发出红色光(红)、红绿灯发出绿色光(绿)、红绿灯发出黄色光(黄)四种状态之一。故，所述红绿灯状态包括红绿灯不发光、红绿灯发出红色光、红绿灯发出绿色光、红绿灯发出黄色光四种状态，本实施例中分别用二进制信号“00”、“01”、“10”、“11”表示。

如图2所示，现场控制装置12包括编码模块122、电源模块124和通信模块A123。

红绿灯状态采集装置11用于采集红绿灯状态并发送给编码模块122；编码模块122用于根据红绿灯状态采集装置11采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置1的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息；通信模块A123用于将编码模块122生成的红绿灯信息发送给云端服务器2。由于各国的红绿灯路口各不相同，红绿灯路口可能有多个方向，使得红绿灯路口呈“T”形、“Y”形、“+”形，甚至多个路口并排，以及构成环形结构。而且每个红绿灯路口在单个方向都可能多组信号灯表示转向，例如U转、左转、直行、右转；表示行走主体分类，例如自行车、行人；因此本实施例中，红绿灯信息中至少有3个关于红绿灯信息的字段，分别为红绿灯状态字段、位置信息字段、当前时间戳信息字段。

所述编码模块122根据红绿灯状态采集装置11采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置1的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息的具体方法如下：

信息采集：编码模块122接收红绿灯状态采集装置11采集的红绿灯状态，并根据红绿灯状态采集装置11读取交通路口编号、道路口编号和信号灯编号；

编码：编码装置将红绿灯状态、交通路口编号、道路口编号和信号灯编号编为11字节的数据包；然后加上冗余纠错编码，将数据包扩展到16个字节，再加上时间戳生成红绿灯信息。

所述云端服务器2包括信号灯数据存储装置和信号灯数据发布装置，所述信号灯数据存储装置包括通信模块B21、解码模块22和存储模块23；信号灯数据存储装置采用数据库服务器，所述存储模块23采用数据库，所述信号灯数据发布装置具体包括通信模块C25和用户请求处理模块24。其中：通信模块B21用于接收信号灯检测装置1发送至的红绿灯信息，将接收的红绿灯信息发送给解码模块22，将接收的查询请求发送给用户请求处理模块24；解码模块22，用于解析通信模块B21接收的红绿灯信息并将解析的红绿灯信息发送给存储模块23；存储模块23，用于存储和更新红绿灯信息；通信模块C25，用于接收用户的查询请求，将接收的查询请求发送给用户请求处理模块24，以及从用户请求处理模块24获取红绿灯信息并向用户发送红绿灯信息；用户请求处理模块24，用于根据用户的查询请求从存储模块23获取对应的红绿灯信息，并通过通信模块C25将获取的红绿灯信息向用户发送。

本实施例中的红绿灯状态采集装置11可以采用但不限于专利CN105788319A中的信号发生装置或者现有技术中的图像传感器+图像处理器，为现有技术，本实施例中不再赘述。

本实施例中通信模块A123和通信模块B采用无线通信模块，包括但不限于RFID通信模块、移动通信模块(GPRS、TD-CDMA、WCDMA、CDMA2000、4G、LTE、5G、NB-IoT以及Lora等模块)、卫星通信模块。无线通信具有免布线、利用现有通信网、低成本等优点，实际应用中，也可以采用有线网络，即通信模块A123和通信模块B也可以采用有线通信模块，例如但不限于以太网PHY以及光纤通信等模块。

现场控制装置12内部集成有电源系统，该电源系统即电源模块124，电源模块124包括备用电源以及依次连接的电源接口、变压模块、整流模块、稳压模块，所述红绿灯状态采集装置11、通信模块A123、编码模块122均连接到稳压模块的输出端上和备用电源上。电源系统具有变压、整流、稳压等多个功能。电源接口连接红绿灯的电源，电由红绿灯输入到现场控制装置12，经电源系统，转换为可靠可用的内部电源，输出到现场控制装置12里的各个部件，同时也向红绿灯状态采集装置11供电。本实施例中，现场控制装置12与红绿灯共用电源，使得红绿灯的故障检测可以通过云端服务器的数据情况推断，如果在规定的时间内没有红绿灯状态信号，可以推断红绿灯发生电力故障，需要检修。

云端服务器2用于接收来自现场控制装置12发送的实时红绿灯信息，汇总并处理，更新全网的红绿灯实时信息。云端服务器2通过识别每个数据包里的现场控制装置12的位置信息，能够准确映射到对应的红绿灯，再结合数据包里的红绿灯信号，可准确地对全网红绿灯信号状态进行更新，为供访问者提供实时数据。

本实施例中，红绿灯实时数据平台是一套独立于红绿灯系统之外的感知红绿灯信号的系统。平台会捕捉到全网的每个红绿灯信号，通过云端服务器2汇总后，将全网的实时红绿灯信息提供给访问者。此平台由用于捕捉红绿灯信号的硬件(红绿灯状态采集装置11和现场控制装置12)和用于处理并共享信息的云端服务器2组成。

现有技术中，红绿灯状态采集使用的系统，每个红绿灯都是孤立的，没有统一的入口可以获取所有的红绿灯信号。本申请的特点就在于把所有信号灯数据统一到平台上面，所有的红绿灯信号是可以产生联动。准确地对全网红绿灯信号状态进行更新，为供访问者提供实时数据。

由于各国的红绿灯路口各不相同，红绿灯路口可能有多个方向，使得红绿灯路口呈“T”形、“Y”形、“+”形，甚至多个路口并排，以及构成环形结构，从而每个路口具有多组红绿灯。而且每个红绿灯路口在单个方向都可能多组信号灯表示转向，例如U转、左转、直行、右转；表示行走主体分类，例如自行车、行人；本实施例中提供一种编码的实例如下：

1.将交通路口编号在数据库服务器的数据库中记录，记录的信息包括交通灯路口编号、交通灯路口中心的经纬度坐标、交通灯路口类型；

2.将交通路口的道路口编号，任意选定一个道路口，编为1号，按顺时针方向，依次递增编号，标记为2号，3号，...。在数据库中记录：道路口编号、道路口编号、道路口名；

3.将道路口的信号灯按组编号：

直行编号为1，比特编码001；

左转编号为2，比特编码010；

掉头编号为3，比特编码011；

右转编号为4，比特编码100；

人行横道编号为5，比特编码101；

自行车道编号为6，比特编码110；

4.将交通灯每组信号内容编号：

全灭编号为0，比特编码00；

亮绿灯编号为1，比特编码01；

亮黄灯编号为2，比特编码10；

亮红灯编号为3，比特编码11。

由于在控制信号灯的交通灯控制箱处，控制各组信号灯的开关具有三根信号控制线及一根零线，每个信号控制线输出的通断直接控制对应红、绿、黄灯的开和关，正常情况下，一组的三个灯只有一个亮。每种灯的亮与灭直接由对应信号控制线输出的输出信号控制，通则亮，断则灭；每秒交替通和断形成灯闪烁，实际应用中，可以通过多根(3根以上)控制线及一根零线控制红、绿、黄灯的开和关。应用本实施例中的红绿灯实时数据平台时，在每个交通路口只配置一个现场控制装置12，具体工作方式如下：

红绿灯状态采集装置11，每秒钟采集一次各个道路口各组红绿灯的信号，汇总到现场控制装置12；采集时直接从灯组的控制信号上采集通断信号，并转换成数字信号0和1；

现场控制装置12根据通断信号按照以下编排方式，将信号值组装到一个7*6*2＝84比特，即11个字节的数据包里；每个固定的位置(2位比特)对应一个指定的一组灯的信号，还可以通过编码模块122加上冗余纠错编码，可扩展到16个字节，统一发送到服务器：

编码模块122，将上面的11字节数据添加容错和校验数据，发送到通信模块A123；

通信模块A123，将接收到的信号数据，加上时间戳，以及设备统一编号，通过无线、3G/4G或者wifi传输到云端服务器2；

云端服务器2的通信模块B21将接收到的各个数据包发送到解码模块22；

解码模块22解码数据并验证及修复；

恢复完成的16字节数据，再按照对应的位置，复原到路口的各个道路，各组灯的信号；

复原的各个信号，根据设备编号，加上道路编号、灯组编号，将信号值存储到数据库。

本实施例中，信号采集模块直接安装到信号灯控制器中，不再需要专门相互通信模块，成本低。

进一步地，本实施例中，信号灯状态的实时数据具有多个作用：可用于实时分析道路的通畅情况，感知前方的信号灯状态，形成历史数据后，可以通过学习道路红绿灯的历史数据，研究红绿灯设计的时间和时长的设计是否合理，是否有可以调整的，以提高道路的通行效率；可用来判断信号灯是否正常工作或发生故障；可提供数据给需要查询交通灯的软件制造厂商，如百度地图，高德地图等导航软件厂商，提供路线规划；可提供数据给需要查询交通灯的智能硬件制造厂商，如智能汽车，基于信号灯的状态变化，规划自动驾驶的最短时间路线。

积累的历史数据可以作为智慧城市的智能交通信息分析数据，综合道路的多个交通灯信息，可以用大数据的方法，研究交通灯的配置及红绿灯信号的合理性；为城市新规划道路的信号灯设置提供基础分析数据；为缓解城市交通堵塞解决方案提供依据。

进一步地，本发明可以但不限于应用于以下几种场景：

应用场景1：利用交通路口红绿灯信息的历史大数据，并结合交通路口的车速以及车流量的历史大数据，通过机器学习以及人工智能算法可以实现交通路口的红绿灯智能控制系统。首先，在该系统中，充分利用通过本发明获得的交通路口的红绿灯信息，只要输入交通路口的实时车流量数据或者车速数据，就可以通过本智能红绿灯控制系统得到本路口的红绿灯时长占比。其次，本系统除对单个路口的红绿灯时长占比进行智能控制外，还可以对多个路口的红绿灯进行联动智能控制，根据输入的每个路口的车流量信息，现有的红绿灯时长占比，以及历史车流量数据，历史红绿灯时长占比信息等数据，对联动控制的每个路口红绿灯的启、停时间以及红绿灯的时长占比进行精确控制，从而实现城市交通的智能红绿灯控制。

应用场景2：根据实时输入的路口的车流量信息，现有的红绿灯时长占比，以及路口的历史车流量数据，历史红绿灯时长占比信息等数据，并且根据车辆的位置信息，通过机器学习以及人工智能算法可以实时通知车辆顺利通过该路口的最佳时速，由此不仅可以达到节能减排的目的，同时也可以提高车速，让更多车辆能顺利通过该路口，实现缓解城市交通拥堵的目的。

本发明通过一个平台提供高覆盖率的实时红绿灯信息，并且平台成本相对较低，安装简便，易于维护，响应及时，能快速投入使用，能为大量的第三方开发者提供数据信息，对智慧城市的发展有着快速推动的作用。

本实施例还公开一种红绿灯信号实时检测方法，采用本实施例中的红绿灯信号实时数据平台进行检测。

上述方法中，交通路口编号首先在数据库服务器的数据库中记录，记录的信息包括交通灯路口编号、交通灯路口中心的经纬度坐标、交通灯路口类型；

预先将交通路口的道路口编号，任意选定一个道路口，编为1号，按顺时针方向，依次递增编号，标记为2号，3号，...。在数据库中记录：道路口编号、道路口编号、道路口名；

预先将道路口的信号灯按组编号：

直行编号为1，比特编码001；

左转编号为2，比特编码010；

掉头编号为3，比特编码011；

右转编号为4，比特编码100；

人行横道编号为5，比特编码101；

自行车道编号为6，比特编码110；

预先将交通灯每组信号内容编号：

全灭编号为0，比特编码00；

亮绿灯编号为1，比特编码01；

亮黄灯编号为2，比特编码10；

亮红灯编号为3，比特编码11。

所述方法包括以下步骤：

S1、红绿灯状态采集装置11采集其对应的红绿灯状态并发送给编码模块122；

S2、编码模块122根据红绿灯状态采集装置11采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息；

S3、通信模块A123将步骤S2中生成的红绿灯信息发送给云端服务器2；

S4、云端服务器2接收和存储通信模块A123发送的红绿灯信息，并更新全网红绿灯状态；

S5，云端服务器2接收用户的查询请求，根据用户的查询请求获取对应的红绿灯信息并向用户发送。

其中，步骤S2包括以下步骤S21和S22：

S21信息采集：编码模块122接收红绿灯状态采集装置11采集的红绿灯状态，并根据红绿灯状态采集装置11读取交通路口编号、道路口编号和信号灯编号；

S22编码：编码模块122将红绿灯状态、交通路口编号、道路口编号和信号灯编号编为11字节的数据包；然后加上冗余纠错编码，将数据包扩展到16个字节，再加上时间戳生成红绿灯信息；

步骤S4具体包括以下步骤S41-S43：

S41、通信模块B21接收信号灯检测装置1发送至的红绿灯信息，将接收的红绿灯信息发送给解码模块22；

S42、解码模块22解析通信模块B21接收的红绿灯信息并将解析的红绿灯信息发送给存储模块23；

S43、存储模块23存储解码模块22发送至的红绿灯信息并更新全网红绿灯信息；

其中，步骤S5具体包括以下步骤：

S51、通信模块C25接收用户的查询请求，将接收的查询请求发送给用户请求处理模块24；

S52、用户请求处理模块24，根据用户的查询请求从存储模块23获取对应的红绿灯信息，并通过通信模块C25将获取的红绿灯信息向用户发送；

上述步骤S51-S52之间具有先后顺序，步骤S41-S43之间具有先后顺序，但步骤S51-S52与步骤S41-S43不分先后顺序，即步骤S52可以在步骤S41-S43中任一步骤之前、之后或同时进行。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

所述云端服务器2还包括API接口，查询红绿灯状态信息的访问者以及现场控制装置12均可通过这些API接口接入云端服务器2，云端服务器2可以由1个或多个服务器或普通PC构成。信号灯数据存储装置和信号灯数据发布装置可以由一个服务器构成，也可以分别为不同的服务器。

实施例3

在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中，对通信模块A123进行进一步改进，通信模块A123还对编码模块122发送至的红绿灯信息的数据包进行进一步编码，通信模块A123采用随机线性组合对数据包进行编码，其编码方案如下：

采用以下编码矩阵：

其中，编码矩阵里面的每个元素a_ik都是从大小为q的有限域F_q中随机选取的一个元素，P_i，i＝1，2...5是编码模块122发送至的原始数据报文，为通信模块A123编码后的数据报文，i＝1,2…5，k＝1,2…5。

为了保证所产生的编码数据包的系数之间是线性无关的，我们的编码矩阵如下

同时考虑到TCP层的滑窗机制，其实际的编码方案如下所示

上述方案中，报文以及为冗余报文，能够增加数据的可靠性。

假设其编码窗口为5，即在TCP层的缓存队列里，最多只能与当前数据包的前5个进行编码。这种方案保证了所产生的冗余报文与之前数据包是线性无关的。

在云服务器端，可对应采用相应的译码方式，译码方案为

其中z表示的是移位操作运算，e＝1,2…。E为编码矩阵，f(z)为形式幂级数，f(z)＝∑_jf_jz^j，f_j为f(z)的系数，可以表示为：其中b_j是从大小为q的有限域F_q中，随机选取的一个元素，j＝0，1，2......。

det(E)＝z^e(1+f(z)),adj(E)为编码矩阵E的伴随矩阵，在云服务器的解码模块22中，如果将数据包进行上述操作之后，在将所得到的数据左移e位就可以获得原始报文。

本实施例中的编译码方案复杂度低，总体开销较低，抗干扰能力强，能有效保证通信的传输质量，非常适合于无线通信传输环境。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红绿灯信号实时数据平台，包括信号灯检测装置(1)，其特征在于，还包括云端服务器(2)；

所述信号灯检测装置(1)用于实时获取所在路口的红绿灯状态，生成红绿灯信息并将红绿灯信息发送给云端服务器(2)；

所述云端服务器(2)与信号灯检测装置(1)通过有线网络或无线网络相连，用于接收和存储信号灯检测装置(1)发送至的红绿灯信号信息并更新全网红绿灯信号状态；所述红绿灯信息包括红绿灯状态和位置信息，所述位置信息包括交通路口编号、道路口编号和信号灯编号。

2.根据权利要求1所述的一种红绿灯信号实时数据平台，其特征在于，所述信号灯检测装置(1)包括红绿灯状态采集装置(11)和现场控制装置(12)，所述现场控制装置(12)包括编码模块(122)和通信模块A(123)，其中：

红绿灯状态采集装置(11)，用于采集红绿灯状态并发送给编码模块(122)；

编码模块(122)，用于根据红绿灯状态采集装置(11)采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置(1)的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息；

通信模块A(123)，用于将编码模块(122)生成的红绿灯信息发送给云端服务器(2)；

所述红绿灯状态包括红绿灯不发光、红绿灯发出红色光、红绿灯发出绿色光、红绿灯发出黄色光四种状态。

3.根据权利要求2所述的一种红绿灯信号实时数据平台，其特征在于，所述现场控制装置(12)还包括电源模块(124)，所述电源模块(124)包括依次连接的电源接口、变压模块、整流模块、稳压模块，所述稳压模块的输出端与所述红绿灯状态采集装置(11)、通信模块A(123)、编码模块(122)均相连；所述电源接口连接红绿灯的电源。

4.根据权利要求2或3所述的一种红绿灯信号实时数据平台，其特征在于，所述云端服务器(2)包括信号灯数据存储装置和信号灯数据发布装置，所述信号灯数据存储装置包括通信模块B(21)、解码模块(22)、存储模块(23)，其中：

通信模块B(21)，用于接收信号灯检测装置(1)发送至的红绿灯信息，将接收的红绿灯信息发送给解码模块(22)；

解码模块(22)，用于解析通信模块B(21)接收的红绿灯信息并将解析的红绿灯信息发送给存储模块(23)；

存储模块(23)，用于存储和更新红绿灯信息。

5.根据权利要求4所述的一种红绿灯信号实时数据平台，其特征在于，所述信号灯数据发布装置包括用户请求处理模块(24)和通信模块C(25)，其中：

通信模块C(25)，用于接收用户的查询请求，将接收的查询请求发送给用户请求处理模块(24)，以及从用户请求处理模块(24)获取红绿灯信息并向用户发送红绿灯信息；

用户请求处理模块(24)，用于根据通信模块C(25)发送的用户的查询请求从存储模块(23)获取对应的红绿灯信息，并将获取的红绿灯信息通过通信模块C(25)用户发送。

6.根据权利要求4所述的一种红绿灯信号实时数据平台，其特征在于，所述信号灯数据存储装置采用数据库服务器。

7.根据权利要求4所述的一种红绿灯信号实时数据平台，其特征在于，所述编码模块(122)根据红绿灯状态采集装置(11)采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置(1)的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息的具体方法如下：

信息采集：编码模块(122)接收红绿灯状态采集装置(11)采集的红绿灯状态，并根据红绿灯状态采集装置(11)读取交通路口编号、道路口编号和信号灯编号；

编码：编码装置将红绿灯状态、交通路口编号、道路口编号和信号灯编号编为11字节的数据包；然后加上冗余纠错编码，将数据包扩展到16个字节，再加上时间戳生成红绿灯信息。

8.一种红绿灯信号实时检测方法，其特征在于，采用权利要求5所述的红绿灯信号实时数据平台进行检测，所述方法包括以下步骤：

S1、红绿灯状态采集装置(11)采集其对应的红绿灯状态并发送给编码模块(122)；

S2、编码模块(122)根据红绿灯状态采集装置(11)采集的红绿灯状态结合信号灯检测装置(1)的位置信息和当前时间戳生成红绿灯信息；

S3、通信模块A(123)将步骤S2中生成的红绿灯信息发送给云端服务器(2)；

S4、云端服务器(2)接收和存储通信模块A(123)发送的红绿灯信息，并更新全网红绿灯状态。

9.根据权利要求8所述的一种红绿灯信号实时检测方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：

S41、通信模块B(21)接收信号灯检测装置(1)发送至的红绿灯信息，将接收的红绿灯信息发送给解码模块(22)；

S42、解码模块(22)解析通信模块B(21)接收的红绿灯信息并将解析的红绿灯信息发送给存储模块(23)；

S43、存储模块(23)存储解码模块(22)发送至的红绿灯信息并更新全网红绿灯信息。

10.根据权利要求9所述的一种红绿灯信号实时检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S51、通信模块C(25)接收用户的查询请求，将接收的查询请求发送给用户请求处理模块(24)；

S52、用户请求处理模块(24)，根据用户的查询请求从存储模块(23)获取对应的红绿灯信息，并将获取的红绿灯信息通过通信模块C(25)向用户发送；

步骤S51-S52与步骤S41-S43不分先后顺序。