CN111681436A - 一种交通灯信号预报系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交通灯信号预报系统，涉及车联网应用领域；为了提供安全可靠的信号灯状态显示功能；具体包括交通灯信号机、车载移动PAD；所述交通灯信号机的信号输入端与红绿灯的信号输出端电性连接；所述交通灯信号机装载有安全协议模块、信号机屏蔽模块和电子签名；所述车载移动PAD装有用于识别电子签名的身份验证模块、连接状态模块、PAD屏蔽模块以及身份ID；所述交通灯信号机通过5G无线通信与车载移动PAD进行PC5连接。本发明提出的系统为优化驾驶体验，提升交通效率等方面做出了改善；具体通过交通灯信号机将红绿灯信号发送给即将经过路口的车辆，使得驾驶人员提前做出反应，进而决策出下一步的驾驶动向。
Description
技术领域
本发明涉及车联网应用技术领域，尤其涉及一种交通灯信号预报系统。
背景技术
如今的路口分布信号灯大多没有信号灯倒计时预报，且缺乏信号灯读秒引导系统的车辆在一定程度上会降低行驶效率，尤其对于车流量大的路口，造成抢行行为和交通事故的发生；部分时候，小车的视野被大车遮挡，不易于观察信号的状态，以至于不能更好地控制车速，来保障交通效率和降低油耗。
经检索，中国专利公开号为CN208225294U的专利，公开了一种交通灯信号提示系统包括信号采集单元、无线发射单元、无线发射天线、无线接收天线、无线接收单元、控制单元、语音显示单元、接口单元，通过信号采集单元获取交通灯信号状态并通过无线方式发送出去，车载无线接收单元将收到信号传送给控制单元，控制单元通过接口单元与车载总线相连；该系统虽具备一定的信号灯提示功能，由于未设置安全模块，安全性、可靠性较差，易受到干扰或攻击。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种交通灯信号预报系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种交通灯信号预报系统，包括交通灯信号机、车载移动PAD；所述交通灯信号机的信号输入端与红绿灯的信号输出端电性连接；所述交通灯信号机装载有安全协议模块、信号机屏蔽模块和电子签名；所述车载移动PAD装有用于识别电子签名的身份验证模块、连接状态模块、PAD屏蔽模块以及身份ID；所述交通灯信号机通过5G无线通信与车载移动PAD进行PC5连接。
优选地：所述交通灯信号机的运行，依次包括下列步骤：
S01：初始化交通灯信号机系统、协议栈和网络通信，包括内部的安全认证机制，确保交通灯信号机能够安全稳定运行；
S02：系统内设置无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测对接，保证每个接近该路口且装配对应车载移动PAD系统的车辆都有机会与交通灯信号机对接；
S03：当交通灯信号机监测到安装对应系统的车载移动PAD到达指定距离内时，会对该车辆进行身份ID的查询，确定该车载移动PAD所附带的系统是否交通灯信号机匹配，身份ID是否非法化，且符合安全机制的查询，否则将会反馈可疑身份ID并不会再与此身份ID尝试建立连接；
S04：车辆身份查询合法后，尝试与车辆建立远程连接，只有当车载移动PAD端确认可以连接后，交通灯信号机才可以与其实现完整对接，否则将断开与车辆的连接；
S05：建立连接后，交通灯信号机将会一直更新发送信号灯的实时状态以及读秒，保证驾驶人在远方也能第一时间了解信号灯的情况，为其后续的行驶判断作参考；
S06：车辆只要未到达该信号灯所在路口，交通灯信号机将一直给车载移动PAD发送交通灯信号；
S07：直到车辆顺利通过路口后，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接；
S08：车辆顺利离开交通灯信号机所在路口，交通灯信号机对该车载移动PAD的服务周期结束。
优选地：所述车载移动PAD运行步骤如下：
S11：车载移动PAD开机后，将初始化车载移动PAD上的信号灯预报程序的系统、协议栈和网络通信，包括其中网络安全协议和安全机制；
S12：系统内设置无线循环机制，车载移动PAD开机后将会一直监测是否有交通灯信号机请求对其建立连接，直到收到连接请求，车载移动PAD才会基于连接状态模块执行下一步程序；
S13：基于连接状态模块的车载移动PAD同意和交通灯信号机建立连接后，程序的内置安全机制将会对交通灯信号机进行安全检测，如果交通灯信号机电子签名非法化，将会反馈给后台进行处理，并封禁该交通灯信号机且不再与其建立连接；
S14：车载移动PAD和交通灯信号机完成连接后，交通灯信号机将会在指定区域内不断给车辆发送红绿灯状态以及读秒，车载移动PAD在接收到信息后将对接收到的数据进行显示，供驾驶人进行观察和参考；
S15：当车辆驶离指定路口，该路口的交通灯信号机将不再发送信息给车辆，车载移动PAD与该交通灯信号机的连接周期结束。
优选地：所述S04和S12步骤中，交通灯信号机尝试与车辆建立远程连接时，基于连接状态模块设定的状态进行判断，等待进行下一步连接；所述连接状态模块包括实时接受连接、选择接受连接和拒绝连接三个状态，连接状态模块基于车载移动PAD屏幕进行选择和状态的更改。
优选地：所述实时接受连接状态具体为实时接收并同意交通交通灯信号机的连接请求；选择接受连接状态具体为接收到不同于上一个电子签名的交通灯信号机发送的连接请求时在车载移动PAD屏幕上弹出接受和拒绝选项供以供选择连接和不连接；拒绝连接状态具体为实时拒绝交通交通灯信号机的连接请求。
优选地：所述选择接受连接状态基于车载移动PAD屏幕上弹出的选项，其弹出时间以倒序的方式，共计为30S，时间归零时，默认拒绝连接。
优选地：所述S03和S13步骤中，车载移动PAD的身份ID或交通灯信号机的电子签名非法化时；会同时存储到信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中；在下一次进行身份ID的查询或电子签名检测时，会同步在信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中进行查询。
优选地：所述选择接受连接状态基于车载移动PAD屏幕上弹出的选项，其弹出时间以倒序的方式，共计为10-60S，时间归零时，默认拒绝连接。
优选地：所述交通灯信号预报系统还包括交警局终端，交通灯信号机的另一信号输入端与交警局终端通过信号线或5G连接。
优选地：所述S03和S13步骤中，车载移动PAD的身份ID或交通灯信号机的电子签名非法化时；会同步上传至交警局终端；交警局终端具备查看交通灯信号机传输的红绿灯状态的功能，同时具备初始化交通灯屏蔽模块的功能。
本发明的有益效果为：
1.本发明提出的系统为优化驾驶体验，提升交通效率等方面做出了改善；具体通过交通灯信号机将红绿灯信号发送给即将经过路口的车辆，使得驾驶人员提前做出反应，进而决策出下一步的驾驶动向，以达到优化路口同行效率，避免因车速过慢错过绿灯，车速过快闯灯等行为。
2.本发明提出的系统中，通过设置车载移动PAD中的连接状态模块；并且在设置连接状态模块中设置有实时接受连接、选择接受连接和拒绝连接三个状态，基于三个状态的不同交互方式，根据使用者的需求，能够通过车载移动PAD的屏幕随时且方便的更改状态设定，实现了免打扰功能，同时优化了驾驶体验。
3.本发明提出的系统中，通过设置信号机屏蔽模块、PAD屏蔽模块、电子签名和身份ID，能够有效的避免外界干扰，同时便于提升系统整体的安全性能以及可靠性；并且能够同时存储非法化的电子签名和身份ID；以利于提升下一次进行身份ID的查询或电子签名检测的速度和可靠性。
4.本发明提出的系统中，通过系统内设置的无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测对接，保证每个接近该路口且装配对应车载移动PAD系统的车辆都有机会与交通灯信号机对接；提升了系统的可靠性，且直到车辆顺利通过路口后，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接，便于车载移动PAD接入下一路口的交通灯信号机。
5.本发明提出的系统中，通过设置交通灯信号机的另一信号输入端与交警局终端通过信号线或5G连接，能够便于交警局终端实时了解到红绿灯的状态，及时发现异常的红绿灯，利于作出相应的处理；避免发生交通堵塞等现象；同时交警局终端具备初始化交通灯屏蔽模块的功能；利于定期释放存储空间，并消除误判问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种交通灯信号预报系统的交通灯信号机运行流程图；
图2为本发明提出的一种交通灯信号预报系统的车载移动PAD运行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
一种交通灯信号预报系统，包括交通灯信号机、车载移动PAD；所述交通灯信号机的信号输入端与红绿灯的信号输出端电性连接，用于采集交通灯当前状态以及剩余变灯秒数；所述交通灯信号机装载有安全协议模块、信号机屏蔽模块和电子签名；所述车载移动PAD装有用于识别电子签名的身份验证模块、连接状态模块、PAD屏蔽模块以及身份ID；所述安全协议模块用于识别身份ID的身份信息；所述交通灯信号机通过5G无线通信与车载移动PAD进行PC5连接；车载移动PAD在接收红绿灯状态和读秒后将其显示在车载移动PAD屏幕上。
所述交通灯信号机的运行，依次包括下列步骤：
S01：初始化交通灯信号机系统、协议栈和网络通信，包括内部的安全认证机制，确保交通灯信号机能够安全稳定运行；
S02：系统内设置无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测对接，保证每个接近该路口且装配对应车载移动PAD系统的车辆都有机会与交通灯信号机对接；
S03：当交通灯信号机监测到安装对应系统的车载移动PAD到达指定距离内时，会对该车辆进行身份ID的查询，确定该车载移动PAD所附带的系统是否交通灯信号机匹配，身份ID是否非法化，且符合安全机制的查询，否则将会反馈可疑身份ID并不会再与此身份ID尝试建立连接；
S04：车辆身份查询合法后，尝试与车辆建立远程连接，只有当车载移动PAD端确认可以连接后，交通灯信号机才可以与其实现完整对接，否则将断开与车辆的连接；
S05：建立连接后，交通灯信号机将会一直更新发送信号灯的实时状态以及读秒，保证驾驶人在远方也能第一时间了解信号灯的情况，为其后续的行驶判断作参考；
S06：车辆只要未到达该信号灯所在路口，交通灯信号机将一直给车载移动PAD发送交通灯信号；
S07：直到车辆顺利通过路口后，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接；
S08：车辆顺利离开交通灯信号机所在路口，交通灯信号机对该车载移动PAD的服务周期结束。
所述车载移动PAD运行步骤如下：
S11：车载移动PAD开机后，将初始化车载移动PAD上的信号灯预报程序的系统、协议栈和网络通信，包括其中网络安全协议和安全机制；
S12：系统内设置无线循环机制，车载移动PAD开机后将会一直监测是否有交通灯信号机请求对其建立连接，直到收到连接请求，车载移动PAD才会基于连接状态模块执行下一步程序；
S13：基于连接状态模块的车载移动PAD同意和交通灯信号机建立连接后，程序的内置安全机制将会对交通灯信号机进行安全检测，如果交通灯信号机电子签名非法化，将会反馈给后台进行处理，并封禁该交通灯信号机且不再与其建立连接；
S14：车载移动PAD和交通灯信号机完成连接后，交通灯信号机将会在指定区域内不断给车辆发送红绿灯状态以及读秒，车载移动PAD在接收到信息后将对接收到的数据进行显示，供驾驶人进行观察和参考；
S15：当车辆驶离指定路口，该路口的交通灯信号机将不再发送信息给车辆，车载移动PAD与该交通灯信号机的连接周期结束。
所述S04和S12步骤中，交通灯信号机尝试与车辆建立远程连接时，基于连接状态模块设定的状态进行判断，等待进行下一步连接；所述连接状态模块包括实时接受连接、选择接受连接和拒绝连接三个状态，连接状态模块基于车载移动PAD屏幕进行选择和状态的更改。
所述实时接受连接状态具体为实时接收并同意交通交通灯信号机的连接请求；选择接受连接状态具体为接收到不同于上一个电子签名的交通灯信号机发送的连接请求时在车载移动PAD屏幕上弹出接受和拒绝选项供以供选择连接和不连接；拒绝连接状态具体为实时拒绝交通交通灯信号机的连接请求。
所述选择接受连接状态基于车载移动PAD屏幕上弹出的选项，其弹出时间以倒序的方式，共计为30S，时间归零时，默认拒绝连接。
所述S03和S13步骤中，车载移动PAD的身份ID或交通灯信号机的电子签名非法化时；会同时存储到信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中；在下一次进行身份ID的查询或电子签名检测时，会同步在信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中进行查询，便于快速处理。
实施例2：
一种交通灯信号预报系统，包括交通灯信号机和车载移动PAD；所述交通灯信号机的信号输入端与红绿灯的信号输出端电性连接，用于采集交通灯当前状态以及剩余变灯秒数；所述交通灯信号机装载有安全协议模块、信号机屏蔽模块和电子签名；所述车载移动PAD装有用于识别电子签名的身份验证模块以及身份ID；所述安全协议模块用于识别身份ID的身份信息；所述交通灯信号机通过5G无线通信与车载移动PAD进行PC5连接；车载移动PAD在接收红绿灯状态和读秒后将其显示在车载移动PAD屏幕上。
所述交通灯信号机的运行，依次包括下列步骤：
S01：初始化交通灯信号机系统、协议栈和网络通信，包括内部的安全认证机制，确保交通灯信号机能够安全稳定运行；
S02：系统内设置无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测对接，保证每个接近该路口且装配对应车载移动PAD系统的车辆都有机会与交通灯信号机对接；
S03：当交通灯信号机监测到安装对应系统的车载移动PAD到达指定距离内时，会对该车辆进行身份ID的查询，确定该车载移动PAD所附带的系统是否交通灯信号机匹配，身份ID是否非法化，且符合安全机制的查询，否则将会反馈可疑身份ID并不会再与此身份ID尝试建立连接；
S04：车辆身份查询合法后，尝试与车辆建立远程连接，只有当车载移动PAD端确认可以连接后，交通灯信号机才可以与其实现完整对接，否则将断开与车辆的连接；
S05：建立连接后，交通灯信号机将会一直更新发送信号灯的实时状态以及读秒，保证驾驶人在远方也能第一时间了解信号灯的情况，为其后续的行驶判断作参考；
S06：车辆只要未到达该信号灯所在路口，交通灯信号机将一直给车载移动PAD发送交通灯信号；
S07：直到车辆顺利通过路口后，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接；
S08：车辆顺利离开交通灯信号机所在路口，交通灯信号机对该车载移动PAD的服务周期结束。
所述车载移动PAD运行步骤如下：
S11：车载移动PAD开机后，将初始化车载移动PAD上的信号灯预报程序的系统、协议栈和网络通信，包括其中网络安全协议和安全机制；
S12：系统内设置无线循环机制，车载移动PAD开机后将会一直监测是否有交通灯信号机请求对其建立连接，直到收到连接请求，车载移动PAD才会基于连接状态模块执行下一步程序；
S13：基于连接状态模块的车载移动PAD同意和交通灯信号机建立连接后，程序的内置安全机制将会对交通灯信号机进行安全检测，如果交通灯信号机电子签名非法化，将会反馈给后台进行处理，并封禁该交通灯信号机且不再与其建立连接；
S14：车载移动PAD和交通灯信号机完成连接后，交通灯信号机将会在指定区域内不断给车辆发送红绿灯状态以及读秒，车载移动PAD在接收到信息后将对接收到的数据进行显示，供驾驶人进行观察和参考；
S15：当车辆驶离指定路口，该路口的交通灯信号机将不再发送信息给车辆，车载移动PAD与该交通灯信号机的连接周期结束。
所述S04和S12步骤中，交通灯信号机尝试与车辆建立远程连接时，基于连接状态模块设定的状态进行判断，等待进行下一步连接；所述连接状态模块包括实时接受连接、选择接受连接和拒绝连接三个状态，连接状态模块基于车载移动PAD屏幕进行选择和状态的更改。
所述实时接受连接状态具体为实时接收并同意交通交通灯信号机的连接请求；选择接受连接状态具体为接收到不同于上一个电子签名的交通灯信号机发送的连接请求时在车载移动PAD屏幕上弹出接受和拒绝选项供以供选择连接和不连接；拒绝连接状态具体为实时拒绝交通交通灯信号机的连接请求。
所述选择接受连接状态基于车载移动PAD屏幕上弹出的选项，其弹出时间以倒序的方式，共计为10-60S，时间归零时，默认拒绝连接。
所述S03和S13步骤中，车载移动PAD的身份ID或交通灯信号机的电子签名非法化时；会同时存储到信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中；在下一次进行身份ID的查询或电子签名检测时，会同步在信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中进行查询，便于快速处理。
所述交通灯信号预报系统还包括交警局终端，交通灯信号机的另一信号输入端与交警局终端通过信号线或5G连接。
所述S03和S13步骤中，车载移动PAD的身份ID或交通灯信号机的电子签名非法化时；会同步上传至交警局终端；交警局终端具备查看交通灯信号机传输的红绿灯状态的功能，同时具备初始化交通灯屏蔽模块的功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种交通灯信号预报系统，其特征在于，包括交通灯信号机、车载移动PAD；所述交通灯信号机的信号输入端与红绿灯的信号输出端电性连接；所述交通灯信号机装载有安全协议模块、信号机屏蔽模块和电子签名；所述车载移动PAD装有用于识别电子签名的身份验证模块、连接状态模块、PAD屏蔽模块以及身份ID；所述交通灯信号机通过5G无线通信与车载移动PAD进行PC5连接。
2.根据权利要求1所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述交通灯信号机的运行，依次包括下列步骤：
S01：初始化交通灯信号机系统、协议栈和网络通信，包括内部的安全认证机制，确保交通灯信号机能够安全稳定运行；
S02：系统内设置无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测对接，保证每个接近该路口且装配对应车载移动PAD系统的车辆都有机会与交通灯信号机对接；
S03：当交通灯信号机监测到安装对应系统的车载移动PAD到达指定距离内时，会对该车辆进行身份ID的查询，确定该车载移动PAD所附带的系统是否交通灯信号机匹配，身份ID是否非法化，且符合安全机制的查询，否则将会反馈可疑身份ID并不会再与此身份ID尝试建立连接；
S04：车辆身份查询合法后，尝试与车辆建立远程连接，只有当车载移动PAD端确认可以连接后，交通灯信号机才可以与其实现完整对接，否则将断开与车辆的连接；
S05：建立连接后，交通灯信号机将会一直更新发送信号灯的实时状态以及读秒，保证驾驶人在远方也能第一时间了解信号灯的情况，为其后续的行驶判断作参考；
S06：车辆只要未到达该信号灯所在路口，交通灯信号机将一直给车载移动PAD发送交通灯信号；
S07：直到车辆顺利通过路口后，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接；
S08：车辆顺利离开交通灯信号机所在路口，交通灯信号机对该车载移动PAD的服务周期结束。
3.根据权利要求2所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述车载移动PAD运行步骤如下：
S11：车载移动PAD开机后，将初始化车载移动PAD上的信号灯预报程序的系统、协议栈和网络通信，包括其中网络安全协议和安全机制；
S12：系统内设置无线循环机制，车载移动PAD开机后将会一直监测是否有交通灯信号机请求对其建立连接，直到收到连接请求，车载移动PAD才会基于连接状态模块执行下一步程序；
S13：基于连接状态模块的车载移动PAD同意和交通灯信号机建立连接后，程序的内置安全机制将会对交通灯信号机进行安全检测，如果交通灯信号机电子签名非法化，将会反馈给后台进行处理，并封禁该交通灯信号机且不再与其建立连接；
S14：车载移动PAD和交通灯信号机完成连接后，交通灯信号机将会在指定区域内不断给车辆发送红绿灯状态以及读秒，车载移动PAD在接收到信息后将对接收到的数据进行显示，供驾驶人进行观察和参考；
S15：当车辆驶离指定路口，该路口的交通灯信号机将不再发送信息给车辆，车载移动PAD与该交通灯信号机的连接周期结束。
4.根据权利要求3所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述S04和S12步骤中，交通灯信号机尝试与车辆建立远程连接时，基于连接状态模块设定的状态进行判断，等待进行下一步连接；所述连接状态模块包括实时接受连接、选择接受连接和拒绝连接三个状态，连接状态模块基于车载移动PAD屏幕进行选择和状态的更改。
5.根据权利要求4所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述实时接受连接状态具体为实时接收并同意交通交通灯信号机的连接请求；选择接受连接状态具体为接收到不同于上一个电子签名的交通灯信号机发送的连接请求时在车载移动PAD屏幕上弹出接受和拒绝选项供以供选择连接和不连接；拒绝连接状态具体为实时拒绝交通交通灯信号机的连接请求。
6.根据权利要求5所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述选择接受连接状态基于车载移动PAD屏幕上弹出的选项，其弹出时间以倒序的方式，共计为30S，时间归零时，默认拒绝连接。
7.根据权利要求6所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述S03和S13步骤中，车载移动PAD的身份ID或交通灯信号机的电子签名非法化时；会同时存储到信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中；在下一次进行身份ID的查询或电子签名检测时，会同步在信号机屏蔽模块或PAD屏蔽模块中进行查询。
8.根据权利要求5所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述选择接受连接状态基于车载移动PAD屏幕上弹出的选项，其弹出时间以倒序的方式，共计为10-60S，时间归零时，默认拒绝连接。
9.根据权利要求3-8任一所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述交通灯信号预报系统还包括交警局终端，交通灯信号机的另一信号输入端与交警局终端通过信号线或5G连接。
10.根据权利要求9所述的一种交通灯信号预报系统，其特征在于，所述S03和S13步骤中，车载移动PAD的身份ID或交通灯信号机的电子签名非法化时；会同步上传至交警局终端；交警局终端具备查看交通灯信号机传输的红绿灯状态的功能，同时具备初始化交通灯屏蔽模块的功能。
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