CN113763840A - 道路交通标志牌的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路交通标志牌的控制系统和方法，可广泛应用于道路交通技术领域。本发明的控制系统包括：应用平台，所述应用平台用于生成所述标志牌的控制指令和配置信息；无线通信单元，所述无线通信单元用于转发所述控制指令和所述配置信息；控制单元，所述控制单元用于连接所述标志牌，以及通过所述无线通信单元与所述应用平台交互；当接收到所述无线通信单元转发的所述控制指令和所述配置信息，根据所述配置信息配置所述标志牌的业务逻辑和显示信息；当所述标志牌完成配置，根据所述控制指令控制所述标志牌的显示状态。本发明能在减少布设线路的数量的情况下，有效控制标志牌的显示状态，以简化施工过程，减少成本。

Description

道路交通标志牌的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及道路交通技术领域，尤其是一种道路交通标志牌的控制系统和方法。

背景技术

随着公路建设的发展，各式各样的交通标志牌不断涌现出来，其中以反光材料做成的具有导向和指示的普通交通标志牌居多，这种标志牌不具有灵活性，如果遇到交通信息变更，就必须重新进行设计和安装。相关技术中，部分地区使用了智能交通发光标志牌代替以反光材料做成的交通标志牌，但是，目前的智能交通发光标志牌是通过线路连接控制端，因而需要布设大量的线路，施工复杂，成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种道路交通标志牌的控制系统和方法，能够降低减少布设线路的数量。

第一方面，本发明实施例提供了一种道路交通标志牌的控制系统，包括：

应用平台，所述应用平台用于生成所述标志牌的控制指令和配置信息；

无线通信单元，所述无线通信单元用于转发所述控制指令和所述配置信息；

控制单元，所述控制单元用于连接所述标志牌，以及通过所述无线通信单元与所述应用平台交互；当接收到所述无线通信单元转发的所述控制指令和所述配置信息，根据所述配置信息配置所述标志牌的业务逻辑和显示信息；当所述标志牌完成配置，根据所述控制指令控制所述标志牌的显示状态。

在一些实施例中，所述控制单元包括第一控制模块和若干个第二控制模块，所述第一控制模块通过所述无线通信单元与所述应用平台交互；若干个所述第二控制模块通过总线接收所述第一控制模块发送的控制指令，并根据所述控制指令控制标志牌的显示信息；所述第一控制模块获取所述标志牌的电工作参数，并根据所述电工作参数确定所述标志牌存在异常，调整所述标志牌的工作状态，并向所述应用平台发送所述标志牌的异常提醒信息。

在一些实施例中，所述控制系统还包括开关电源单元；所述第一控制模块通过所述开关电源单元控制所述第二控制模块和所述标志牌的通电状态。

在一些实施例中，所述第一控制模块通过调光线与所述标志牌连接，通过控制所述调光线的输出电压控制所述标志牌的亮暗状态。

在一些实施例中，所述控制系统还包括传感器单元，所述传感器单元用于检测所述标志牌所处位置的环境信息，并将所述环境信息发送到所述第一控制模块；所述第一控制模块根据所述环境信息调整所述标志牌的工作状态。

在一些实施例中，所述应用平台还用于生成所述第一控制模块的升级数据帧和所述第一控制模块组播地址，根据所述组播地址向所述第一控制模块发送所述升级数据帧；当所述第一控制模块完成接收所述升级数据帧，所述第一控制模块根据所述升级数据帧进行固件升级。

在一些实施例中，当所述第一控制模块超过预设时间未完成接收所述升级数据帧，所述第一控制模块向所述应用平台发送数据帧缺失提示信息。

在一些实施例中，所述无线通信单元由LoRaWAN网络服务器和LoRaWAN网关组成。

第二方面，本发明实施例提供了一种道路交通标志牌的控制方法，包括以下步骤：

通过无线通信单元接收应用平台发送的所述标志牌的控制指令和配置信息；

根据所述配置信息配置所述标志牌的业务逻辑和显示信息；

确定所述标志牌完成配置，根据所述控制指令控制所述标志牌的显示状态。

在一些实施例中，所述控制方法还包括以下步骤：

监测所述标志牌的电工作参数；

根据所述电工作参数确定所述标志牌存在异常，调整所述标志牌的工作状态，并向所述应用平台发送所述标志牌的异常提醒信息。

本发明实施例提供的一种道路交通标志牌的控制系统，具有如下有益效果：

本实施例通过设置无线通信单元连接应用平台和标志牌的控制单元，以通过无线通信单元将应用平台生成的标志牌的控制指令和配置信息转发到控制单元，使控制单元根据配置信息配置标志牌的业务逻辑和显示信息，并在标志牌完成配置后，根据控制指令控制标志牌的显示状态，从而在减少布设线路的数量的情况下，有效控制标志牌的显示状态，以简化施工过程，减少成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的一种道路交通标志牌的控制系统的模块框图；

图2为本发明实施例的一种道路交通标志牌的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1，本发明实施例提供了一种道路交通标志牌的控制系统，包括应用平台、无线通信单元和控制单元。其中，应用平台为管理人员的控制或者应用平台的后台处理器，例如管理人员的电脑、移动设备等，用于生成需要控制的道路交通标志牌的控制指令和配置信息。当应用平台生成配置信息后，应用平台通过无线通信单元将配置信息发送到对应标志牌的控制单元，使控制单元根据该配置信息配置标志牌的业务逻辑和显示信息。具体地，当标志牌上设有若干个LED灯时，业务逻辑是指标志牌上若干个LED灯的亮灯顺序、亮灯时长和亮灯颜色。当标志牌工作时，标志牌上的LED灯根据亮灯顺序和亮灯时长进行亮灯或灭灯的操作，从而在标志牌上显示出目标图案，例如直走标识、掉头标识或者等候标识。当控制单元根据配置信息完成目标标志牌上的业务逻辑和显示信息的配置后，接收应用平台通过无线通信单元转发的控制指令，并根据控制指令控制标志牌的显示状态。在本实施例中，无线通信单元由LoRaWAN网络服务器和LoRaWAN网关组成。网关与网络服务器可通过因特网或4G网络实现交互。LoRa是一种低功耗远程无线通信技术。

由此可知，本实施例通过无线通信单元连接应用平台和标志牌的控制单元，从而减少布设线路的数量的情况下，有效控制标志牌的显示状态，以简化施工过程，减少成本。

在一些实施例中，如图1所示，控制单元包括第一控制模块和若干个第二控制模块，第一控制模块通过无线通信单元与应用平台交互；若干个第二控制模块通过总线接收第一控制模块发送的控制指令，并根据控制指令控制标志牌的显示信息；第一控制模块获取标志牌的电工作参数，并根据电工作参数确定标志牌存在异常，调整标志牌的工作状态，并向应用平台发送标志牌的异常提醒信息。具体地，每个标志牌可设置一个控制器作为第二控制模块，多个第二控制模块可通过一个总的第一控制模块与应用平台进行交互，从而提高对每个标志牌的状态监控效果，以便及时了解每个标志牌的工作状态。例如，在第一控制模块和第二控制模块应用于实际工作之前，在第一控制模块内设置标志牌在工作时的正常电工作参数范围，该正常电工作参数范围用于评判对应标志牌的实时工作状态是否处于正常状态。在工作时，第一控制模块实时获取标志牌在工作时的参数，如市电电压、负载功率、负载电流、功率因数、标志牌上LED灯的亮灭状态、标志牌上LED灯的亮度状态等，当这些参数不在预设设置的正常电工作参数范围内，则确定标志牌存在故障，并通过无线通信单元向应用平台发送一个异常提醒信息，以便于工作人员通过应用平台及时解决该异常。其中，异常提示信息可通过短信、邮件和联动声报警等方式进行通知。

在一些实施例中，如图1所示，控制系统还包括开关电源单元；第一控制模块通过开关电源单元控述第二控制模块和标志牌的通电状态。如图1所示，第一控制模块接收市电电源，当需要控制标志牌进行工作时，控制内部的继电器开启后向所述开关电源单元提供工作电源，从而使第二控制模块和标志牌通电，以进行相应工作。

在一些实施例中，如图1所示，第一控制模块通过调光线(图1中的虚线箭头)与标志牌连接，通过控制调光线的输出电压控制标志牌的亮暗状态。在本实施例中，当标志牌需要工作时，第一控制模块可通过调光线控制标志牌的亮度。当出现恶劣天气时，当前标志牌的亮度可能无法使驾驶人员及时看见或者及时分辨出显示的图标，则第一控制模块还可以再次通过调光线调节标志牌的显示亮度，以便驾驶人员及时准确的掌握标志牌上显示的图标内容。

在一些实施例中，如图1所示，控制系统还包括传感器单元。传感器单元可通过RS485或者RS232与第一控制模块连接，用于检测标志牌所处位置的环境信息，并将环境信息发送到第一控制模块，以使第一控制模块根据环境信息调整标志牌的工作状态。例如，当传感器单元检测到当前位置处于大雾状态，则第一控制模块在接收到大雾状态的提示信息后，可将标志牌的显示亮度调亮一些。又比如，当传感器单元检测到当前位置处于暴雨状态，则第一控制模块在接收到大雾状态的提示信息后，可控制标志牌上显示出暴雨提示信息，以便驾驶员及时控制车速，提高驾驶安全性。

在一些实施例中，应用平台还用于生成第一控制模块的升级数据帧和第一控制模块组播地址，根据组播地址向第一控制模块发送升级数据帧；当所述第一控制模块完成接收升级数据帧，第一控制模块根据升级数据帧进行固件升级。具体地，当第一控制模块在长时间工作后，可能会发现一些功能不适用于当前路段的标志牌控制过程，或者会出现一些控制错误等现象，本实施例通过应用平台及时生成固件升级信息，并将这些固件升级信息以数据帧的方式发送到对应的第一控制模块后，即能使第一控制模块及时升级，以使控制功能更符合实际情况。在本实施例中，第一控制模块在接收到最后一帧固件升级数据或者固件升级数据结束帧之后，才进行升级过程，从而增加升级的有效性。

在一些实施例中，第二控制模块在工作过程中，也可能会发现一些不适用于当前标志牌的控制功能，因此，也可以通过升级操作的方式，改进不适用的功能。具体地，应用平台在完成第二控制模块的固件升级数据设置后，通过无线通信单元将该固件升级数据发送到第一控制模块，第一控制模块可通过RS485总线将固件升级数据转发到对应的第二控制模块上，第二控制模块在接收到该固件升级数据的最后一帧固件升级数据或者固件升级数据结束帧之后，才进行升级过程，从而增加升级的有效性。

在第一控制模块进行升级操作过程中，当超过预设时间未完成接收对应的升级数据帧，则第一控制模块向应用平台发送数据帧缺失提示信息。若第二控制模块进行升级操作过程中，当超过预设时间未完成接收对应的升级数据帧，则向第一控制模块发送数据帧缺失提示信息，以通过第一控制模块向应用平台转发数据帧缺失提示信息，以提示工作人员升级未成功，便于工作人员及时改进。

例如，在进行固件升级时，将整个步骤分解为步骤：

步骤一、先搭建空中升级环境，搭建过程分为三步：第一、在应用平台建立多播组；第二、在应用平台对需要升级的全部第一控制模块设置组播地址，组播地址信息必须与多播组信息一致；第三、将需要升级的全部第一控制模块和多播组进行绑定操作；

步骤二、下发固件升级数据帧。具体地，应用平台将升级固件数据分割成一定数量的固件升级数据帧，并按照约定的应用层空中升级协议每隔固定时间组播一包固件升级数据帧，直到全部发送完毕，且最后发送一包固件升级结束帧；

步骤三、各第一控制模块收到固件升级结束帧或者收到最后一包固件升级数据帧超过一定时间之后，对收到的固件升级数据帧进行检查，如果接收完整无误，就自动重启，重启之后，第一控制模块会进入自身引导程序中查看是否需要升级，如果需要，就会将缓存中的固件复制到应用空间，完成升级；如果不需要升级，第一控制模块就会跳转到应用空间执行；如果第一控制模块对收到的固件升级数据帧进行检查，发现有缺失数据帧，就会上报缺失信息给应用平台，应用平台收集到各第一控制模块上报的缺失信息，并做去重处理，然后按照步骤二只发送缺失的固件升级数据帧，经历多次步骤2和3之后，各第一控制模块全部升级成功。

对于第二控制模块的升级过程，在第一控制模块的固件升级的基础上，对第二控制模块的固件升级进行阐述。首先，第一控制模块收到由应用平台下发的完整无误的第二控制模块全部的固件升级数据帧，然后通过RS485总线传输给第二控制模块，第二控制模块收到后，会进行完整性和正确性检查，检查逻辑和第一控制模块是一样的，在此不再赘述。

具体地，第一控制模块上设有多个通信接口，这些通信接口包括RS485和RS232通信接口，当需要设置更多的标志牌或者设置更多功能时，可通过这些预留的通信接口进行连接新的标志牌或者扩展新的控制功能，从而无线重新布线，降低扩展成本。

在上述实施例的应用过程中，当标志牌的背光亮度调光模式为手动模式，且调光亮度值为100％，使控制系统在无配置和人为的情况下，标志牌能够亮灯到最大值。具体地，本控制系统有三种调光模式可以调节标志牌的背光亮度，具体包括手动模式、光控模式、调度模式。其中，手动模式表示用户可以在应用平台上，通过界面按钮对标志牌背光进行开关和调光操作。光控模式表示用户可以在应用平台上，通过界面按钮将标志牌背光调光方式设置为光控模式，并且设置光控默认调光值、光控开灯阈值、光控关灯阈值，这三个参数都有固定的初始值；当光感芯片检测出环境亮度值大于光控关灯阈值时，标志牌背光熄灭；当光感芯片检测出环境亮度值小于光控开灯阈值时，标志牌背光被调节到光控默认调光值水平；如果第一控制模块检测到光感芯片失效，则标志牌背光被调节到初始值水平。调度模式表示用户可以在应用平台上，通过界面按钮将标志牌背光调光方式设置为调度模式，这种模式下，需要提前设置调度表。调度表是指某个时间段标志牌背光亮度值。如果当前时间在调度表中某个时间段，那么标志牌背光亮度对应那个时间段的亮度值；在调光模式为调度模式下，如果未设置调度表或者没有获取到当前正确的网络时间，那么标志牌背光被调节到调度模式默认调光值水平。

参照图2，本发明实施例提供了一种道路交通标志牌的控制方法，包括以下步骤：

S21、通过无线通信单元接收应用平台发送的标志牌的控制指令和配置信息；

S22、根据配置信息配置标志牌的业务逻辑和显示信息；

S23、确定标志牌完成配置，根据控制指令控制标志牌的显示状态。

在一些实施例中，上述控制方法还包括以下步骤：

监测标志牌的电工作参数，并根据电工作参数确定标志牌存在异常，调整标志牌的工作状态，并向应用平台发送标志牌的异常提醒信息。

本发明系统实施例的内容均适用于本方法实施例，本方法实施例所具体实现的功能与上述系统实施例相同，并且达到的有益效果与上述系统达到的有益效果也相同。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，包括：

应用平台，所述应用平台用于生成所述标志牌的控制指令和配置信息；

无线通信单元，所述无线通信单元用于转发所述控制指令和所述配置信息；

控制单元，所述控制单元用于连接所述标志牌，以及通过所述无线通信单元与所述应用平台交互；当接收到所述无线通信单元转发的所述控制指令和所述配置信息，根据所述配置信息配置所述标志牌的业务逻辑和显示信息；当所述标志牌完成配置，根据所述控制指令控制所述标志牌的显示状态。

2.根据权利要求1所述的一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，所述控制单元包括第一控制模块和若干个第二控制模块，所述第一控制模块通过所述无线通信单元与所述应用平台交互；若干个所述第二控制模块通过总线接收所述第一控制模块发送的控制指令，并根据所述控制指令控制标志牌的显示信息；所述第一控制模块获取所述标志牌的电工作参数，并根据所述电工作参数确定所述标志牌存在异常，调整所述标志牌的工作状态，并向所述应用平台发送所述标志牌的异常提醒信息。

3.根据权利要求2所述的一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括开关电源单元；所述第一控制模块通过所述开关电源单元控制所述第二控制模块和所述标志牌的通电状态。

4.根据权利要求2所述的一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，所述第一控制模块通过调光线与所述标志牌连接，通过控制所述调光线的输出电压控制所述标志牌的亮暗状态。

5.根据权利要求2所述的一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括传感器单元，所述传感器单元用于检测所述标志牌所处位置的环境信息，并将所述环境信息发送到所述第一控制模块；所述第一控制模块根据所述环境信息调整所述标志牌的工作状态。

6.根据权利要求2所述的一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，所述应用平台还用于生成所述第一控制模块的升级数据帧和所述第一控制模块组播地址，根据所述组播地址向所述第一控制模块发送所述升级数据帧；当所述第一控制模块完成接收所述升级数据帧，所述第一控制模块根据所述升级数据帧进行固件升级。

7.根据权利要求6所述的一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，当所述第一控制模块超过预设时间未完成接收所述升级数据帧，所述第一控制模块向所述应用平台发送数据帧缺失提示信息。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种道路交通标志牌的控制系统，其特征在于，所述无线通信单元由LoRaWAN网络服务器和LoRaWAN网关组成。

9.一种道路交通标志牌的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过无线通信单元接收应用平台发送的所述标志牌的控制指令和配置信息；

根据所述配置信息配置所述标志牌的业务逻辑和显示信息；

确定所述标志牌完成配置，根据所述控制指令控制所述标志牌的显示状态。

10.根据权利要求9所述的一种道路交通标志牌的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：

监测所述标志牌的电工作参数；

根据所述电工作参数确定所述标志牌存在异常，调整所述标志牌的工作状态，并向所述应用平台发送所述标志牌的异常提醒信息。

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