CN114446069B - 车辆限行管理系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆限行管理系统，智能手机应用端通过手机App实现，驾驶员通过蓝牙车钥匙向智能手机应用端发送出行申请，智能手机应用端接受并判定是否可出行；若不可出行，根据驾驶员实际情况提供相应的模式选择；智能手机应用端通过蓝牙或移动网络与车载系统或交管平台进行通讯；当车辆限制出行时，提供“移动停车位”模式和“紧急使用”模式的选择，本发明还公开了一种车辆限行管理系统的控制方法。本发明能够通过车联网的方式和技术手段，主动提示驾驶员限行信息，并通过车载装置对车辆的违规驾驶行为进行语音和图像的信息提示，并通过车载传感器和机械装置限制车辆的速度进而达到警示作用。

Description

车辆限行管理系统及控制方法
技术领域
本发明属于车联网技术领域，具体涉及一种车辆限行管理系统，本发明还涉及一种车辆限行管理系统的控制方法。
背景技术
随着城市化进程的不断发展，城市化规模扩大，导致城市的交通管理问题日益复杂。为了能够有效管理交通，缓解交通拥堵问题，目前大部分城市都相继开始采取不同的车辆限行政策。
以陕西省西安市为例：2020年11月16日至2021年11月12日，工作日7:00—20:00。法定节假日和公休日，不限行；若公休日因法定节假日调休为工作日的，不限行。西安市行政区域内，以西安绕城高速以内区域为中心，向南扩展至南横线、堰渡路、三星快速干道连线(不含)以北，西汉高速以东、西柞高速以西围合区域；向北扩展至西咸北环线(不含)以南、包茂高速以东、西禹高速以西围合区域。途经本市高速公路过境通行但不驶出高速公路的机动车，不采取限行措施，允许通行。每日限行两个车牌(含临时)尾号(若尾号为英文字母的，以车牌最后一位数字为准)的机动车，星期一限行1和6，星期二限行2和7，星期三限行3和8，星期四限行4和9，星期五限行5和0。
由此可见，现阶段常态化的限行政策特点是以车牌号为依据进行全城指定区域、指定时间内的限行，常规的检查手段是以交警巡逻和摄像头拍摄为主，在车流量较为密集的时间段会极大增加交管部门的巡查工作压力；而当部分路段由于大型赛事、维修工作等原因出现临时限行的情况，此时交通疏导的压力也会增加。鉴于以上问题，发明一种车辆限行管理系统与方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆限行管理系统，能够通过车联网的方式和技术手段，主动提示驾驶员限行信息，并通过车载装置对车辆的违规驾驶行为进行语音和图像的信息提示，并通过车载传感器和机械装置限制车辆的速度进而达到警示作用，从而主动地规范约束驾驶员的驾驶行为，缓解交管部门的交通巡查、疏导压力，提升车辆限行管理效率。
本发明的另一目的是提供一种车辆限行管理系统的控制方法。
本发明所采用的第一技术方案是，一种车辆限行管理系统，包括智能手机应用端、蓝牙车钥匙、车载系统和交管部门管理平台，智能手机应用端通过手机App实现，驾驶员通过蓝牙车钥匙向智能手机应用端发送出行申请，智能手机应用端接受并判定是否可出行；若不可出行，根据驾驶员实际情况提供相应的模式选择；
智能手机应用端功能包括：通过蓝牙或移动网络与车载系统或交管平台进行通讯；当车辆限制出行时，提供“移动停车位”模式和“紧急使用”模式的选择；
蓝牙车钥匙的控制器A分别连接蓝牙模块、按键A、按键B、按键C、按键D、按键E。
本发明第一技术方案的特点还在于，
控制器A用于执行相关命令，蓝牙模块用于和智能手机应用端进行通讯，按键A通过蓝牙模块给智能手机应用端发送出行申请，按键B通过蓝牙模块控制车门锁的打开，按键C通过蓝牙模块控制车门锁的闭合，按键D通过蓝牙模块6控制后备箱锁的打开，按键E控制车钥匙的打开。
蓝牙模块型号为HC-05，无线工作频段为2.4GHz ISM，调制方式是GFSK，蓝牙模块最大发射功率为4dBm，接收灵敏度-85dBm，板载PCB天线以实现10米距离通信，控制器A采用型号为LPC2103嵌入式微处理器。
车载系统的控制器B上分别连接Wi-Fi传输模块、定位模块、语音模块、显示模块和车辆速度管理模块；
Wi-Fi传输模块用于和智能手机以及交管平台进行数据通讯，定位模块采用GPS定位，用于实时获取车辆的位置信息；控制器B用以执行相关命令；语音模块用于播报当日路况信息和提示驾驶员路段限行信息；车辆速度管理模块用于限制车辆行驶速度；
Wi-Fi传输模块选用型号为ESP8266；
定位模块选用的型号为TK1218-BD，定位精度为2.5CEP；
控制器B采用型号为LPC2103嵌入式微处理器；
语音模块选用科大讯飞的XFS5152CE；
显示模块型号为选用UHQ0.9型号；
车辆速度管理模块中使用的车速传感器选用型号为LIS3DH。
本发明所采用的第二技术方案是，一种车辆限行管理系统的控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、驾驶员在启动车辆之前先使用蓝牙车钥匙上的按键A，通过蓝牙模块向智能手机应用端发送出行申请，应用通过移动网络和交管平台进行通讯，将用户车辆的车牌号码、车辆所在区域等基本信息与当日交管部门平台的限行车辆信息进行对比：若当日交管平台限行车辆或限行区域中有用户车辆，则判定该车辆不可出行；若当日交管平台限行车辆或限行区域无用户车辆信息，则判定该车辆可出行；
步骤2、若今日可出行，则智能手机应用端显示“今日可以出行”，同时通过Wi-Fi通讯功能将“该车辆今日可出行”的信息由智能手机发送到车载系统的Wi-Fi传输模块，该模块接收后将“车辆可出行”信息发送给控制器A；车载系统控制器B接收到可出行的信息后与交管平台进行通讯，Wi-Fi传输模块接收今日的路况信息并发送给控制器B，在驾驶员启动车辆后通过语音模块进行语音简报；车辆在行驶的过程中，定位模块实时监测车辆位置：当车辆即将进入限行路段1公里范围内时，车载系统通过语音模块和显示模块对驾驶员进行提醒；当车辆进入限行路段200米范围内时，车载系统通过语音模块和显示模块对驾驶员进行警示，并通过车辆速度管理模块，降低车辆行驶速度，进而使得驾驶员修改路线；
步骤3、若今日限行，智能手机应用端会显示两种模式供驾驶员选择：“移动停车位”模式和“紧急使用”模式。用户可依据实际情况对两种模式进行选择：当用户需要移动停车位时选择“移动停车位”模式，车载系统通过控制器B及定位模块和车辆速度管理模块限制车辆行驶；当用户车辆当日限行但需要紧急用车时选择“紧急使用”模式，智能手机应用端通过移动网络与交管平台发送紧急使用申请，获取“紧急使用码”进而通过车载系统控制器B、定位模块和语音模块对车辆行驶进行监测。
本发明第二技术方案的特点还在于，
步骤3中“移动停车位”模式，具体为：用户操作智能手机应用端通过移动网络向车载系统发送指令启动“移动停车模式”，当驾驶员启动车辆后，车载系统的控制器B启动车辆速度管理模块和定位模块给定用车时限并且开启车辆定位，当车辆行驶超过时限，车辆速度管理模块会自动降低车速，并通过显示模块询问驾驶员是否继续移动车位；当车辆行驶超出准许范围时，车辆速度管理模块会自动降低车速，并通过显示模块询问驾驶员是否继续移动车位。
步骤3中“紧急使用”模式，具体为：用户操作智能手机应用端通过移动网络向交管平台发送“紧急使用”申请，交管部门判定后将该车辆信息进行登记，设定该车辆信息为“紧急使用车辆”，并向智能手机应用端发送“紧急使用码”。用户启动车辆后在显示模块输入紧急使用码，控制器B接收后控制语音模块和显示模块进行提示，同时定位模块启动并实时监测车辆位置和车辆行驶时间。
本发明的有益效果是，能在驾驶员使用车辆之前有效地判定提示驾驶员该车辆今日是否限行，并根据判定结果与车载系统、交管平台进行通讯，提供并实现在三种模式(正常出行、移动停车位、紧急使用)下的用车方案。本发明能够有效地告知驾驶员车辆限行信息，并通过车载系统与交管平台的实时通讯，实时了解掌握路段限行信息，对驾驶员的驾驶行为进行主动约束，大大降低了交管部门的监管压力，提升监管效率，同时帮助驾驶员养成良好的驾驶习惯。
附图说明
图1是本发明系统原理框图。
图2是本发明系统结构示意图。
图3是本发明蓝牙车钥匙示意图。
图4是本发明工作流程图。
图中，1.蓝牙车钥匙，2.智能手机应用端，3.车载系统，4.交管部门管理平台；5.控制器A，6.蓝牙模块，7.按键A，8.按键B，9.按键C，10.按键D，11按键E；12.Wi-Fi传输模块，13.定位模块，14.语音模块，15.控制器B，16.显示模块，17车辆速度管理模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种车辆限行管理系统，结构如图1～3所示，包括智能手机应用端、蓝牙车钥匙、车载系统和交管部门管理平台，智能手机应用端通过手机App实现，驾驶员通过蓝牙车钥匙向智能手机应用端发送出行申请，智能手机应用端接受并判定是否可出行；若不可出行，根据驾驶员实际情况提供相应的模式选择；
智能手机应用端功能包括：通过蓝牙或移动网络与车载系统或交管平台进行通讯；当车辆限制出行时，提供“移动停车位”模式和“紧急使用”模式的选择；
蓝牙车钥匙的控制器A5分别连接蓝牙模块6、按键A7、按键B8、按键C9、按键D10、按键E11。
控制器A5用于执行相关命令，蓝牙模块6用于和智能手机应用进行通讯，按键A7通过蓝牙模块6给智能手机应用发送出行申请，按键B8通过蓝牙模块6控制车门锁的打开，按键C9通过蓝牙模块6控制车门锁的闭合，按键D10通过蓝牙模块6控制后备箱锁的打开，按键E11控制车钥匙的打开。
蓝牙模块6型号为HC-05，无线工作频段为2.4GHz ISM，调制方式是GFSK，蓝牙模块6最大发射功率为4dBm，接收灵敏度-85dBm，板载PCB天线以实现10米距离通信，控制器A5采用型号为LPC2103嵌入式微处理器。具有较小的封装和极低的功耗。
车载系统的控制器B15上分别连接Wi-Fi传输模块12、定位模块13、语音模块14、显示模块16和车辆速度管理模块17；
Wi-Fi传输模块12用于和智能手机以及交管平台进行数据通讯，定位模块13采用GPS定位，用于实时获取车辆的位置信息；控制器B15用以执行相关命令；语音模块14用于播报当日路况信息和提示驾驶员路段限行信息；车辆速度管理模块17用于限制车辆行驶速度；
Wi-Fi传输模块12选用型号为ESP8266；支持兼容多种操作系统开发，具有高精度、低功耗、高灵敏度的特点。
定位模块13选用的型号为TK1218-BD，定位精度为2.5CEP；
控制器B15采用型号为LPC2103嵌入式微处理器；具有较小的封装和极低的功耗。
语音模块14选用科大讯飞的XFS5152CE，集成了语音编码、解码功能，可支持用户进行录音和播放；除此之外，还创新性地集成了轻量级的语音识别功能，支持30个命令词的识别；
显示模块16型号为选用UHQ0.9型号；是一款LED显示屏，可显示视频画面。
车辆速度管理模块17中使用的车速传感器选用型号为LIS3DH，结合小型电控流量阀控制车内油路流量，进而控制车辆行驶速度。
一种车辆限行管理系统的控制方法，流程图如图4所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、驾驶员在启动车辆之前先使用车钥匙上的按键A7，通过蓝牙模块6向智能手机应用端发送出行申请，应用通过移动网络和交管平台进行通讯，将用户车辆的车牌号码、车辆所在区域等基本信息与当日交管部门平台的限行车辆信息进行对比：若当日交管平台限行车辆或限行区域中有用户车辆，则判定该车辆不可出行；若当日交管平台限行车辆或限行区域无用户车辆信息，则判定该车辆可出行；
步骤2、若今日可出行，则智能手机应用端显示“今日可以出行”，同时通过Wi-Fi通讯功能将“该车辆今日可出行”的信息由智能手机发送到车载系统的Wi-Fi传输模块12，该模块接收后将“车辆可出行”信息发送给控制器A1；车载系统控制器B15接收到可出行的信息后与交管平台进行通讯，Wi-Fi传输模块12接收今日的路况信息并发送给控制器B15，在驾驶员启动车辆后通过语音模块14进行语音简报；车辆在行驶的过程中，定位模块13实时监测车辆位置：当车辆即将进入限行路段1公里范围内时，车载系统通过语音模块14和显示模块16对驾驶员进行提醒；当车辆进入限行路段200米范围内时，车载系统通过语音模块14和显示模块16对驾驶员进行警示，并通过车辆速度管理模块17，降低车辆行驶速度，进而使得驾驶员修改路线；
步骤3、若今日限行，智能手机应用端会显示两种模式供驾驶员选择：“移动停车位”模式和“紧急使用”模式。用户可依据实际情况对两种模式进行选择：当用户需要移动停车位时选择“移动停车位”模式，车载系统通过控制器B15及定位模块13和车辆速度管理模块17对车辆进行行驶进行限制；当用户车辆当日限行但需要紧急用车时选择“紧急使用”模式，智能手机应用端通过与交管平台发送紧急使用申请，获取“紧急使用码”，进而通过车载系统控制器B15、定位模块13和语音模块14对车辆行驶进行监测。
步骤3中“移动停车位”模式，具体为：用户操作智能手机应用端通过移动网络向车载系统发送指令启动“移动停车模式”，当驾驶员启动车辆后，车载系统的控制器B15启动车辆速度管理模块17和定位模块13给定用车时限并且开启车辆定位，当车辆行驶超过时限，车辆速度管理模块17会自动降低车速，并通过显示模块16询问驾驶员是否继续移动车位；当车辆行驶超出准许范围时，车辆速度管理模块17会自动降低车速，并通过显示模块16询问驾驶员是否继续移动车位。
步骤3中“紧急使用”模式，具体为：用户操作智能手机应用端通过移动网络向交管平台发送“紧急使用”申请，交管部门判定后将该车辆信息进行登记，设定该车辆信息为“紧急使用车辆”，并向智能手机应用端发送“紧急使用码”，车载系统通过Wi-Fi传输模块12接收车辆被设置为“紧急使用车辆”的信息并传输给控制器B15。用户启动车辆后，控制器B15控制语音模块14和显示模块16进行提示，同时定位模块13启动并实时监测车辆位置和车辆行驶时间。
参见附图4，本发明的主要工作流程图如下：
驾驶员按下蓝牙车钥匙上的按键A7，通过蓝牙模块6向智能手机应用端发送出行请求，手机接收到信息后，通过移动网络和交管平台进行通讯，判定当日该车辆信息是否限行；
若当日该车辆限行，则智能手机应用端显示“今日车辆限行”并提示是否选择：1.“移动停车位”模式和2.“紧急使用”模式；
驾驶员选择“移动停车位”模式时，智能手机应用端通过Wi-Fi通讯模块向车载系统发送“移动停车位”模式启动指令。驾驶员启动车辆后，车载系统自动进入该模式，预设车辆使用时间和允许行驶范围并通过语音模块14和显示模块16进行提示，同时定位模块13启动并实时监测车辆位置和车辆行驶时间。当驾驶员使用车辆超时，语音模块14和显示模块16会进行提示，同时车辆速度管理模块17会控制车辆速度降低至10km/h进行警示；当车辆行驶超出准许范围时，车辆速度管理模块17会自动降低车速，并通过显示模块16询问驾驶员是否继续移动车位。
驾驶员选择“紧急使用”模式时，智能手机应用端通过Wi-Fi通讯功能向交管平台发送“紧急使用”申请，交管平台判定通过后向智能手机应用端发送“紧急使用码”并将该车辆信息设置为“紧急使用车辆”，车载系统通过Wi-Fi传输模块12接收车辆被设置为“紧急使用车辆”的信息并传输给控制器B15。。驾驶员启动车辆后，车载系统控制器B15控制语音模块14和显示模块16进行提示，同时定位模块13启动并实时监测车辆位置和车辆行驶时间。
若当日车辆不限行，则智能手机应用端显示“今日可正常出行”，同时通过Wi-Fi通讯功能向车载系统发送预启动指令。车载系统通过Wi-Fi传输模块12与交管平台进行通讯，获取当日路况信息，驾驶员启动车辆后语音模块14和显示模块16会进行今日出行信息播报，同时定位模块13启动并实时监测车辆位置和车辆行驶时间。当车辆行驶至当日限行路段附近1公里范围时，语音模块14和显示模块16会进行提示，告知驾驶员及时修改行车路线；当车辆行驶至当日限行路段附近200m范围时，车辆速度管理模块17会通过控制油箱输油量进而控制车辆速度降低至10km/h进行警示。

Claims (7)

1.一种车辆限行管理系统，其特征在于，包括智能手机应用端、蓝牙车钥匙、车载系统和交管部门管理平台，智能手机应用端通过手机App实现，驾驶员通过蓝牙车钥匙向智能手机应用端发送出行申请，智能手机应用端接受并判定是否允许出行；若不允许出行，根据驾驶员实际情况提供相应的模式选择；
所述智能手机应用端功能包括：通过蓝牙或移动网络与车载系统或交管平台进行通讯；当车辆限制出行时，提供“移动停车位”模式和“紧急使用”模式的选择；
所述蓝牙车钥匙的控制器A(5)分别连接蓝牙模块(6)、按键A(7)、按键B(8)、按键C(9)、按键D(10)、按键E(11)。
2.根据权利要求1所述的一种车辆限行管理系统，其特征在于，所述控制器A(5)用于执行相关命令，蓝牙模块(6)用于和智能手机应用端进行通讯，按键A(7)通过蓝牙模块(6)给智能手机应用端发送出行申请，按键B(8)通过蓝牙模块(6)控制车门锁的打开，按键C(9)通过蓝牙模块(6)控制车门锁的闭合，按键D(10)通过蓝牙模块(6)控制后备箱锁的打开，按键E(11)控制车钥匙的打开。
3.根据权利要求2所述的一种车辆限行管理系统，其特征在于，所述蓝牙模块(6)型号为HC-05，无线工作频段为2.4GHzISM，调制方式是GFSK，蓝牙模块(6)最大发射功率为4dBm，接收灵敏度-85dBm，板载PCB天线以实现10米距离通信，控制器A(5)采用型号为LPC2103嵌入式微处理器。
4.根据权利要求3所述的一种车辆限行管理系统，其特征在于，所述车载系统的控制器B(15)上分别连接Wi-Fi传输模块(12)、定位模块(13)、语音模块(14)、显示模块(16)和车辆速度管理模块(17)；
Wi-Fi传输模块(12)用于和智能手机以及交管平台进行数据通讯，定位模块(13)采用GPS定位，用于实时获取车辆的位置信息；控制器B(15)用以执行相关命令；语音模块(14)用于播报当日路况信息和提示驾驶员路段限行信息；车辆速度管理模块(17)用于限制车辆行驶速度；
所述Wi-Fi传输模块(12)选用型号为ESP8266；
所述定位模块(13)选用的型号为TK1218-BD，定位精度为2.5CEP；
所述控制器B(15)采用型号为LPC2103嵌入式微处理器；
所述语音模块(14)选用科大讯飞的XFS5152CE；
所述显示模块(16)型号为选用UHQ0.9型号；
所述车辆速度管理模块(17)中使用的车速传感器选用型号为LIS3DH。
5.一种车辆限行管理系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求4所述的车辆限行管理系统，具体按照以下步骤实施：
步骤1、驾驶员在启动车辆之前先使用车钥匙上的按键A(7)，通过蓝牙模块(6)向智能手机应用端发送出行申请，应用通过移动网络和交管平台进行通讯，将用户车辆的车牌号码、车辆所在区域基本信息与当日交管部门平台的限行车辆信息进行对比：若当日交管平台限行车辆或限行区域中有用户车辆，则判定该车辆不允许出行；若当日交管平台限行车辆或限行区域无用户车辆信息，则判定该车辆允许出行；
步骤2、若今日允许出行，则智能手机应用端显示“今日允许出行”，同时通过Wi-Fi通讯功能将该车辆“今日允许出行”的信息由智能手机发送到车载系统的Wi-Fi传输模块(12)，Wi-Fi传输模块(12)接收后将“今日允许出行”信息发送给控制器A(1)；车载系统控制器B(15)接收到允许出行的信息后与交管平台进行通讯，Wi-Fi传输模块(12)接收今日的路况信息并发送给控制器B(15)，在驾驶员启动车辆后通过语音模块(14)进行语音简报；车辆在行驶的过程中，定位模块(13)实时监测车辆位置：当车辆即将进入限行路段1公里范围内时，车载系统通过语音模块(14)和显示模块(16)对驾驶员进行提醒；当车辆进入限行路段200米范围内时，车载系统通过语音模块(14)和显示模块(16)对驾驶员进行警示，并通过车辆速度管理模块(17)，降低车辆行驶速度，进而使得驾驶员修改路线；
步骤3、若今日限行，智能手机应用端会显示两种模式供驾驶员选择：“移动停车位”模式和“紧急使用”模式，用户依据实际情况对两种模式进行选择：当用户需要移动停车位时选择“移动停车位”模式，车载系统通过控制器B(15)及定位模块(13)和车辆速度管理模块(17)对车辆进行行驶进行限制；当用户车辆当日限行但需要紧急用车时选择“紧急使用”模式，智能手机应用端通过与交管平台发送紧急使用申请，获取“紧急使用码”进而通过车载系统控制器B(15)、定位模块(13)和语音模块(14)对车辆行驶进行监测。
6.根据权利要求5所述的一种车辆限行管理系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3中“移动停车位”模式，具体为：用户操作智能手机应用端通过移动网络向车载系统发送指令启动“移动停车模式”，当驾驶员启动车辆后，车载系统的控制器B(15)启动车辆速度管理模块(17)和定位模块(13)给定用车时限并且开启车辆定位，当车辆行驶超过时限，车辆速度管理模块(17)会自动降低车速，并通过显示模块(16)询问驾驶员是否继续移动车位；当车辆行驶超出准许范围时，车辆速度管理模块(17)会自动降低车速，并通过显示模块(16)询问驾驶员是否继续移动车位。
7.根据权利要求5所述的一种车辆限行管理系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3中“紧急使用”模式，具体为：用户操作智能手机应用端通过移动网络向交管平台发送“紧急使用”申请，交管部门判定后将该车辆信息进行登记，设定该车辆信息为“紧急使用车辆”，并向智能手机应用端发送“紧急使用码”，用户启动车辆后在显示模块(16)输入紧急使用码，控制器B(15)接收后控制语音模块(14)和显示模块(16)进行提示，同时定位模块(13)启动并实时监测车辆位置和车辆行驶时间。
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