CN202816150U - 基于Zigbee的绿灯车速建议系统信号灯处发射装置 - Google Patents

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柯亚辉
张颖达
杨正纯
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Abstract

本实用新型公开了一种基于Zigbee的绿灯车速建议系统信号灯处发射装置，其特征在于，包括集成在一起的信号采集模块，ZigBee通信模块和电源，所述信号采集模块通过线缆连接所述ZigBee通信模块，用于采集交叉口信号控制机输出的红绿灯控制信号进行高低电平的转换后输出红绿灯状态信息给所述Zigbee通信模块；所述ZigBee通信模块通过ZigBee无线方式与车载Zigbee模块通信，用于接收车载设备请求并将红绿灯状态信息发送给车载设备；所述电源分别电连接所述信号采集模块和ZigBee通信模块。本实用新型通过与车载设备的Zigbee模块通信，实现速度播报，告诉车辆以合适的速度行驶可以在绿灯时间无停车的通过信号灯，避免了怠速行驶所浪费的时间和油耗。

Description

基于Zigbee的绿灯车速建议系统信号灯处发射装置
技术领域
本实用新型涉及基于Zigbee的车速建议系统信号灯处发射装置。
背景技术
车路协同系统是基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车车、车路信息交互和共享，并实现车辆和基础设施之间、车辆与车辆之间的智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。
目前，我国城镇有大量的信号控制路口，车路协同系统中的绿灯车速建议系统（GLOSA）能帮助驾驶员保持最佳的行驶速度，使车辆无停车的通过信号控制路口，使车辆最大程度减少了怠速行驶的几率，由此，怠速行驶所造成的多余油耗及二氧化碳排放也将被避免。但现有技术存在成本较高，可靠性较低的缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于Zigbee的绿灯车速建议系统信号灯处发射装置，克服现有技术存在成本较高，可靠性较低的缺陷。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于Zigbee的绿灯车速建议系统信号灯处发射装置，其特征在于，包括集成在一起的信号采集模块，ZigBee通信模块和电源，所述信号采集模块通过线缆连接所述ZigBee通信模块，用于采集交叉口信号控制机输出的红绿灯控制信号进行高低电平的转换后输出红绿灯状态信息给所述Zigbee通信模块；所述ZigBee通信模块通过ZigBee无线方式与车载Zigbee模块通信，用于接收车载设备请求并将红绿灯状态信息发送给车载设备；所述电源分别电连接所述信号采集模块和ZigBee通信模块。
优选的，所述ZigBee通信模块的型号为TI CC2430。
实现基础：信号灯处的Zigbee模块，与车载设备的zigbee模块之间建立网络，实现通信。如下图2所示。
实现过程：当车到达信号灯一定距离范围内时，车载设备的zigbee模块向信号灯zigbee模块发送请求。信号灯模块收到请求之后，认证并记住身份，同时根据信号强弱可以确定车距离信号灯的距离，然后向车内发送一个数据包，车内模块收到数据包之后计算得到最佳车速，然后提示驾驶员以最佳车速行驶。当驾驶员采取建议之后，到达信号灯处正好是绿灯，无需停车通过。
求解原理：
目标：Vbest=Sp/(n×T+t+t0)
约束条件：Vbest≥Vs，Vbest≤Vm，Sp≤SL，0≤t≤Tg，
Vbest：目标求解的最佳车速，通过信号灯无需停止。
Sp：车子距离信号灯的距离。
SL：信号灯上一个信号灯距离此处的距离。
Vs：路段行驶最低车速限制。
Vm：路段行驶最高车速限制。
T：该信号灯的周期。
t0：信号灯此时距离本周期的绿灯的时间，若此时非绿灯则为正值，若此时为绿灯则为负值。
Tg：一个信号周期内绿灯的时间。
n：为0,1,2,3…正整数。
模型求解最终会有两种结果：
1、无解，即车子所在的位置不适合通过变速来达到无停车通过信号灯，
2、有解，得出最佳速度区间，若车子行驶速度在这个区间内，将会无停车通过信号灯。
本实用新型通过与信号灯处的Zigbee模块通信，实现速度播报，告诉车辆以合适的速度行驶可以在绿灯时间无停车的通过信号灯，避免了怠速行驶所浪费的时间和油耗。本实用新型具有以下优点：
1、省电：两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间
2、可靠：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。
3、时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
4、网络容量大：可支持达65000个节点。
5、安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128。
6、高保密性：64位出厂编号和支持AES-128加密。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
图1为本实用新型的具体实施方式的结构示意图。
图2为信号灯处Zigbee通信模块与多个安装基于Zigbee的车速建议系统车载设备的车辆的通信示意图。
具体实施方式
如图1所示，本具体实施方式采用ZigBee通信模块TI CC2430、信号采集模块和3V电源集成在信号灯处，信号采集模块通过线缆连接ZigBee通信模块TI CC2430，ZigBee通信模块TI CC2430通过ZigBee无线方式与车载设备的Zigbee模块TICC2431通信，电源为信号采集模块和ZigBee通信模块TI CC2430提供电能。
下面进一步描述本具体实施方式的实现方式：
车辆在靠近信号灯时，车载设备的Zigbee模块TI CC2431向信号灯处ZigBee通信模块TI CC2430发送请求。
信号灯处ZigBee通信模块TI CC2430识别身份之后，向车载设备Zigbee模块TI CC2431发送数据包，包括距离、下一个绿灯时间、绿灯时长，三个参数。
车载设备的Zigbee模块通信模块TI CC2431接收数据，根据数学模型计算出最优速度，向车载设备的语音模块输出计算结果。
车载设备的语音模块播报速度，供驾驶员参考。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种基于Zigbee的绿灯车速建议系统信号灯处发射装置，其特征在于，包括集成在一起的信号采集模块，ZigBee通信模块和电源，所述信号采集模块通过线缆连接所述ZigBee通信模块，用于采集交叉口信号控制机输出的红绿灯控制信号进行高低电平的转换后输出红绿灯状态信息给所述Zigbee通信模块；所述ZigBee通信模块通过ZigBee无线方式与车载Zigbee模块通信，用于接收车载设备请求并将红绿灯状态信息发送给车载设备；所述电源分别电连接所述信号采集模块和ZigBee通信模块。
2.根据权利要求1所述基于Zigbee的绿灯车速建议系统信号灯处发射装置，其特征在于，所述ZigBee通信模块的型号为TI CC2430。
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