CN203401972U - 一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，包括车载子系统、道路监测子网络与远程数据中心，车载子系统包括中控显示模块、身份识别模块、酒精检测管理模块、超速监测判罚处置模块和无线射频通信模块，车载子系统通过无线方式与道路监测子网络进行无线通信，道路监测子网络与远程数据中心通过无线传感器网络或者计算机网络完成数据通信。利用多种传感器技术、射频通信技术、信号处理技术，可实现驾驶员身份的辨别，有效阻止酒后驾驶的发生并能及时将当前驾驶人员的饮酒行为及时告知其家人，自动完成车辆超速时的扣分处罚功能，并进行预警提示，可对当前驾车行为实现人性化的管理。

Description

一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及一种监测预警装置，特别涉及一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统。

背景技术

随着我国汽车拥有量的不断增加，因为超速驾驶、酒后驾驶、无证驾驶等违法驾驶行为导致的交通事故已经给当事人带来极大的人身财产损失，然而目前我国对驾驶员违规驾车行为的监测处罚，仍然处于交警临时突击检查与部分道路视频监控的阶段，无法对每一位违规驾驶的人员进行实时有效的监控并及时制止其违规驾驶的行为，从而造成一些交通事故的发生。最新的交通法规虽然加强了对相应违法驾驶行为的处罚力度，但作为一项处罚依据更多的是在事故发生后对肇事者的追责，而不能在相关违法驾驶行为发生时及时对相关当事人的行为进行监测、预警与处置。目前人们已经在一些方面做了些尝试，如中国专利申请号ZL201020507237.6公开了一种安全防酒驾车载系统，包括检测司机就座与车门关闭确认的车门模块，确认司机的安全带已系好的安全带模块，检测车载电源是否开启车载电源模块，酒精检测控制模块通过位于方向盘的外圈上的酒精检测器检测司机握方向盘时的汗腺分泌的酒精浓度来判断是否饮酒过量等。但存在的问题是虽然该系统能够对驾驶员汗液中的酒精浓度进行检测，由于采用检测汗液的方法会使检测结果存在较大误差，受温度因素影响较大。

发明内容

本实用新型是针对违规驾驶无法做到有效监测预警的问题，提出一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，利用多种传感器技术通过无线传感器网络完成对车辆行驶过程中驾驶员行为的监测预警及违法驾驶行为的监测处置系统。

本实用新型的技术方案为：一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，包括车载子系统、道路监测子网络与远程数据中心，车载子系统包括中控显示模块、身份识别模块、酒精检测管理模块、超速监测判罚处置模块和无线射频通信模块，车载子系统通过无线方式与道路监测子网络进行无线通信，道路监测子网络与远程数据中心通过无线传感器网络或者计算机网络完成数据通信。

所述道路监测子网络包括汇聚节点、中继节点、终端节点和现场采集设备，终端节点通过现场采集设备或自带传感器采集现场数据，通过无线方式传送到汇聚节点或者是车载子系统，终端节点可以直接与汇聚节点或者车载子系统交换数据，也可以通过中继节点以多跳的方式与汇聚节点或者车载子系统进行数据通信。

所述车载子系统中中控显示模块包括LCD显示屏、中控处理单元和数据存储单元，身份识别模块、酒精检测管理模块、超速监测判罚处置模块与中控显示模块进行数据通信，数据通过LCD显示屏显示，同时中控显示模块通过无线射频通信模块送出数据或接收外来数据。所述酒精检测管理模块包括酒精检测采集处理单元和提示预警自锁单元，酒精检测采集处理单元由压力弹出装置、弹性胶皮包裹关联电路和终端酒精检测传感器单元组成，酒精检测采集处理单元置于驾驶员所坐位置的上方、靠近驾驶员头部处，酒精检测采集处理单元采集数据送中控显示模块显示并进行对比，酒精检测采集处理单元输出到提示预警自锁单元，提示预警自锁单元进行安全驾驶提醒并通过其控制电路对车辆点火装置、油控装置进行自锁。所述超速监测判罚处置模块包括放置在车轮位置的车速检测传感器单元、判罚处理单元和智能减速单元，其中车速检测传感器单元中车速检测传感器可采用磁电式车速传感器、霍尔式车速传感器或光电式车速传感器中的一种，判罚处理单元对车速检测传感器单元采集到的当前车速和中控显示模块从道路监测子网络接收的信息进行处理，处理结果送中控显示模块进行实时显示，智能减速单元根据判罚处理单元输出的结果对相应的刹车装置与油控电路进行行驶速度控制。所述无线射频通信模块包括无线传感器网络通信单元和GPRS短信模块。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，利用IEEE 802.15.4标准协议结合GPRS网络对车辆防盗、无证驾驶、酒后驾驶、超速驾驶等行为进行有效地监测。利用多种传感器技术、射频通信技术、信号处理技术，可实现驾驶员身份的辨别，有效阻止车辆盗窃、无证驾驶等现象的发生，特别是当非有权驾驶人员操作车辆时通过GPRS网络及时通知车主处理；可有效阻止酒后驾驶的发生并能及时将当前驾驶人员的饮酒行为及时告知其家人；可自动完成车辆超速时的扣分处罚功能，并进行预警提示，当检测到驾驶员无作为时，自动减速到正常行驶速度。应用本系统，可对当前驾车行为实现人性化的管理。

附图说明

图1为本实用新型基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统结构示意图；

图2为本实用新型无线传感器网络的驾车行为监测预警系统中车载子系统的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1所示基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统结构示意图，为部署在智能城市道路中的一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，主要由车载子系统6、道路监测子网络11与远程数据中心13组成。车载子系统6包括中控显示模块1、身份识别模块2、酒精检测管理模块3、超速监测判罚处置模块4和无线射频通信模块5。其中车载子系统6与道路监测子网络11之间基于IEEE 802.15.4标准协议进行无线通信，道路监测子网络11与远程数据中心13可利用城市无线传感器网络或者是现有计算机网络12完成数据通信。

所述道路监测子网络11主要由汇聚节点10、中继节点8、终端节点7及其他必要设施（如路边摄像头9）组成，其中终端节点7除了可以是限速路段锚节点与车载子系统6及时完成限速与违规信息的交互外，还可以是携带各种温度传感器、光敏传感器、压力传感器、气体传感器、湿度传感器、声波传感器的路况监测节点完成相应路况信息的采集。

其中车载子系统6中，所述中控显示模块1主要包括LCD显示屏101、中控处理单元102和数据存储单元103，可实现数据处理与存储、实时信息显示等功能。

所述身份识别模块2包括指纹识别器或者是电子驾照或者是第二代身份证中的一种或者是多种完成身份识别信息的采集。与中控显示模块1预存在数据库里面的身份信息进行比对，如果身份验证表明是无权驾驶人员，则通过中控显示模块1进行提示预警，并存储下当前车辆操作人员相关的身份信息以便事后追责，同时通过GPRS短信模块502通知车主处理。

所述酒精检测管理模块3包括酒精检测采集处理单元301和提示预警自锁单元302，其中酒精检测采集处理单元301是在驾驶员身份识别通过之后弹出软质酒精检测终端完成驾驶员酒精含量的采集，通过中控显示模块完成驾驶员饮酒状态的判断，其中软质酒精检测终端由压力弹出装置、弹性胶皮包裹关联电路和终端酒精检测传感器单元组成，隐藏于驾驶员所坐位置的上方、靠近驾驶员头部处；提示预警自锁单元302根据酒精检测超标结果进行安全驾驶提醒并通过其控制电路对车辆点火装置、油控装置进行自锁，可通过GPRS短信模块502告知其所预设联系人，是否超标的检测结果在LCD显示屏101进行显示。

所述超速监测判罚处置模块4包括放置在车轮位置的车速检测传感器单元401、判罚处理单元402和智能减速单元403。其中车速检测传感器单元401中车速检测传感器可采用磁电式车速传感器、霍尔式车速传感器或光电式车速传感器中的一种，经过信号处理电路完成车辆当前速度信息的采集。判罚处理单元402根据道路检测子网络中传来的道路限速信息与采集到的当前车速做比较判断是否超速，如果车辆超速程度达到交通法规中所规定的超速驾驶处罚范围，则根据不同超速扣分标准完成自动扣分操作并将当前车速、限速路段限速值、超速范围、所扣分值通过中控显示模块1进行实时显示。所述智能减速单元403根据当前车辆超速信息通过相应的刹车装置与油控电路完成车辆逐步减速到正常行驶速度。

所述无线射频通信模块5包括无线传感器网络通信单元501和GPRS短信模块502，其中核心部分为无线传感器网络通信单元501（如TI2430或TI2530模块），在TinyOS平台上利用IEEE 802.15.4标准协议主要完成与道路监测子网络的数据通信，特别是与限速路段锚节点7进行信息交互；GPRS短信模块502则主要是辅助无线传感器网络通信单元501完成一些简单通信。

系统工作方式：

驾车人员凭汽车钥匙打开车门，如果想要启动汽车，首先利用身份识别模块2完成驾车人员身份识别信息的采集，再由中控显示模块1将其与预存在数据库里面的有权驾驶人员信息进行比对，如果身份验证表明是无权驾驶人员，则通过中控显示模块1进行提示预警，并存储下当前车辆操作人员相关的身份信息以便事后追责，同时通过GPRS短信模块502告知车主处理；如果身份验证通过，则此时触发安全驾驶检测，酒精检测管理模块3弹出软质酒精检测终端完成驾驶员酒精含量的采集，再由中控显示模块1对驾驶员饮酒状态进行判断处理，将酒精含量、是否超标的检测结果在中控显示模块1中LCD显示屏101上进行显示。如果酒精检测超标，则通过其控制电路对车辆点火装置、油控装置进行自锁，利用GPRS短信模块502告知其所预设联系人，阻止驾驶人员酒后驾车；如果驾驶员酒精检测合格，则车辆正常启动，此时车速检测传感器单元401利用车速检测传感器采集当前车速，经过信号处理电路传送给判罚处理单元402；当监测车辆处在限速路段时，限速路段锚节点7及时将当前的限速值发送给各个车载子系统6，判罚处理单元402再根据道路检测子网络11中传来的道路限速信息与采集到的当前车速做比较判断是否超速；如果车辆超速程度达到交通法规中所规定的超速驾驶处罚范围，则根据不同超速扣分标准完成自动扣分操作，将当前车速、限速路段限速值、超速范围、所扣分值通过中控显示模块1进行实时显示；并将车辆违规时的驾驶证号码、当前车速、限速路段限速值、超速范围、所扣分值及时发送给道路监测子网络11，再由其中汇聚节点10利用无线传感器网络或者是现有计算机网络12汇聚到交管远程数据中心13，同时路边摄像头9根据汇聚节点10发送的指令对违规车辆进行抓拍。在车辆超速经过一定时间（系统可预设）后，当中控显示模块1检测到驾驶人员仍然无作为时，会向智能减速单元403发送指令，此时智能减速单元403根据当前车辆超速信息通过相应的刹车装置与油控电路完成车辆逐步减速到正常行驶速度。其中道路监测子网络11中终端节点7除了可充当限速路段锚节点外，还可以携带各种温度传感器、光敏传感器、压力传感器、气体传感器、湿度传感器、声波传感器等完成相应路况信息的采集，并将路况信息发送给所处路段的车载子系统6，同时经过中继节点8将路况信息传送给汇聚节点10，再由其传输给交管远程数据中心13进行路况信息的远程显示。

Claims (6)

1.一种基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，其特征在于，包括车载子系统、道路监测子网络与远程数据中心，车载子系统包括中控显示模块、身份识别模块、酒精检测管理模块、超速监测判罚处置模块和无线射频通信模块，车载子系统通过无线方式与道路监测子网络进行无线通信，道路监测子网络与远程数据中心通过无线传感器网络或者计算机网络完成数据通信。

2.根据权利要求1所述基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，其特征在于，所述道路监测子网络包括汇聚节点、中继节点、终端节点和现场采集设备，终端节点通过现场采集设备或自带传感器采集现场数据，通过无线方式传送到汇聚节点或者是车载子系统，终端节点可以直接与汇聚节点或者车载子系统交换数据，也可以通过中继节点以多跳的方式与汇聚节点或者车载子系统进行数据通信。

3.根据权利要求1所述基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，其特征在于，所述车载子系统中中控显示模块包括LCD显示屏、中控处理单元和数据存储单元，身份识别模块、酒精检测管理模块、超速监测判罚处置模块与中控显示模块进行数据通信，数据通过LCD显示屏显示，同时中控显示模块通过无线射频通信模块发送数据或接收外来数据。

4.根据权利要求3所述基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，其特征在于，所述酒精检测管理模块包括酒精检测采集处理单元和提示预警自锁单元，酒精检测采集处理单元由压力弹出装置、弹性胶皮包裹关联电路和终端酒精检测传感器单元组成，酒精检测采集处理单元置于驾驶员所坐位置的上方、靠近驾驶员头部处，酒精检测采集处理单元采集数据送中控显示模块显示并进行对比，酒精检测采集处理单元输出到提示预警自锁单元，提示预警自锁单元进行安全驾驶提醒并通过其控制电路对车辆点火装置、油控装置进行自锁。

5.根据权利要求3所述基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，其特征在于，所述超速监测判罚处置模块包括放置在车轮位置的车速检测传感器单元、判罚处理单元和智能减速单元，其中车速检测传感器单元中车速检测传感器可采用磁电式车速传感器、霍尔式车速传感器或光电式车速传感器中的一种，判罚处理单元对车速检测传感器单元采集到的当前车速和中控显示模块从道路监测子网络接收的信息进行处理，处理结果送中控显示模块进行实时显示，智能减速单元根据判罚处理单元输出的结果对相应的刹车装置与油控电路进行行驶速度控制。

6.根据权利要求3所述基于无线传感器网络的驾车行为监测预警系统，其特征在于，所述无线射频通信模块包括无线传感器网络通信单元和GPRS短信模块。

Images