CN204576812U - 基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，涉及智能交通技术领域，该装置包括交通信号发射装置和交通信号接收装置，交通信号发射装置和交通信号接收装置通过ZigBee模块进行无线通信，交通信号发射装置包括ZigBee无线通信主模块、第一功率放大器、第一LED显示器、第一LCD显示器，交通信号接收装置包括ZigBee无线通信从模块、第二功率放大器、第二LED显示器、语音转换模块。本实用新型的有益效果：交通信号接收装置上设置语音转换模块，将接收到的交通信号灯信息转换成语音提醒驾驶员，解决了极端天气条件下仅利用对交通信号灯颜色和形状的检测与识别困难的问题。

Description

基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置

技术领域

本实用新型涉及智能交通技术领域，特别涉及一种基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置。

背景技术

蜜蜂在发现食物后通过肢体语言ZigZag舞蹈，向其他蜜蜂传达食物信息，借此便将ZigBee作为新一代无线通讯技术的名称。作为“物联网”分支的ZigBee技术是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的关于组网、安全和应用软件等方面的技术标准，是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。

城市交叉口是道路交通系统的重要组成部分，也是目前城市交通态势最为复杂、交通事故频发的区域。由于驾驶员需要在极短时间内完成一系列复杂操作，包括读取仪表指示、遵守交通控制、实施转向、避让行人等，任何一个驾驶失误都有可能导致交通事故的发生。目前在交叉口安装交通信号灯尽管可以有效引导和控制交通流，但由于交通信号灯自身发光且目标较小，使驾驶员在雨雪、雾霾等能见度较低的环境下很难及时准确地感知其状态信息。

现代城市交叉口信号灯一般采用红黄绿三种颜色的圆形或箭头型LED灯平行布置。由于其目标较小，因此在极端天气条件下仅利用对交通信号灯颜色和形状的检测与识别，不能很好地满足驾驶员对交叉口交通信号的采集要求。

综上所述，有必要设计一种基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，将交通信号信息转换成语音信息提醒驾驶员，以解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，将交通信号信息转换成语音信息提醒驾驶员。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，包括安装于交通路口的交通信号发射装置和设置在车内驾驶室且靠近驾驶员的交通信号接收装置，所述交通信号发射装置与交通信号接收装置通过无线网络连接，所述交通信号发射装置包括第一电源模块、交通灯信号控制器、交通信号灯、串口模块、ZigBee无线通信主模块、第一功率放大器、用于指示网络连接情况的第一LED显示器和用来显示节点状态的第一LCD显示器，所述第一电源模块分别与交通灯信号控制器、ZigBee无线通信主模块、第一功率放大器、第一LED显示器、第一LCD显示器连接，所述交通灯信号控制器与交通信号灯连接，所述交通灯信号控制器通过串口模块与ZigBee无线通信主模块连接，所述ZigBee无线通信主模块分别与第一功率放大器、第一LED显示器、第一LCD显示器连接，所述交通信号接收装置包括第二电源模块、ZigBee无线通信从模块、第二功率放大器和语音转换模块，所述第二电源模块分别与ZigBee无线通信从模块、第二功率放大器和实时给驾驶员播报交通灯信号的语音转换模块连接，所述ZigBee无线通信从模块分别与所述第二功率放大器和语音转换模块连接。

进一步，所述交通信号接收装置还包括用于显示该装置是否加入网络的第二LED显示器，所述第二LED显示器分别与ZigBee无线通信从模块和第二电源模块连接。

进一步，所述语音转换模块包括嵌入式处理器、与所述嵌入式处理器连接的滤波器和与所述滤波器连接的放大器。

进一步，所述ZigBee无线通信主模块和ZigBee无线通信从模块均采用CC2530芯片。

进一步，所述嵌入式处理器采用ATmega128L芯片。

进一步，第一功率放大器和第二功率放大器均采用RFX2401芯片以提高无线传输时的发射功率。

本实用新型的有益效果：本实用新型的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，通过安装在交叉路口处的ZigBee无线通信主模块和驾驶室内的ZigBee无线通信从模块实现交通灯信号的识别，并通过语音转换模块播报给车辆驾驶人，使其能及时获取交通灯信号，解决了在能见度差的情况下仅利用对交通信号灯颜色和形状的检测与识别困难的问题，使驾驶人在交通态势较为复杂的交通路口完成一系列复杂操作提供了宝贵时间，设计新颖合理，实现方便。在缓解日趋紧张的交通拥挤，防止不必要的事故发生以及减轻交通执法人员的工作量方面起着非常重要的作用，实用性强，便于推广使用。

语音转换模块以嵌入式处理器为核心，结合滤波器、放大器的滤波、放大作用实现低延迟、高品质的语音通信，使得基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置的智能化程度更高，人性化程度更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的语音转换模块原理框图。

图3为本实用新型的语音转换模块的电路图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，如图1所示：

本实用新型的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，包括安装于交通路口的交通信号发射装置和设置在车内驾驶室且靠近驾驶员的交通信号接收装置，所述交通信号发射装置与交通信号接收装置通过无线网络连接，所述交通信号发射装置包括第一电源模块、交通灯信号控制器、交通信号灯、串口模块、ZigBee无线通信主模块、第一功率放大器、第一LED显示器和第一LCD显示器，所述第一电源模块分别与交通灯信号控制器、ZigBee无线通信主模块、第一功率放大器、第一LED显示器、第一LCD显示器连接，所述交通灯信号控制器与交通信号灯连接，所述交通灯信号控制器通过串口模块与ZigBee无线通信主模块连接，所述ZigBee无线通信主模块分别与第一功率放大器、第一LED显示器、第一LCD显示器连接，所述交通信号接收装置包括第二电源模块、ZigBee无线通信从模块、第二功率放大器和语音转换模块，所述第二电源模块分别与ZigBee无线通信从模块、第二功率放大器和语音转换模块连接，所述ZigBee无线通信从模块分别与所述第二功率放大器和语音转换模块连接。一个交通信号发射装置可以与多个交通信号接收装置无线通信，ZigBee无线通信主模块作为协调器，可以自动形成网络，向网络内的各终端节点发送路口交通灯信息。ZigBee无线通信从模块作为终端节点，上电后会自动搜寻附近的网络并申请加入。第一功率放大器和第二功率放大器分别用于对ZigBee无线通信主模块和ZigBee无线通信从模块的功率进行放大，大幅提高ZigBee无线通信模块数据传输距离和稳定性。第一LED显示器用来指示交通信号发射装置上网络连接情况，第一LCD显示器用来显示终端节点状态。第一功率放大器和第二功率放大器均采用RFX2401芯片用以提高无线传输时的发射功率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述交通信号接收装置还包括用于显示该装置是否加入网络的第二LED显示器，所述第二LED显示器分别与ZigBee无线通信从模块和第二电源模块连接。

作为上述技术方案的进一步改进，如图 2所示，语音转换模块包括嵌入式处理器、与所述嵌入式处理器连接的滤波器和与所述滤波器连接的放大器。语音转换模块将接收交通信号发射装置发送当前路口交通信号灯的状态信息转换成语音向驾驶员语音播报。嵌入式处理器采用ATmega128L芯片，利用其8路10位A/D转换器和2通道位数可编程PWM通道，实现语音的A/D转换,再将转换后的语音信号通过滤波器进行滤波，再通过放大器对语音信号进行放大后输出，使驾驶员听到清晰的交通灯信号状态信息。语音转换模块的具体实现电路如图3所示。

作为上述技术方案的进一步改进，所述ZigBee无线通信主模块和ZigBee无线通信从模块均采用CC2530芯片。CC2530芯片支持IEEE 802.15.4标准/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的应用，结合了一个完全集成的，高性能的RF收发器与一个8051微处理器，8 kB的RAM ，32/64/128/256 KB闪存，以及其他强大的支持功能和外设。CC2530芯片内移植了Z-Stack网络协议栈，具有Z-Stack网络协议栈系统的CC2530上电之后会自动形成或加入网络。

最后说明的是，以上实施例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宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，包括安装于交通路口的交通信号发射装置和设置在车内驾驶室且靠近驾驶员的交通信号接收装置，所述交通信号发射装置与交通信号接收装置通过无线网络连接，其特征在于：所述交通信号发射装置包括第一电源模块、交通灯信号控制器、交通信号灯、串口模块、ZigBee无线通信主模块、第一功率放大器、用于指示网络连接情况的第一LED显示器和用来显示终端节点状态的第一LCD显示器，所述第一电源模块分别与交通灯信号控制器、ZigBee无线通信主模块、第一功率放大器、第一LED显示器、第一LCD显示器连接，所述交通灯信号控制器与交通信号灯连接，所述交通灯信号控制器通过串口模块与ZigBee无线通信主模块连接，所述ZigBee无线通信主模块分别与第一功率放大器、第一LED显示器、第一LCD显示器连接，所述交通信号接收装置包括第二电源模块、ZigBee无线通信从模块、第二功率放大器和实时给驾驶员播报交通灯信号的语音转换模块，所述第二电源模块分别与ZigBee无线通信从模块、第二功率放大器和语音转换模块连接，所述ZigBee无线通信从模块分别与所述第二功率放大器和语音转换模块连接。

2.如权利要求1所述的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，其特征在于：所述交通信号接收装置还包括用于显示该装置是否加入网络的第二LED显示器，所述第二LED显示器分别与ZigBee无线通信从模块和第二电源模块连接。

3.如权利要求1所述的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，其特征在于：所述语音转换模块包括嵌入式处理器、与所述嵌入式处理器连接的滤波器和与所述滤波器连接的放大器。

4.如权利要求1至3之一所述的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，其特征在于：所述ZigBee无线通信主模块和ZigBee无线通信从模块均采用CC2530芯片。

5.如权利要求3所述的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，其特征在于：所述嵌入式处理器采用ATmega128L芯片。

6.如权利要求1所述的基于ZigBee技术的交通信号灯识别装置，其特征在于：所述第一功率放大器和第二功率放大器均采用RFX2401芯片以提高无线传输时的发射功率。