CN204833706U - 基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，包括单片机，鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块、存储模块，所述鸣笛检测模块用于检测鸣笛信号并发送给单片机，所述北斗导航定位模块用于接收车辆经纬度信息和时间信息发送给单片机，所述存储模块用于存储交通部门划分的城市禁鸣区域的经纬度范围信息，所述GSM模块用于发送违章短信；所述单片机分别与鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块、存储模块相连接。本实用新型解决了交通部门对车辆违章鸣笛无法有效监管和取证的问题，从而有效遏制城市汽车违章鸣笛的行为，提高了城市居民的居住质量和工作环境。

Description

基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，属于违章鸣笛检测技术领域。

背景技术

随着我国城镇化以及交通工具的飞速发展，城镇道路的车流量急剧上升，汽车鸣笛产生的噪音已经成为公害，严重影响市民的居住质量和工作环境。此外，噪声污染也引发了许多疾病。据调查，目前城市内主要的交通噪声就是来自汽车的鸣笛声。汽车喇叭的鸣笛声分贝很大，对身体的伤害也是不容小觑的。因此，对汽车噪音的治理已经引起相关部门的重视，也采取一些措施解决这个问题，例如提高或改进汽车的降噪性能、在道路的两侧种植了大量的树木与草坪作为绿化带，降低噪音污染。如今各大城市都设置了一些禁鸣区域来防止鸣笛噪声的污染。与此同时，国家也颁步了法律规范来制止违章鸣笛，对违章鸣笛的车辆实行处罚。

目前，通常在道路口采取电子设备自动监控车辆的闯红灯和压双黄线等道路违章现象，然而违章鸣笛监控一直存在管理难度大、取证难等问题，因此依然无法有效遏制汽车违章鸣笛的行为。例如，车辆在行驶过程中，交警只能通过耳听来判断车辆是否违章鸣笛，然而等到去处理时，很多司机都不承认，然后就不了了之，很难对违章鸣笛者进行有效处理。为了更加正确地确定违章鸣笛汽车的位置，交通部门也采用基于声源定位技术来确定违章车辆的位置。该方法利用麦克风阵列接收到的汽车鸣笛声，通过分析该鸣笛声的频谱特性，再采用对延迟时间的方法，获得违章车辆的位置信息。然而基于声源定位技术的违章鸣笛系统只能监控小范围的区域，此外，在实际的环境中违章鸣笛通常出现在车多拥挤的时候，此时麦克风收到的汽车鸣笛声往往存在直达声以及路面和不同车辆之间的反射声等多个分量，而且同一方向上极有可能存在多辆汽车，这些都会导致基于声源定位技术的违章鸣笛系统无法对违章车辆位置进行准确判断，从而影响对违章鸣笛的执法力度。因此，设计一种在交通道路复杂或者车辆拥挤情况下都能有效监控违章鸣笛车辆的检测系统是非常有必要的。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，包括单片机，鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块、存储模块，所述鸣笛检测模块用于检测鸣笛信号发送给单片机，所述北斗导航定位模块用于接收车辆经纬度信息和时间信息发送给单片机，所述存储模块用于存储交通部门划分的城市禁鸣区域的经纬度范围信息，所述GSM模块用于发送违章短信；所述单片机分别与鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块、存储模块相连接，单片机用于接收鸣笛检测模块的鸣笛信号后，对比北斗导航定位模块与存储模块中经纬度信息，将经纬度信息位于在禁鸣区范围内的车主进行记录，通过GSM模块发送违章短信。

还包括稳压电路模块，所述稳压电路模块分别与单片机、北斗导航定位模块相连接，稳压电路模块用于将将汽车蓄电池提供的12V电压分别转换成5V和3.3V的电压。

所述鸣笛检测模块包括电流互感器、电压调节模块、A\D转换模块，所述电流互感器、电压调节模块、A\D转换模块相互串联后与单片机相连接。

作为优选方案，所述单片机采用STC12C5A60S2芯片。

作为优选方案，所述北斗导航定位模块采用UM220-ⅢN芯片。

有益效果：本实用新型提供的基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，针对目前交通部门对城市禁鸣区内的大量违章鸣笛行为不能有效监管的问题，该系统利用车载北斗导航定位技术实时采集汽车定位信息以判断是否处于禁鸣区，同时使用电流互感器感应汽车喇叭电路中是否通过电流信号从而判断汽车的鸣笛行为，避免嘈杂和拥挤的道路环境对定位违章鸣笛汽车产生的干扰。当确认车子违章鸣笛后，该系统通过GSM通信模块能将违章信息（违章时间、地点、车牌号和违章行为等）第一时间发送到交通部门，可以使交通部门在后台控制中心内及时有效地获知违章鸣笛的车辆，以便于对违章鸣笛车辆的取证和跟踪监管，节省了大量的人力物力。解决了交通部门对车辆违章鸣笛无法有效监管和取证的问题，从而有效遏制城市汽车违章鸣笛的行为，提高了城市居民的居住质量和工作环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为单片机主控电路图；

图3为稳压电路模块5V电源电路图；

图4为稳压电路模块3.3V电源电路图；

图5为北斗导航定位模块电路图；

图6为鸣笛检测模块电路图；

图7为存储模块电路图；

图8为GSM模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，一种基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，包括单片机，鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块、存储模块、稳压电路模块。

单片机负责控制和协调该系统中的鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块和存储模块的工作。

鸣笛检测模块主要在嘈杂和拥挤的道路环境中确定汽车的鸣笛行为，它由电流互感器、电压调节模块和A\D转换模块组成。当司机在按下喇叭开关时，电流互感器就会感应到通过喇叭电路的电流信号，然后将感应到的电流信号进行I/V转换（电流转换成电压）处理，再利用电压调节模块调节电压以适合单片机能承受的电压范围，最后利用A\D转换模块采样电压信号并送入单片机进行处理。

北斗导航定位模块主要由UM220系列导航定位芯片组成，UM220是一款双系统导航定位芯片，能实时接收北斗和GPS卫星信号，通过对卫星信号的解算处理能获得车辆的所处的经纬度与时间，然后由单片机提取该定位信息。

存储模块用于存储交通部门划分的城市禁鸣区所属的经纬度范围，通过将北斗导航定位模块采集的汽车定位信息与存储模块中所预设的禁鸣区经纬度范围进行比较，从而判断车辆是否处于禁鸣区内。

GSM模块在汽车违章鸣笛行为发生时，利用单片机串口通信将违章信息以短信的形式发送给交通部门，来告知相关车辆的违章状况。

稳压电路模块将汽车蓄电池提供的12V电压分别转换成5V和3.3V的电压，分别为系统中各个模块进行供电，保证其正常和稳定工作。

本实用新型设计了一种基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，具体实现方法如下：

如图2所示，单片机主控电路：本实用新型采用STC12C5A60S2单片机，单片机采用5V电源供电，时钟电路由振荡频率为22.1184MHz的晶振以及20pF的电容C8和C9构成的振荡回路组成。复位电路由开关S1以及电容C12构成，并连接到单片机的复位RST端口。

如图3所示，稳压电路模块为本系统提供5V电源，5V电源为本系统内大部分芯片提供工作电压，由LM2596芯片组成的稳压电路将车载12V电压降为5V电压。J1口为12V电源接口，电容CE1、CE2、C1、C2均为滤波电容，起到旁路或退耦的作用，用于滤除电源输入端出现高频电压；5V电源电路最后添加了保险丝F1，为了防止电流过大烧毁电路。如图4所示，稳压电路模块为北斗导航定位模块供电的3.3V电源电路图。由于本系统中北斗导航定位模块需要3.3V，因此需要采用AMS-1117芯片将5V电源进行再次降压处理产生3.3V电源，将5V电压连接在芯片AMS-1117的IN引脚上，从芯片的OUT端口就能输出3.3V电压，同时，在该芯片的3脚连接了发光二极管L2和电阻R3，当电源接通后，二极管L2发亮，表明电路通电正常；电路中的C3、C4以及CE3均为电源滤波电容，为了滤除电源中的杂波。

如图5所示，北斗导航定位模块用来实时获取车辆的位置信息，该电路由UM220-ⅢN定位芯片组成。该芯片具有体积小、定位精度高的特点，能够精确定位车辆位置。定位芯片UM220-ⅢN的供电电压VCC1为3.3V，采用北斗/GPS双模天线，该北斗导航定位模块的最小系统包括两个串口：5脚与6脚组成的串口1，串口1可通过电平转换电路连接到PC机的USB接口，用户可通过PC机观测此时北斗模块定位的信息数据；RX与TX引脚构成的串口2，串口2用于与单片机进行通信，用来发送或接收信号，北斗导航定位模块电路通过TX端口向单片机实时发送车辆当前的定位信息。T表示北斗导航定位芯片的天线。

如图6所示，鸣笛检测模块电路用来检测汽车喇叭电路中是否通过电流信号，从而判断车辆是否有鸣笛行为，该电路采用电流互感器感应喇叭电路的电流信号，其中电流互感器由一次线圈与二次线圈构成，分别对应IT1和IT2，可以将数值大的喇叭电流转换为数值较小的电流信号。由于汽车喇叭电路的电流约为3A，因此本系统利用变流比为60的电流互感器，将喇叭电流信号转换为50mA的电流信号，再通过50欧姆负载将其转变为电压信号，并经过二极管和电阻构成的整流电路处理，接着利用三级管来实现电平转换，最终将输出信号送到单片机的P1.0口，由于STC12C5A60S2单片机的P1.0口自带AD功能，因此该电路中无需增加AD转换器。

如图7所示，存储模块用于存储交通部门划分的城市禁鸣区所属的经纬度范围，通过将北斗导航定位模块采集的汽车定位信息与存储模块中所读取的禁鸣区经纬度范围进行比较，从而单片机能够判断车辆是否处于禁鸣区内。本实用新型采用AT24C02存储芯片组成数据存储模块电路。AT24C02支持I²C总线协议，通过将存储芯片AT24C02的地址引脚A0、A1和A2接地，从而可以确定该芯片的地址；引脚SCL为串行时钟脚，在串行输入输出数据时用于输入时钟，与单片机的P2.5口相连；引脚SDA为串行数据线，与单片机的P2.6口相连，其中引脚SCL和SDA需分别通过阻值为5.1KΩ的上拉电阻与5V电源相连接。

如图8所示，单片机与GSM模块之间通信主要是用于将车辆违章鸣笛信息通过SMS（ShortMessageService）形式向交通部门发送短消息。因为本系统只用到GSM模块的SMS短信发送功能，即可以直接使用串行口即RXD/TXD口与单片机进行通信，结构比较简单，只需要将该芯片的TXD、RXD引脚分别连接到单片机的串口RXD和TXD上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，包括单片机，其特征在于：还包括鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块、存储模块，所述鸣笛检测模块用于检测鸣笛信号发送给单片机，所述北斗导航定位模块用于接收车辆经纬度信息和时间信息发送给单片机，所述存储模块用于存储交通部门划分的城市禁鸣区域的经纬度范围信息，所述GSM模块用于发送违章短信；所述单片机分别与鸣笛检测模块、北斗导航定位模块、GSM模块、存储模块相连接，单片机用于接收鸣笛检测模块的鸣笛信号后，对比北斗导航定位模块与存储模块中经纬度信息，将经纬度信息位于在禁鸣区范围内的车主进行记录，通过GSM模块发送违章短信。

2.根据权利要求1所述的基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，其特征在于：还包括稳压电路模块，所述稳压电路模块分别与单片机、北斗导航定位模块相连接，稳压电路模块用于将汽车蓄电池提供的12V电压分别转换成5V和3.3V的电压。

3.根据权利要求1或2所述的基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，其特征在于：所述鸣笛检测模块包括电流互感器、电压调节模块、A\D转换模块，所述电流互感器、电压调节模块、A\D转换模块相互串联后与单片机相连接。

4.根据权利要求1所述的基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，其特征在于：所述单片机采用STC12C5A60S2芯片。

5.根据权利要求1所述的基于北斗导航的禁鸣区违章鸣笛检测系统，其特征在于：所述北斗导航定位模块采用UM220-ⅢN芯片。