專利名稱：道路交通安全信息提示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路交通設(shè)施領(lǐng)域，具體涉及一種道路交通安全信息提示裝置。
背景技術(shù)：
目前，道路交通安全信息的提示、警示，主要是通過(guò)道路旁的道路交標(biāo)志牌向駕駛員傳遞的。用圖形、文字、符號(hào)表示信息的傳統(tǒng)道路交通標(biāo)志牌，提示內(nèi)容固定、單一，不能及時(shí)反映道路交通狀況的時(shí)變性和不確定性，加之易受雨霧天氣、駕駛員注意力等因素的影響，其對(duì)安全信息的提示作用受到了極大的局限。采用LED顯示技術(shù)的可變式通路交通信息顯示牌，因造價(jià)高，易耗損，且不能實(shí)時(shí)地顯示信息，因此難以在道路的全路段推廣應(yīng)用。
中國(guó)專利“道路交通安全提示器”(中國(guó)專利號(hào)ZL96237063.0)公開了一種設(shè)置編碼開關(guān)、將固定簡(jiǎn)單的交通標(biāo)志信息無(wú)線發(fā)射的警示裝置；中國(guó)專利“交通標(biāo)志和交通安全無(wú)線語(yǔ)音警示系統(tǒng)”(中國(guó)專利號(hào)00125902.4)公開了一種采用無(wú)線射頻技術(shù)，設(shè)置測(cè)試開關(guān)、面板掃描指示和語(yǔ)音處理模塊的交通標(biāo)志警示裝置。這兩項(xiàng)專利對(duì)于強(qiáng)化、延伸交通標(biāo)志的功能作用有著積極的意義。但它們同傳統(tǒng)的固定式道路交通標(biāo)志(也包括可變式)一樣，由于信息是單向發(fā)送，內(nèi)容固定，信息變更慢，不能在復(fù)雜多變的道路交通環(huán)境下，對(duì)安全信息實(shí)時(shí)進(jìn)行采集、綜合、處置、交換，實(shí)現(xiàn)人、車、路之間雙向信息無(wú)線傳輸，及時(shí)、準(zhǔn)確地、動(dòng)態(tài)地向駕駛員提供現(xiàn)場(chǎng)路況和實(shí)時(shí)的安全信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種道路交通安全信息提示裝置，可在人、車、路之間進(jìn)行無(wú)線雙向數(shù)據(jù)通信，交互地、動(dòng)態(tài)地、實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地向駕駛員提示道路交通安全信息。
本發(fā)明道路交通安全信息提示裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)、制作一種道路交通安全信息提示裝置，由道路信息裝置和車載信息裝置構(gòu)成，其中道路信息裝置包括射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路及控制處理電路，其連接關(guān)系是，射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路的輸入與輸出分別接控制處理電路的輸出與輸入；車載信息裝置包括射頻電路、接口電路、方向指示電路及控制處理電路，其連接關(guān)系是，射頻電路的輸入與輸出接控制處理電路的輸出與輸入，接口電路、方向指示電路的輸出接控制處理電路的輸入。道路信息裝置與車載信息裝置之間進(jìn)行雙向無(wú)線射頻數(shù)據(jù)通訊；道路信息裝置的發(fā)射信息可以通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新。其中，道路信息裝置中的射頻電路由射頻收發(fā)芯片U18構(gòu)成，無(wú)線通訊電路由無(wú)線通訊模塊U19構(gòu)成，紅外通信電路由紅外接收芯片U20和紅外解碼芯片U21構(gòu)成，控制處理電路由微控制器芯片U17構(gòu)成；車載信息裝置中的射頻電路由射頻收發(fā)芯片U2構(gòu)成，接口電路由RS232收發(fā)器芯片U12和六施密特觸發(fā)器芯片U24構(gòu)成，控制處理電路由微控制器芯片U1構(gòu)成。
所述道路信息裝置還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、收發(fā)天線及射頻天線，其連接關(guān)系是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的輸入與輸出接控制處理電路的輸出與輸入，收發(fā)天線的輸入與輸出接無(wú)線通訊電路的輸出與輸入，射頻天線的輸入與輸出接射頻電路的輸出與輸入；車載信息裝置還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、數(shù)字語(yǔ)音電路、信息顯示電路及射頻天線，其連接關(guān)系是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的輸入與輸出接控制處理電路的輸出與輸入，數(shù)字語(yǔ)音電路、信息顯示電路的輸入接控制處理電路的輸出，射頻天線的輸入與輸出接射頻電路的輸出與輸入。其中，道路信息裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由快閃存儲(chǔ)器芯片U22構(gòu)成，收發(fā)天線由雙頻手機(jī)天線構(gòu)成；車載信息裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由快閃存儲(chǔ)器芯片U13構(gòu)成，數(shù)字語(yǔ)音電路由掩模語(yǔ)音芯片U14和音頻功率放大芯片U15構(gòu)成，信息顯示電路由顯示驅(qū)動(dòng)與控制芯片U16構(gòu)成。
所述的接口電路包括RS-232串行接口和脈沖整形電路。
所述的方向指示電路是霍爾元件型、電感傳感器型或磁阻傳感器型的數(shù)字化電子指南針模塊中的一種。
所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，可以是GSM、GPRS、CDMA、WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)。
所述的控制處理電路既可以是單獨(dú)的，也可以包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的子控制處理電路，所述各子控制處理電路分別控制著射頻電路或其它電路的工作，各子控制處理電路之間通過(guò)相關(guān)的接口協(xié)議協(xié)調(diào)工作。
所述的控制處理電路控制、協(xié)調(diào)所述各電路的運(yùn)作，設(shè)置具有系統(tǒng)操作能力的固化軟件和/或系統(tǒng)軟件，支持裝置的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊、信息顯示和對(duì)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與處理等功能。
所述的固化軟件和/或系統(tǒng)軟件可以存儲(chǔ)在所述控制處理電路中，或存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路中；所述的固化軟件和/或系統(tǒng)軟件在車載信息裝置中可以通過(guò)接口電路進(jìn)行下載或更新，在道路信息裝置中可以通過(guò)無(wú)線通訊電路從無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)下載并更新。
本發(fā)明的目的還要通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)提出一種基于道路交通安全信息提示裝置的信息提示的方法，所述信息提示裝置包括道路信息裝置和車載信息裝置，道路信息裝置包括用于接收射頻信號(hào)或發(fā)送數(shù)據(jù)的射頻電路，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的無(wú)線通訊電路，與手持紅外遙控裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的紅外通信電路，以及與所述射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路分別連接的控制處理電路；所述車載信息裝置包括用于接收射頻信號(hào)或發(fā)送數(shù)據(jù)的射頻電路，用于連接和采集外部設(shè)備數(shù)據(jù)的接口電路，用于車輛行駛方向參數(shù)數(shù)字化的方向指示電路，以及與所述射頻電路、接口電路、方向指示電路分別連接的控制處理電路，所述方法還包括以下步驟所述車載信息裝置中的所述接口電路以中斷請(qǐng)求的方式發(fā)送數(shù)據(jù)到所述控制處理電路；所述車載信息裝置中的所述方向指示電路以中斷請(qǐng)求的方式發(fā)送數(shù)據(jù)到所述控制處理電路；所述道路信息裝置中的所述控制處理電路控制所述射頻電路，與所述車載信息裝置中的所述控制處理電路控制的所述射頻電路建立無(wú)線通訊連接，并向其發(fā)送數(shù)據(jù)；所述車載信息裝置中的所述控制處理電路控制所述射頻電路，向所述道路信息裝置中的所述控制處理電路控制的所述射頻電路發(fā)送數(shù)據(jù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、具有與外部設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口本發(fā)明配置標(biāo)準(zhǔn)的接口電路，既可以接收車載行駛記錄儀、車載全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星接收機(jī)GPS的數(shù)據(jù)信息，也可以連接車速傳感器輸出接收車速信息；2、具備聯(lián)網(wǎng)通信功能道路信息裝置通過(guò)無(wú)線通訊電路與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)可以短信息的方式交換，也可以GPRS隨時(shí)在線的方式進(jìn)行交換。在不同道路路段收集信息的道路信息裝置將所有信息上傳并匯總，可以產(chǎn)生即時(shí)的道路情況數(shù)據(jù)；3、提示的信息可以進(jìn)行及時(shí)動(dòng)態(tài)更新在道路發(fā)生一些意外情況如起大霧、下暴雨、山洪、車禍、嚴(yán)重?fù)矶碌鹊臅r(shí)候，道路的維護(hù)單位既能通過(guò)手持式紅外遙控發(fā)射裝置到現(xiàn)場(chǎng)改變道路信息裝置提示信息的內(nèi)容，也可以用手機(jī)發(fā)送改變提示信息的命令從而將更新的信息通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到道路信息裝置；4、可以提供準(zhǔn)確、可靠的交通安全信息本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在關(guān)鍵路段將人、車、路的交通安全信息匯總并進(jìn)行分析處理，適應(yīng)道路交通安全復(fù)雜多變的特性，另外信息的獲取具有交互式、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的特點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，利于建立有效、可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)讓廣大用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)；5、可以采集車輛的關(guān)鍵信息如行駛方向、車速等數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理從方向指示電路接收車輛行駛方向參數(shù)，以區(qū)分不同行駛方向上車輛正確的道路交通安全信息；從接口電路接收車速信號(hào)，與本路段的限速信息進(jìn)行比較，從而可以計(jì)算出車輛是否違章超速行駛；車速參數(shù)與當(dāng)前道路的屬性決定了車載信息裝置向道路信息裝置反饋信息的發(fā)射頻率及優(yōu)先級(jí)，比如在高速公路上，不按規(guī)定停車的車輛的發(fā)射優(yōu)先級(jí)高于正常車速行駛的車輛，而在城市間公路上，超速行駛的車輛信息發(fā)射優(yōu)先級(jí)高于正常車速行駛的車輛；道路信息裝置通過(guò)控制車載信息裝置的特定延時(shí)的數(shù)據(jù)大小來(lái)達(dá)到上述目的；6、為駕駛者提供人性化、直觀的信息顯示在車載信息裝置中，以信息顯示電路提供安全信息圖像顯示的同時(shí)還以數(shù)字語(yǔ)音電路提供清晰的語(yǔ)音提示，這樣在不影響駕駛者操縱車輛的情況下，為駕駛者配置了安全駕駛的助手，直觀地提供了全面的道路交通安全提示信息；7、裝置的制造和使用維護(hù)成本很低，利于大批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用本發(fā)明全部可以采用通用元器件實(shí)現(xiàn)，工藝成熟，對(duì)組裝的生產(chǎn)線沒(méi)有特殊要求，甚至可以將模塊全部委托加工，不需要建立組裝車間，因此具有極低的制造成本；室外安裝的設(shè)備因采用自供電、異常自復(fù)位設(shè)計(jì)，一旦安裝好便不需要維護(hù)，在設(shè)備正常使用壽命內(nèi)它處于智能運(yùn)行狀態(tài)，不需要投入硬件維護(hù)費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明的方框圖；圖2是車載信息裝置中控制處理電路的電路圖；圖3是車載信息裝置中射頻電路的電路圖；圖4是車載信息裝置中方向指示電路的電路圖；圖5是車載信息裝置中接口電路的電路圖；圖6是車載信息裝置中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的電路圖；圖7是車載信息裝置中數(shù)字語(yǔ)音電路的電路圖；圖8是車載信息裝置中信息顯示電路的電路圖；圖9是道路信息裝置中控制處理電路的電路圖；圖10是道路信息裝置中射頻電路的電路圖；圖11是道路信息裝置中無(wú)線通訊電路的電路圖；圖12是道路信息裝置中紅外通信電路的電路圖；圖13是道路信息裝置中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的電路圖；圖14是手持式紅外遙控發(fā)射裝置的電路圖；圖15是本發(fā)明車載信息裝置中控制處理電路內(nèi)設(shè)置的第一固化軟件的工作流程圖；圖16是本發(fā)明道路信息裝置中控制處理電路內(nèi)設(shè)置的第二固化軟件的工作流程圖；圖17為本發(fā)明在城市外公路上的一種應(yīng)用示意圖；
圖18為本發(fā)明在城市內(nèi)道路上的一種應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明裝置的構(gòu)成及工作過(guò)程，能夠更清楚地了解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，圖中相同的標(biāo)注代表相同的部件。
一種基于道路交通安全信息提示裝置的信息提示的方法，如圖1所示，包括如下步驟A設(shè)置道路信息裝置，在其內(nèi)裝可接收無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)信息的無(wú)線通訊電路，以及控制所述道路信息裝置的控制處理電路、射頻電路和紅外通信電路；在物理上，所述各電路可以單獨(dú)存在，也可以合并為一個(gè)或兩個(gè)電路；B設(shè)置車載信息裝置，在其內(nèi)裝可與道路信息裝置建立無(wú)線通訊連接的射頻電路，以及控制所述車載信息裝置的控制處理電路，方向指示電路和接口電路；C所述車載信息裝置中的所述接口電路以中斷請(qǐng)求的方式發(fā)送車速數(shù)據(jù)至控制處理電路；D所述車載信息裝置中的所述方向指示電路以中斷請(qǐng)求的方式發(fā)送車輛行駛方向數(shù)據(jù)至控制處理電路；E所述道路信息裝置中的所述控制處理電路控制無(wú)線通訊電路從所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)接收更新的數(shù)據(jù)信息；F所述道路信息裝置中的所述控制處理電路控制紅外通信電路從所述手持式紅外遙控發(fā)射裝置接收更新的數(shù)據(jù)信息；G所述道路信息裝置中的所述控制處理電路控制所述射頻電路，與所述車載信息裝置中的所述控制處理電路控制的所述射頻電路建立無(wú)線通訊連接，并向其發(fā)送數(shù)據(jù)；H所述車載信息裝置中的所述控制處理電路控制所述射頻電路，向所述道路信息裝置中的所述控制處理電路控制的所述射頻電路發(fā)送數(shù)據(jù)；I所述道路信息裝置中的所述控制處理電路控制無(wú)線通訊電路向所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)信息。
如圖1所示，一種道路交通安全信息提示裝置，包括道路信息裝置和車載信息裝置，道路信息裝置包括射頻電路，用于接收或發(fā)送射頻信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字處理；無(wú)線通訊電路，與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；紅外通信電路，與手持紅外遙控裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；控制處理電路，分別與所述射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路連接，并控制、協(xié)調(diào)所述各電路的運(yùn)作；所述車載信息裝置包括射頻電路，用于接收或發(fā)送射頻信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字處理；接口電路，用于連接和采集外部設(shè)備數(shù)據(jù)；方向指示電路，用于車輛行駛方向參數(shù)的數(shù)字化；控制處理電路，分別與所述射頻電路、接口電路、方向指示電路連接，并控制、協(xié)調(diào)所述各電路的運(yùn)作。道路信息裝置與車載信息裝置之間進(jìn)行雙向無(wú)線射頻數(shù)據(jù)通訊；道路信息裝置的發(fā)射信息可以通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新。其中，道路信息裝置中的射頻電路由射頻收發(fā)芯片U18(CC1000)構(gòu)成，無(wú)線通訊電路由無(wú)線通訊電路U19(GM862)構(gòu)成，紅外通信電路由紅外接收芯片U20(TSOP31233)和紅外解碼芯片U21(SAA3049A)構(gòu)成，控制處理電路由微控制器芯片U17(MSP430F413)構(gòu)成；車載信息裝置中的射頻電路由射頻收發(fā)芯片U2(CC1000)構(gòu)成，接口電路由RS232收發(fā)器芯片U12(SP3223E)和六施密特觸發(fā)器芯片U24(CD40106)構(gòu)成，方向指示電路由開關(guān)型霍爾器件U3-U10(A3144E)和八輸入與非門集成塊U11(74HC30D)構(gòu)成，控制處理電路由微控制器芯片U1(MSP430F413)構(gòu)成。
所述道路信息裝置還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，該電路連接控制處理電路，用于存儲(chǔ)道路標(biāo)志、道路狀況和其它動(dòng)態(tài)更新的數(shù)據(jù)信息；收發(fā)天線，連接無(wú)線通訊電路，用于通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬信號(hào)的接收和發(fā)射；射頻天線，連接射頻電路，用于接收與發(fā)射無(wú)線電模擬信號(hào)；所述車載信息裝置還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，該電路連接控制處理電路，用于存儲(chǔ)道路標(biāo)志、道路狀況、用戶信息和其它數(shù)據(jù)信息；數(shù)字語(yǔ)音電路，該電路連接控制處理電路，用于存儲(chǔ)道路交通安全語(yǔ)音提示數(shù)據(jù)以及音頻驅(qū)動(dòng)；信息顯示電路，該電路連接控制處理電路，用于顯示圖像、文字信息；射頻天線，連接射頻電路，用于接收與發(fā)射無(wú)線電模擬信號(hào)。其中，道路信息裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由快閃存儲(chǔ)器芯片U22(M25PE40)構(gòu)成，收發(fā)天線由50歐姆雙頻手機(jī)天線構(gòu)成，射頻天線由50歐姆射頻天線構(gòu)成；車載信息裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由快閃存儲(chǔ)器芯片U13(AT25F4096)構(gòu)成，數(shù)字語(yǔ)音電路由掩模語(yǔ)音芯片U14(HT86384)和音頻功率放大芯片U15(HT82V733)構(gòu)成，信息顯示電路由顯示驅(qū)動(dòng)與控制芯片U16(SSD1770)構(gòu)成，射頻天線由50歐姆射頻天線構(gòu)成。
本發(fā)明所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，可以是GSM、GPRS、CDMA、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)可分解為多個(gè)電路，如圖1所示，下面分別介紹各電路的主要功能。
車載信息裝置內(nèi)的各電路控制處理電路，在此電路中固化有第一固化軟件，其主要功能在于控制射頻電路完成無(wú)線數(shù)據(jù)通信；接收方向指示電路的數(shù)據(jù)；控制接口電路實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換；控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路完成數(shù)據(jù)的讀取、擦除及寫入；向數(shù)字語(yǔ)音電路發(fā)送語(yǔ)音段地址信息；控制信息顯示電路進(jìn)行信息顯示。如圖1所示，本電路采用一塊64PIN的微控制器芯片U1(MSP430F413)，U1是16位RISC結(jié)構(gòu)的微控制器，本電路的主要連接關(guān)系為通過(guò)[12]-[16](P4.5-P5.1)共5個(gè)引腳連接射頻電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；通過(guò)[2]-[6]、[59]-[61]、[53](P6.3-P6.7、P6.0-P6.2、P1.0)共9個(gè)引腳連接方向指示電路并接收車輛行駛的方向數(shù)據(jù)；通過(guò)[50]、[51]、[52](P1.3、P1.2、P1.1)共3個(gè)引腳連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取、擦除與寫入；通過(guò)[37]、[38]、[39]、[41]-[46](P5.2、P5.3、P5.4、P5.5-P5.7、P2.1、P2.0、P1.7、P1.6)共10個(gè)引腳連接數(shù)字語(yǔ)音電路發(fā)送語(yǔ)音數(shù)據(jù)并控制其工作狀態(tài)；通過(guò)[32]-[35](P2.2-P2.5)共4個(gè)引腳連接接口電路并收發(fā)串行數(shù)據(jù)；通過(guò)[17]-[31](P2.6、P2.7、P3.0-P3.7、P4.0-P4.4)共15個(gè)引腳連接信息顯示電路發(fā)送顯示數(shù)據(jù)并控制其顯示。圖中XTAL1為8MHz晶振。
射頻電路，如圖3所示，本電路采用一塊28PIN的射頻收發(fā)芯片U2(CC1000)，其主要功能在于通過(guò)[23]-[27](DIO、DCLK、PCLK、PDATA、PALE)共5個(gè)引腳連接控制處理電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；通過(guò)[3]、[4](RF_IN、RF_OUT)共2個(gè)引腳連接C31、L71、C71、C72構(gòu)成的低通濾波電路，再連接50歐姆的射頻天線，可以向道路信息裝置發(fā)射或接收來(lái)自道路信息裝置的無(wú)線電信號(hào)。圖中XTAL2為14.7456MHz晶振，C10-C14為濾波電容。
方向指示電路，如圖4所示，本電路采用一個(gè)小磁針、八個(gè)3PIN的開關(guān)型霍爾器件U3-U10(A3144E)和一塊14PIN的八輸入與非門集成塊U11(74HC30D)，在圖3的八個(gè)霍爾器件中間為小磁針，本電路的主要功能在于地磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)小磁針指向，小磁針引起霍爾器件U3-U10的[3](OUT)引腳產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送到控制處理電路及八輸入與非門U11；U11的[8](Y)引腳向控制處理電路輸出中斷請(qǐng)求信號(hào)。
接口電路，如圖5所示，本電路采用一塊20PIN的RS232收發(fā)器芯片U12(SP3223E)、一塊14PIN的六施密特觸發(fā)器芯片U24(CD40106)和9X2接口JP，其主要功能是RS232收發(fā)器U12通過(guò)[13]、[12]、[15]、[10](T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT)共4個(gè)引腳連接控制處理電路，通過(guò)[17]、[8]、[16]、[9](T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN)共4個(gè)引腳連接9X2接口JP，實(shí)現(xiàn)兩路符合RS232標(biāo)準(zhǔn)串口數(shù)據(jù)的接收/發(fā)送；六施密特觸發(fā)器U24通過(guò)[5]、[9](IN3、IN4)共2個(gè)引腳連接9X2接口JP，[6]、[8](OUT3、OUT4)共2個(gè)引腳連接控制處理電路，將輸入脈沖進(jìn)行波形整形后發(fā)送至微控制器的輸入端口。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，如圖6所示，本電路采用一塊8PIN的快閃存儲(chǔ)器芯片U13(AT25F4096)，其主要功能是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件和各種信息，通過(guò)[6]、[5]、[2](SLK、SI、SOUT)共3個(gè)引腳連接控制處理電路，進(jìn)行串行數(shù)據(jù)交換。
數(shù)字語(yǔ)音電路，如圖7所示，本電路采用一塊28PIN的掩模語(yǔ)音芯片U14(HT86384)和一塊8PIN的音頻功率放大芯片U15(HT82V733)，其主要功能是存儲(chǔ)語(yǔ)音數(shù)據(jù)、接收語(yǔ)音段地址信息并驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出語(yǔ)音提示，通過(guò)[5]-[12](PA0-PA7)共8個(gè)引腳連接控制處理電路接收語(yǔ)音段地址信息；[23](OSC2)引腳為時(shí)鐘輸入；[19](AUD)為音頻信號(hào)輸出，連接U15的音頻信號(hào)輸入[2](AudiuIN)引腳；U15的[5](CE)引腳為控制使能端，[1]、[7](OUTP、OUTN)引腳連接并驅(qū)動(dòng)8歐/12歐的喇叭。
信息顯示電路，如圖8所示，本電路采用一塊627PIN顯示驅(qū)動(dòng)與控制芯片U16(SSD1770)和104X80CSTN彩色液晶顯示屏，其主要功能是接收數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)CSTN彩色液晶顯示屏進(jìn)行顯示。在圖中省略了電源類引腳和其它電路的連接，U16的[585]-[624](ROW40-ROW79)，[273]-[584](COL0-COL311)，[233]-[272](ROW0-ROW39)分別連接LCD液晶顯示屏的COM40-COM79，SEG0-R-SEG103-B，COM0-COM39端口；U16的[31]-[37]、[40](D0-D7)，[12](PS0)、[14](PS1)、[17](CS)、[19](RES)、[20](D/C)、[24](R/W)、[26](E)連接控制處理電路接收顯示數(shù)據(jù)并接受控制指令。
射頻天線，其主要功能在于通過(guò)高頻饋線完成與射頻電路的輸出阻抗匹配，采用50歐姆的射頻天線。
道路信息裝置內(nèi)的各電路控制處理電路，在此電路中固化有第二固化軟件，其主要功能在于通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS232串口完成與無(wú)線通訊電路之間的通信；控制射頻電路完成無(wú)線數(shù)據(jù)通信；控制紅外通信電路接收來(lái)自手持式紅外遙控發(fā)射裝置的數(shù)據(jù)；控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路完成數(shù)據(jù)的讀取、擦除及寫入。如圖9所示，本電路采用一塊64PIN的微控制器芯片U17(MSP430F413)，U17是16位RISC結(jié)構(gòu)的微控制器，本電路主要連接關(guān)系為通過(guò)[32]-[36](P2.2-P2.5、COM0)共5個(gè)引腳連接射頻電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；通過(guò)[37]、[38]、[39](P5.2、P5.3、P5.4)共3個(gè)引腳連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取、擦除與寫入；通過(guò)[18]-[26](P4.0-P4.3、P3.3-P3.7)共9個(gè)引腳連接無(wú)線通訊電路發(fā)送或接收數(shù)據(jù)并控制其工作狀態(tài)；通過(guò)[42]-[53](P5.6、P5.7、P2.1、P2.0、P1.0-P1.7)共12個(gè)引腳連接紅外通信電路并接收/發(fā)送數(shù)據(jù)；圖中XTAL3為8MHz晶振。
射頻電路，如圖10所示，本電路采用一塊28PIN的射頻收發(fā)芯片U18(CC1000)，其主要功能在于通過(guò)[23]-[27](DIO2、DCLK2、PCLK2、PDATA2、PALE2)共5個(gè)引腳連接控制處理電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；通過(guò)[3]、[4](RF_IN、RF_OUT)共2個(gè)引腳連接C100、L102、C103、C104構(gòu)成的低通濾波電路，再連接50歐姆的射頻天線，可以向道路信息裝置發(fā)射或接收來(lái)自道路信息裝置的無(wú)線電信號(hào)。圖中XTAL4為14.7456MHz晶振，C105-C109為濾波電容。
無(wú)線通訊電路，其主要功能是，完成與控制處理電路和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信，同時(shí)接收或發(fā)送短信息或數(shù)據(jù)信息。在本實(shí)施例中，無(wú)線通訊電路與控制處理電路之間為標(biāo)準(zhǔn)RS232接口連接，與收發(fā)天線之間為50歐姆高頻饋線連接。如圖11所示，本電路采用50PIN的GM862模塊，此時(shí)道路信息裝置可以工作于GSM網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)；無(wú)線通訊電路也可以采用其它通訊模塊，使本發(fā)明可以工作于CDMA、WCAMA、CDMA2000、TD-SCDMA等其它網(wǎng)絡(luò)。
紅外通信電路，如圖12所示，采用一塊紅外接收器件U20(TSOP31233)和一塊紅外解碼芯片U21(SAA3049A)，其主要功能在于與手持式紅外遙控發(fā)射裝置進(jìn)行紅外數(shù)據(jù)傳輸交換。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，如圖13所示，本電路采用一塊8PIN的快閃存儲(chǔ)器芯片U22(M25PE40)，其主要功能是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件和各種信息，通過(guò)[6]、[5]、[2](C、D、Q)共3個(gè)引腳連接控制處理電路，進(jìn)行串行數(shù)據(jù)交換。
射頻天線，其主要功能在于通過(guò)高頻饋線完成與射頻電路的輸出阻抗匹配，采用50歐姆的射頻天線。
收發(fā)天線，其主要功能在于通過(guò)高頻饋線完成與無(wú)線通訊電路的輸出阻抗匹配，采用50歐姆的雙頻手機(jī)天線。
手持式紅外遙控發(fā)射裝置，如圖14所示，采用一個(gè)紅外發(fā)射管(TSAL5300)和一塊紅外遙控發(fā)射控制芯片U23(SC9148S)，其主要功能在于與紅外通信電路進(jìn)行紅外數(shù)據(jù)傳輸交換。S1-S16為16個(gè)編碼數(shù)據(jù)控制按鍵，圖中X5為455KHz陶瓷諧振器。
本發(fā)明中的固化軟件是軟件和硬件的結(jié)合部分，是固化在微控制器中的嵌入式軟件，微控制器上電復(fù)位后，通過(guò)運(yùn)行固化在其中的固化軟件，從而完成設(shè)計(jì)者需要的一系列操作。
第一固化軟件主要完成的功能包括a、上電初始化，微處理器的串行端口配置為串行收發(fā)中斷，串行波特率可以是9600bit/s；b、控制接口電路，發(fā)生中斷請(qǐng)求時(shí)接收并處理數(shù)據(jù)；c、控制方向指示電路，發(fā)生中斷請(qǐng)求時(shí)接收并處理數(shù)據(jù)；d、控制并完成數(shù)據(jù)在射頻電路與射頻電路之間的雙向傳輸。
第一固化軟件的工作流程如圖15所示當(dāng)用戶將本發(fā)明道路交通安全信息提示裝置中車載信息裝置安裝到車輛內(nèi)的相應(yīng)位置時(shí)，在上電的同時(shí)微控制器立即開始執(zhí)行固化在其中的第一固化軟件，包括如下步驟a、將微控制器及其外圍接口芯片進(jìn)行初始化；b、主動(dòng)查詢有否接收到射頻信號(hào)；c、在沒(méi)有接收到射頻信號(hào)時(shí)，及時(shí)響應(yīng)接口電路或方向指示電路發(fā)起的中斷請(qǐng)求，進(jìn)行接收、刷新和存儲(chǔ)相應(yīng)數(shù)據(jù)；d、當(dāng)接收到射頻信號(hào)時(shí)，微控制器將控制射頻電路濾掉噪聲信號(hào)，建立有效無(wú)線通信連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
本發(fā)明的第二固化軟件主要完成的功能包括a、上電初始化，微處理器的串行端口配置為串行收發(fā)中斷，串行波特率可以是9600bit/s；b、控制無(wú)線通訊電路，發(fā)生中斷請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信；c、控制紅外通信電路，發(fā)生中斷請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行與手持紅外遙控裝置之間的數(shù)據(jù)通信；d、控制并完成數(shù)據(jù)在射頻電路與射頻電路之間的雙向傳輸。
第二固化軟件的工作流程如圖16所示當(dāng)用戶將本發(fā)明道路交通安全信息提示裝置中道路信息裝置安裝到道路旁的相應(yīng)位置時(shí)，在上電的同時(shí)微控制器立即開始執(zhí)行固化在其中的第二固化軟件，包括如下步驟a、將微控制器及其外圍接口芯片進(jìn)行初始化；b、主動(dòng)查詢有否接收到射頻信號(hào)；
c、在沒(méi)有接收到射頻信號(hào)時(shí)，發(fā)射道路信息裝置握手信號(hào)；及時(shí)響應(yīng)無(wú)線通訊電路或紅外通信電路發(fā)起的中斷請(qǐng)求，進(jìn)行接收、刷新和存儲(chǔ)相應(yīng)數(shù)據(jù)；d、當(dāng)接收到射頻信號(hào)時(shí)，微控制器將控制射頻電路濾掉噪聲信號(hào)，建立有效無(wú)線通信連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
本發(fā)明可應(yīng)用于道路交通基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)動(dòng)車行駛安全保障等領(lǐng)域，將原來(lái)的交通信息單一的提示方式改為信息無(wú)線更新、及時(shí)并可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的方式，信息提示更快、準(zhǔn)確度更高、用戶使用更方便，提供增值服務(wù)的成本更節(jié)省。本發(fā)明也可應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、公安、交通等行業(yè)部門，如行業(yè)應(yīng)用無(wú)線增值業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程道路監(jiān)控等。
如圖17所示是本發(fā)明在城市外公路上的一種應(yīng)用示意圖，如圖17-1所示，在一個(gè)事故多發(fā)的急彎路段，在公路邊安裝設(shè)置道路信息裝置，通過(guò)此路段的兩輛機(jī)動(dòng)車內(nèi)都安裝設(shè)置了車載信息裝置A和B。此路段限制車速不能超過(guò)40公里/小時(shí)，安裝車載信息裝置B的機(jī)動(dòng)車處于超速狀態(tài)。在兩車都處于道路信息裝置的通信范圍時(shí)，如圖17-2所示，在車載信息裝置A的液晶顯示屏上顯示的是“向左急彎”、“危險(xiǎn)路段”的信息提示，而在車載信息裝置B的液晶顯示屏上除了顯示“向左急彎”、“危險(xiǎn)路段”的信息提示以外，還顯示“超速”警告提示。
如圖18所示是本發(fā)明在城市內(nèi)道路上的一種應(yīng)用示意圖，如圖18-1所示，在一個(gè)十字路口，南北方向的道路為單行道，只能由北向南單向行駛。在道路旁安裝設(shè)置道路信息裝置，通過(guò)此十字路口的四輛機(jī)動(dòng)車內(nèi)都分別安裝設(shè)置了車載信息裝置A、B、C和D。此十字路口限制車速不能超過(guò)40公里/小時(shí)，安裝車載信息裝置D的機(jī)動(dòng)車處于超速狀態(tài)。在四車都處于道路信息裝置的通信范圍時(shí)，如圖18-2所示，在車載信息裝置A的液晶顯示屏上顯示的是“禁止左行”、“限速40”的信息提示，而在車載信息裝置C的液晶顯示屏上顯示的是“禁止右行”、“限速40”的信息提示；在車載信息裝置B的液晶顯示屏上顯示的是“直行”、“限速40”的信息提示，而在車載信息裝置D的液晶顯示屏上顯示的是“超速”警告提示。
權(quán)利要求
1.一種道路交通安全信息提示裝置，其特征在于，所述信息提示裝置包括道路信息裝置和車載信息裝置，其中道路信息裝置包括射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路及控制處理電路，其連接關(guān)系是，射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路的輸入與輸出分別接控制處理電路的輸出與輸入；車載信息裝置包括射頻電路、接口電路、方向指示電路及控制處理電路，其連接關(guān)系是，射頻電路的輸入與輸出接控制處理電路的輸出與輸入，接口電路、方向指示電路的輸出接控制處理電路的輸入。道路信息裝置與車載信息裝置之間進(jìn)行雙向無(wú)線射頻數(shù)據(jù)通訊；道路信息裝置的發(fā)射信息可以通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新。
2.如權(quán)利要求1所述的道路交通安全信息提示裝置，其特征在于，道路信息裝置中的射頻電路由射頻收發(fā)芯片U18構(gòu)成，無(wú)線通訊電路由無(wú)線通訊模塊U19構(gòu)成，紅外通信電路由紅外接收芯片U20和紅外解碼芯片U21構(gòu)成，控制處理電路由微控制器芯片U17構(gòu)成；車載信息裝置中的射頻電路由射頻收發(fā)芯片U2構(gòu)成，接口電路由RS232收發(fā)器芯片U12構(gòu)成，控制處理電路由微控制器芯片U1構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的道路交通安全信息提示裝置，其特征在于，所述道路信息裝置還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、收發(fā)天線及射頻天線，其連接關(guān)系是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的輸入與輸出接控制處理電路的輸出與輸入，收發(fā)天線的輸入與輸出接無(wú)線通訊電路的輸出與輸入，射頻天線的輸入與輸出接射頻電路的輸出與輸入；車載信息裝置還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、數(shù)字語(yǔ)音電路、信息顯示電路及射頻天線，其連接關(guān)系是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的輸入與輸出接控制處理電路的輸出與輸入，數(shù)字語(yǔ)音電路、信息顯示電路的輸入接控制處理電路的輸出，射頻天線的輸入與輸出接射頻電路的輸出與輸入。
4.如權(quán)利要求1所述的道路交通安全信息提示裝置，其特征在于，道路信息裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由快閃存儲(chǔ)器芯片U22構(gòu)成；車載信息裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由快閃存儲(chǔ)器芯片U13構(gòu)成，數(shù)字語(yǔ)音電路由語(yǔ)音芯片U14和音頻功率放大電路U15構(gòu)成，信息顯示電路由顯示驅(qū)動(dòng)與控制芯片U16構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的道路交通安全信息提示裝置，其特征在于，所述的接口電路包括RS-232串行接口。
6.如權(quán)利要求1所述的道路交通安全信息提示裝置，其特征在于，所述的方向指示電路是霍爾元件型、電感傳感器(線圈)型或磁阻傳感器型的數(shù)字化電子指南針模塊中的一種。
全文摘要
一種道路交通安全信息提示裝置，其特征在于，所述信息提示裝置包括道路信息裝置和車載信息裝置，其中道路信息裝置包括射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路及控制處理電路，其連接關(guān)系是，射頻電路、無(wú)線通訊電路、紅外通信電路的輸入與輸出分別接控制處理電路的輸出與輸入；車載信息裝置包括射頻電路、接口電路、方向指示電路及控制處理電路，其連接關(guān)系是，射頻電路的輸入與輸出接控制處理電路的輸出與輸入，接口電路、方向指示電路的輸出接控制處理電路的輸入。道路信息裝置與車載信息裝置之間進(jìn)行雙向無(wú)線射頻數(shù)據(jù)通訊；道路信息裝置的發(fā)射信息可以通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有交互、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確提示道路交通安全信息及全天候不間斷工作、便于實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08G1/00GK1956023SQ20051002194
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者樊曉斌 申請(qǐng)人:樊曉斌