專利名稱：一種通過(guò)公用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸交通信息的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)方案涉及交通信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種交通信息實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸?shù)姆椒ê脱b置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊蕾囆栽絹?lái)越強(qiáng)，交通控制系統(tǒng)受到的重視程度也越來(lái)越大。城市道路的交通控制主要是對(duì)交通信號(hào)的控制，在交通信號(hào)控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)中，分布在各個(gè)路口的交通信號(hào)控制機(jī)和交通控制中心服務(wù)器之間的通信層是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它是交通控制中心連接各個(gè)交通路口、獲取實(shí)時(shí)路況以及實(shí)施智能交通控制的基礎(chǔ)?，F(xiàn)行的交通信息傳輸方案主要有有線傳輸方案和基于第2. 5代移動(dòng)通信技術(shù) GPRS (General Packet Radio krvice，通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù))的交通信息傳輸方案。有線傳輸方案主要是利用光纖接入或租用電信光纜傳輸交通信號(hào)，這種方法雖然穩(wěn)定可靠， 但施工成本投入大，擴(kuò)展性較差，設(shè)備維護(hù)也不方便，因而在發(fā)展前景、環(huán)境適應(yīng)等方面存在較大不足；而基于第2. 5代移動(dòng)通信技術(shù)GPRS的交通信息傳輸方案，則由于GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自身的不足，在交通信息傳輸過(guò)程中的通信時(shí)延、數(shù)據(jù)帶寬等方面的局限性較大。采用基于第3代移動(dòng)通信技術(shù)的3G網(wǎng)絡(luò)，則可避免上述問(wèn)題。3G技術(shù)相比較GPRS 技術(shù)，技術(shù)更加成熟，數(shù)據(jù)帶寬更大，穩(wěn)定性和可靠性更強(qiáng)。此外它利用在不同網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫漫游技術(shù)，可將無(wú)線通信系統(tǒng)和因特網(wǎng)連接起來(lái)，用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用，完全滿足交通數(shù)據(jù)傳輸對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。在費(fèi)用方面，3G網(wǎng)絡(luò)使用的費(fèi)用是以消費(fèi)者的數(shù)據(jù)傳輸量來(lái)計(jì)費(fèi)， 可以永遠(yuǎn)在線，能夠提供一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。對(duì)于交通信息傳輸過(guò)程中這種間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、點(diǎn)多分散的中小流量的數(shù)據(jù)傳輸，以及偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，十分適用。并且，隨著3G通信技術(shù)的發(fā)展，3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、通信質(zhì)量及通信成本等方面的優(yōu)化，3G網(wǎng)絡(luò)將更加有利于交通信息的傳輸。
發(fā)明內(nèi)容1)實(shí)用新型目的一方面，現(xiàn)行的交通信息有線傳輸方案雖然穩(wěn)定可靠，但施工成本投入大，擴(kuò)展性較差，設(shè)備維護(hù)也不方便，因而在發(fā)展前景、環(huán)境適應(yīng)等方面存在較大不足。另一方面，基于第2. 5代移動(dòng)通信技術(shù)GPRS的交通信息傳輸方案，則由于GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自身的不足，在交通信息傳輸過(guò)程中的通信時(shí)延、數(shù)據(jù)帶寬等方面的局限性較大。為了解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種路口交通信號(hào)控制機(jī)至控制中心的無(wú)線通信方法和裝置。該方法和裝置不需要額外的現(xiàn)場(chǎng)土木施工，對(duì)環(huán)境造成的破壞小，建設(shè)周期時(shí)間短，大大降低了交通信息傳輸系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)的成本，而且進(jìn)一步提高了交通信息無(wú)線傳輸過(guò)程中的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、安全性等方面的性能。2)技術(shù)方案[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一個(gè)方面提供了一種路口交通信號(hào)控制機(jī)至控制中心的無(wú)線通信方法，用于路口交通信號(hào)控制機(jī)與交通控制中心之間交通信息數(shù)據(jù)的傳輸。一種路口交通信號(hào)控制機(jī)與交通控制中心的無(wú)線通信方法，包括步驟1)路口交通信號(hào)控制機(jī)向交通控制中心發(fā)送上行傳輸數(shù)據(jù)，步驟包括101)把路口交通信號(hào)控制機(jī)得到的交通信息數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線纜傳給嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊；102)嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊先把交通信息數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)包；再將封裝后的數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到公共通信網(wǎng)絡(luò)中；103)中繼服務(wù)器通過(guò)公共通信網(wǎng)絡(luò)接收所述數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，得到路口交通信號(hào)控制機(jī)傳出的交通信息數(shù)據(jù)；104)中繼服務(wù)器將解析所得的交通信息數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線纜發(fā)送到交通控制中心， 完成上行數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程；2)交通控制中心向路口交通信號(hào)控制機(jī)發(fā)送下行傳輸數(shù)據(jù)，步驟是所述步驟 101) 105)的逆過(guò)程，具體包括201)交通控制中心把數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線纜傳給中繼服務(wù)器；202)中繼服務(wù)器將來(lái)自交通控制中心的數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)包；再將封裝后的數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到公共通信網(wǎng)絡(luò)中203)嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)公共通信網(wǎng)絡(luò)接收所述數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析， 得到交通控制中心數(shù)據(jù)；204)嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊將解析所得的來(lái)自交通控制中心的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線纜發(fā)送到路口交通信號(hào)控制機(jī)，完成下行數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程；所述步驟1)和2)中，嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊和中繼服務(wù)器之間采用面向數(shù)據(jù)流的 TCP數(shù)據(jù)傳輸方式通過(guò)公共通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。所述步驟101)中，路口交通信號(hào)控制機(jī)通過(guò)UDP協(xié)議發(fā)出交通信息數(shù)據(jù)，嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)原始套接字RAW SOCKET接收來(lái)自路口交通信號(hào)控制機(jī)的交通信息數(shù)據(jù)。所述步驟10 和步驟20 中，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包形式的方法是，在每個(gè)數(shù)據(jù)包前加上包頭，包頭內(nèi)容為該數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝。本方法的原理說(shuō)明對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封包的原因是路口交通信號(hào)控制機(jī)得到的交通信息數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線纜傳給嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊，可以采用傳輸可靠性相對(duì)低一些的UDP 協(xié)議，來(lái)降低成本；而無(wú)線通信環(huán)境復(fù)雜，需要的傳輸可靠性高的TCP方式，對(duì)于面向流的 TCP傳輸方式，為了能夠?qū)ⅹ?dú)立的數(shù)據(jù)包區(qū)分開(kāi)來(lái)，嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊需要把交通信息數(shù)據(jù)進(jìn)行封包。所述步驟10 和20 中，解析數(shù)據(jù)包的方法是，根據(jù)每個(gè)包頭內(nèi)的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度， 讀取該長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)作為該包頭對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包內(nèi)容，從TCP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中得到獨(dú)立完整的數(shù)據(jù)包，完成對(duì)數(shù)據(jù)的解析過(guò)程。步驟104)，中繼服務(wù)器將解析所得的交通信息數(shù)據(jù)封裝為以太幀，經(jīng)有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到交通控制中心；步驟201)，中繼服務(wù)器是從網(wǎng)卡上截取所有的以太幀，經(jīng)過(guò)分析和過(guò)濾得到交通控制中心發(fā)出的數(shù)據(jù)。[0027]所述公共通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選3G網(wǎng)絡(luò)。一種實(shí)現(xiàn)上述方法的無(wú)線傳輸裝置，即一種通過(guò)公用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸交通信息的裝置，包括嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊、電源和天線；所述電源為嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊和無(wú)線通信模塊供電；所述嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，無(wú)線通信模塊通過(guò)天線進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的收/發(fā)。所述嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)線通信模塊通過(guò)USB協(xié)議連接。包括以太網(wǎng)物理接口模塊，以太網(wǎng)物理接口模塊與嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接。3)技術(shù)效果本實(shí)用新型的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在三個(gè)方面第一，相比較有線傳輸方案，無(wú)線傳輸方式無(wú)需額外的現(xiàn)場(chǎng)土木施工，成本低，易于安裝和維護(hù)，能夠帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。第二，相比較基于第2. 5代移動(dòng)通信技術(shù)GPRS的交通信息傳輸方案，3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加成熟，數(shù)據(jù)帶寬更大，穩(wěn)定性和可靠性更強(qiáng)。第三，所述方法和裝置在使用過(guò)程中無(wú)需對(duì)原有的路口交通信號(hào)控制機(jī)和交通控制中心服務(wù)器的內(nèi)部程序及數(shù)據(jù)做任何修改，即插即用，簡(jiǎn)單方便，可實(shí)現(xiàn)透明傳輸。

圖1 示出了路口交通信號(hào)控制機(jī)至控制中心的無(wú)線通信裝置結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2 示出了路口交通信號(hào)控制機(jī)至控制中心的無(wú)線通信裝置和過(guò)程；圖3 示出了路口交通信號(hào)控制機(jī)至控制中心的無(wú)線通信方法實(shí)例流程圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。一種通過(guò)公用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸交通信息的裝置，包括嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊、電源和天線；所述電源為嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊和無(wú)線通信模塊供電；所述嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，無(wú)線通信模塊通過(guò)天線進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的收/發(fā)。所述嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)線通信模塊通過(guò)USB協(xié)議連接。包括以太網(wǎng)物理接口模塊，以太網(wǎng)物理接口模塊與嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接。圖1所示是一個(gè)示意方框圖，表示路口交通信號(hào)控制機(jī)與交通控制中心的無(wú)線通信裝置結(jié)構(gòu)示意框圖。該裝置在路口交通信號(hào)控制機(jī)向交通控制中心發(fā)送上行數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，能接收從路口交通信號(hào)控制機(jī)發(fā)出的上行傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行封裝并無(wú)線發(fā)送到3G基站及其網(wǎng)絡(luò)中。在交通控制中心向路口交通信號(hào)控制機(jī)發(fā)送下行數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，該裝置能從3G網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線接收交通控制中心發(fā)往路口交通信號(hào)控制機(jī)的下行傳輸數(shù)據(jù)，并發(fā)送給路口交通信號(hào)控制機(jī)。如圖1所示，該裝置主要包括嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊、電源和天線幾個(gè)部分，此外還包括運(yùn)行于裝置上的應(yīng)用程序。由圖可見(jiàn)，嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊和無(wú)線通信模塊之間由USB線連接，并被封裝為一個(gè)機(jī)頂盒，以保證裝置運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。機(jī)頂盒由外部電源供電，天線置于機(jī)頂盒上方，機(jī)頂盒對(duì)外開(kāi)放一個(gè)網(wǎng)口，作為和交通信號(hào)控制機(jī)之間的網(wǎng)線連接接口。圖2所示為路口交通信號(hào)控制機(jī)至控制中心的無(wú)線通信裝置和過(guò)程，示出了路口交通信號(hào)控制機(jī)與交通控制中心之間交通信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程以及所涉及的裝置。圖3所示是對(duì)圖2的一個(gè)具體描述，示出了用路口交通信號(hào)控制機(jī)至控制中心的無(wú)線通信方法傳輸路口交通信號(hào)控制機(jī)向交通控制中心發(fā)送的上行數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)例流程圖，下面將參考圖3描述該傳輸過(guò)程。如圖3所示，傳輸路口交通信號(hào)控制機(jī)向交通控制中心發(fā)送的上行傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)例流程包括以下幾個(gè)步驟第一步(Si)路口交通信號(hào)控制機(jī)向交通控制中心發(fā)送上行傳輸數(shù)據(jù)。上行傳輸數(shù)據(jù)將首先通過(guò)路口交通信號(hào)控制機(jī)與無(wú)線傳輸裝置之間相連接的網(wǎng)線，發(fā)送到無(wú)線傳輸裝置；第二步(S》無(wú)線傳輸裝置內(nèi)部的嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)網(wǎng)線接收路口交通信號(hào)控制機(jī)輸出的上行傳輸數(shù)據(jù)，并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)加上包頭封裝為數(shù)據(jù)包；第三步(S； )嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊將封裝后的數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)線通信模塊無(wú)線發(fā)送到公共3G網(wǎng)絡(luò)中；第四步(S4)中繼服務(wù)器通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線接收封裝的上行傳輸數(shù)據(jù)包后，對(duì)封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，得到路口交通信號(hào)控制機(jī)傳出的交通信息數(shù)據(jù)；第五步(SQ 中繼服務(wù)器將解析得到的與路口交通信號(hào)控制機(jī)輸出相同的上行傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)有線線路發(fā)送到交通控制中心，完成上行傳輸數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程。交通控制中心向路口交通信號(hào)控制機(jī)發(fā)送下行傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，傳輸過(guò)程與路口交通信號(hào)控制機(jī)向交通控制中心發(fā)送的上行傳輸數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程類似。前述的傳輸實(shí)例中，各個(gè)傳輸階段的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容可以通過(guò)抓包的方法獲得，從抓包所得數(shù)據(jù)包內(nèi)容可以看出，路口交通信號(hào)控制機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)內(nèi)容和交通控制中心服務(wù)器接收到的數(shù)據(jù)內(nèi)容完全相同，而中繼服務(wù)器接收到的數(shù)據(jù)內(nèi)容是在路口交通信號(hào)控制機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上添加了若干包頭的數(shù)據(jù)，與預(yù)期結(jié)果完全相符。實(shí)際測(cè)試中，本實(shí)用新型的方法和裝置在實(shí)際運(yùn)行的1個(gè)小時(shí)內(nèi)，丟包率為 0. 001751%，延時(shí)時(shí)間在200ms以內(nèi)的數(shù)據(jù)包所占百分比為99. 794%，可見(jiàn)本實(shí)用新型實(shí)時(shí)性能良好，滿足交通信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆Ｉ鲜鰧?shí)施例和優(yōu)點(diǎn)只是示例，不應(yīng)作為本實(shí)用新型的限制，在不違背本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍和精神的情況下，可進(jìn)行變化和修改。
權(quán)利要求1.一種通過(guò)公用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸交通信息的裝置，其特征是包括嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊、電源和天線；所述電源為嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊和無(wú)線通信模塊供電；所述嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，無(wú)線通信模塊通過(guò)天線進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的收/發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征的裝置，其特征是所述嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)線通信模塊通過(guò)USB協(xié)議連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征的裝置，其特征是包括以太網(wǎng)物理接口模塊，以太網(wǎng)物理接口模塊與嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種通過(guò)公用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸交通信息的裝置，包括嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線通信模塊、電源和天線；所述電源為嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊和無(wú)線通信模塊供電；所述嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，無(wú)線通信模塊通過(guò)天線進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的收/發(fā)。本裝置可靠性強(qiáng)，易于安裝和維護(hù)，無(wú)需修改原有線通信系統(tǒng)的硬件和軟件，且與原有有線通信方式相比，在建設(shè)和運(yùn)行階段都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)G08G1/00GK202103694SQ20112024299
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者孫兵兵, 李麗慈, 秦偉, 衡偉 申請(qǐng)人:東南大學(xué)