專利名稱：一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交通信息采集系統，特別是涉及一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統。
背景技術：
隨著經濟的發(fā)展，我國機動車的數量呈現出快速增長的趨勢，一些駕駛者違反交通規(guī)則，超速是一種常見的現象，對道路交通而言存在安全隱患，交管部門對事故的預防和信息的監(jiān)控越來越重視。近年來，面向交通的監(jiān)管和信息采集系統得到了廣泛的應用，信息采集系統可以實時檢測道路車輛的車速和流量，得到準確的車速和流量信息，便于交管部門利用車速和流量信息掌握交通路況，為后期對車輛的處罰和合理調度提供依據，如果更進一步的話，結合感應裝置和紅綠燈還可以判斷車輛是否闖紅燈。目前采集車速的方法給工作帶來了許多實時性的不足，得到的結果參考價值也不大。傳統的采集車速和流量信息的方式是通過地感線圈獲得，感應線圈主要鋪設在交叉口的各個車道道口處的地面下，感應線圈的距離固定，主要是通過車輛壓過兩個感應線圈的時間差，由路程和時間信息得到車速，這樣存在很大的局限性，一方面，地感線圈的鋪設成本高，鋪設不方便，得到的車速信息只是車輛經過兩個線圈之間的平均車速；另一方面，地感線圈一旦失去作用，不便察覺與維護，更得不到車流量信息，導致數據丟失。此外，現有的車速和流量信息的傳輸方式統一采用有線方式，有線的方式提高了投資的成本，布線也不是很方便。還沒有一種技術采用無線的方式實現車速和流量信息的傳輸，并使用GPRS/3G網絡上傳至中心服務器。ZigBee網絡是一種低功耗、短距離的無線通信技術，主要應用于近距離的無線通信等領域。GPRS/3G無線數據傳輸網絡覆蓋面廣，傳輸速率大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，構建一套覆蓋范圍廣、實用性強、安裝方便以及低功耗的車速信息采集系統，給交管部門提供大量可靠的車輛和流量數據。車速信息包括超速車輛的車速信息，為超速車輛的后期處罰提供可靠的依據，并為交管部門路況分析和后期車輛合理調度提供可靠的依據。同時，提供了一種將GPRS/3G與ZigBee無線網絡應用于交通的思路，為以后智能交通事業(yè)的發(fā)展做出進一步的貢獻。本發(fā)明采用的技術方案是一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，包括至少一個車載檢測裝置，分別安裝在每個機動車上，用于實時獲取機動車的車速信息，并接收控制中心的控制命令；至少一個車速信息采集裝置，通過ZigBee網絡分別與機動車上的車載檢測裝置連接，用于接收車載檢測裝置上傳的車速、標識號信息，同時，將上述信息上傳至中心服務器，其中，所述的ZigBee網絡采用星型結構；中心服務器，分別與所述的車速信息采集裝置和控制中心連接，用于存儲車速信息采集裝置上傳的車速、標識號信息，便于控制中心的信息查詢；控制中心，與所述的中心服務器連接，用于查詢與提取車輛的車速信息，所述的車速信息包括違規(guī)車輛的超速信息；所述車速信息采集裝置和中心服務器之間的數據傳輸采用有線和無線兩種方式。本發(fā)明還可以，所述的有線方式采用光纖連接，所述的無線方式采用GPRS/3G網絡連接。所述的車速信息采集裝置布置在事故易發(fā)路段或交叉口。
所述的交叉口包括有十字路口、丁字路口。所述的車載檢測裝置包括有測速模塊、蜂鳴器、ZigBee模塊、電源模塊，其中，測速模塊，與ZigBee模塊連接，用于獲取車速的模擬量信息；蜂鳴器，與ZigBee模塊連接，用于聲音報警，起到提醒駕駛員的目的；ZigBee模塊，與車速信息采集裝置組建的ZigBee網絡連接，用于將機動車的車速、標識號信息上傳至車速信息采集裝置，同時，對上述蜂鳴器的運行進行控制，所述的ZigBee模塊采用CC2430芯片，標識號體現唯一性；電源模塊，用于給上述各個模塊供電。所述的車速信息采集裝置包括有液晶顯示屏、信息存儲單元、ZigBee模塊、GPRS/3G模塊、嵌入式處理器、電源模塊，所述的嵌入式處理器基于ARM體系結構，其中，液晶顯示屏，與ARM處理器連接，用于顯示人機操作界面和人機交互，方便現場工作人員維護與操作；信息存儲單元，通過信息存儲接口與ARM處理器連接，用于本地存儲車速信息采集裝置接收到的車速和標識號信息；ZigBee模塊，通過ZigBee接口與ARM處理器連接，接收車載檢測裝置上傳的車速和標識號信息，所述的ZigBee模塊采用CC2420芯片；GPRS/3G模塊，通過GPRS/3G接口與ARM處理器連接，使用GPRS/3G網絡與中心服務器連接，用于上傳車速和標識號信息至中心服務器，接收控制中心的控制命令；嵌入式處理器，與上述的液晶顯示屏、信息存儲單元、ZigBee模塊、GPRS/3G模塊連接，同時對上述各模塊的運行進行控制；電源模塊，用于給上述各個模塊供電。所述的信息存儲單元包括有SD卡、硬盤、U盤、光盤。由以上本發(fā)明提供的技術方案可見，本發(fā)明采用GPRS/3G和ZigBee無線通信網絡技術，獲得車速和標識號信息，車速信息更加準確，具有時效性，避免出現因為路面底下的感應線圈損壞導致車速信息丟失的現象，有很強大的參考價值。采用GPRS/3G網絡構建了控制中心和車速采集裝置的無線連接，實現了遠程數據的無線傳輸。此外，交管部門可以利用大量可靠的車速和流量信息對道路狀況做出合理的分析，為后續(xù)的道路管理、超速車輛的處罰和車輛的調度提供了可靠的依據。


圖I是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統的結構示意圖；圖2是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統中車載檢測裝置的結構示意圖；圖3是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統中車速信息采集裝置的結構示意圖；圖4是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統中車載檢測裝置的軟件流程圖；圖5是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系 統中車速信息采集裝置的軟件流程圖；圖6是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統的整體結構示意圖；圖7是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統的實際框架示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好的理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖I是本發(fā)明提供的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統的結構示意圖。參見圖1，本發(fā)明的基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統包括有至少一個車載檢測裝置101，分別安裝在每個機動車上，用于實時獲取機動車的車速信息，并接收控制中心106發(fā)布的控制命令，控制命令包括有路段擁堵、施工、雨霧、限速息;所述的車載檢測裝置101，自動加入車速信息采集裝置102組建的ZigBee網絡，力口入網絡成功后，上傳車速和標識號信息；至少一個車速信息采集裝置102，通過ZigBee網絡與機動車上裝載的車載檢測裝置101連接，使用已建立的ZigBee網絡接收車載檢測裝置101上傳的車速、標識號信息，然后使用GPRS/3G網絡將上述信息通過光端機103或無線網絡104上傳至中心服務器105，其中，所述的ZigBee網絡采用星型結構；光端機103，分別與Internet接口和中心服務器105連接，將普通的網絡電信號轉換成光信號，用于挺高網絡數據的傳輸速率與準確性；無線網絡104，遠程數據傳輸主要采用GPRS/3G網絡，作為車速信息采集裝置上傳數據的媒介；車速信息采集裝置102通過GPRS/3G網絡上傳車速和標識號信息至中心服務器 105 ；控制中心106，與所述的中心服務器105連接，用于查詢與提取車輛的車速信息，所述的車速信息包括違規(guī)車輛的超速信息；所述車速信息采集裝置102和中心服務器105之間的數據傳輸采用有線和無線兩種方式。
本發(fā)明中，所述的有線方式采用光纖連接，通過光端機將車速和標識號信息上傳至中心服務器105，所述的無線方式采用GPRS/3G網絡連接。本發(fā)明中，所述的車速信息采集裝置102布置在事故易發(fā)路段或交叉口。本發(fā)明中，所述的交叉口包括十字路口、丁字路口。
本發(fā)明中，為了更好的將所述車載檢測裝置101獲取的車速和標識號信息上傳至車速信息采集裝置，參見圖2，本發(fā)明提供的基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統中的車載檢測裝置101包括有測速模塊1011、蜂鳴器1013、ZigBee模塊1012、電源模塊1014，其中，測速模塊1011，與ZigBee模塊1012連接，通過傳感器獲取車速的模擬量信息，傳感器包括霍爾元件；蜂鳴器1013，與ZigBee模塊1012連接，用于聲音報警，起到提醒駕駛員的目的；ZigBee模塊1012，與車速信息采集裝置102組建的ZigBee網絡連接，用于將機動車的車速、標識號信息上傳至車速信息采集裝置102，同時，對上述蜂鳴器1013的運行進行控制，所述的ZigBee模塊1012采用CC2430芯片；電源模塊1014，用于給上述各個模塊供電。本發(fā)明中，為了更好的將所述車速信息采集裝置102獲取的車速和標識號信息上傳至遠程中心服務器105，參見圖3，本發(fā)明提供的基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統中的車速信息采集裝置102包括有液晶顯示屏1025、信息存儲單元1023、ZigBee模塊1022、GPRS/3G模塊1021、嵌入式處理器1026、電源模塊1024，所述的嵌入式處理器基于ARM體系結構，其中，液晶顯示屏1025，與ARM處理器1026連接，用于顯示人機操作界面和人機交互，搭建常用操作的界面，如車速信息查詢界面、超速車輛信息查詢界面，同時，方便現場工作人員維護與操作；信息存儲單元1023，通過信息存儲接口與ARM處理器1026連接，用于本地存儲車速信息采集裝置102接收到的車速和標識號信息，車速信息采集裝置102通過已建立的ZigBee網絡接收到車載檢測裝置101上傳的車速和標識號信息后，有3種選擇方式上傳至中心服務器，本地存儲，本地存儲和上傳至中心服務器，本地存儲方便現場施工人員的查詢，上傳至中心服務器方便控制中心查詢，本發(fā)明采用本地存儲和上傳至中心服務器同步的方式；ZigBee模塊1022，通過ZigBee接口與ARM處理器1026連接，接收車載檢測裝置101上傳的車速和標識號信息，所述的ZigBee模塊采用CC2420芯片；GPRS/3G模塊1021，通過GPRS/3G接口與ARM處理器1026連接，使用GPRS/3G網絡與中心服務器105連接，用于上傳車速和標識號信息至中心服務器105，接收控制中心106發(fā)布的控制命令；所述的GPRS/3G模塊1021包括有華為的TC、EM、GTM系列，西門子的TC、MC系列；嵌入式處理器1026，與上述的液晶顯示屏1025、信息存儲單元1023、ZigBee模塊1022、GPRS/3G模塊1021連接，同時對上述各模塊的運行進行控制；電源模塊1024，用于給上述各個模塊供電。為了更進一步的實現本發(fā)明中提出的基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，參見圖4、圖5，圖4中車載檢測裝置101軟件實現過程為硬件上電后，開始工作，通過測速單元1011獲取車速的模擬量，ZigBee模塊1012通過A/D轉換得到車速信息，合并標識號信息，判斷是否超出限速值，如果超出，進一步判斷持續(xù)時間是否超過5S，滿足兩個條件，自動上傳速度和標識號信息。反之，間隔時間達到10S，上傳車速信息至控制中心105，當然，持續(xù)時間可以根據當地時間要求與硬件條件決定，并不僅限于10S。圖5中信息采集裝置102軟件實現過程為硬件上電后，開始工作，信息采集裝置102的ZigBee模塊1022接收到車載檢測裝置101上傳的車速和標識號信息后，可以根據情況的不同，選擇不同的信息存儲方式，本發(fā)明米用雙向信息存儲方式，一方面將車速和標識號信息保存到本地存儲單元1023中，另一方面將車速和標識號信息通過互聯網或GPRS/3G網絡上傳至控制中心105。所述的標識號信息固定且具有唯一性，如=ZigBee模塊對應的物理地址、車牌號、人為設定的固定標志，只要能體現唯一性即可。

為了對本發(fā)明提出的基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統有一個更深的整體把握，參見圖6、圖7，圖6是本發(fā)明的整體結構示意圖，信息采集裝置102上電后，通過ZigBee模塊1022自動建立ZigBee網絡，當機動車進入ZigBee網絡區(qū)時，車載檢測裝置101通過ZigBee模塊1012自動加入網絡，上傳車速和標識號信息，信息采集裝置102獲取到車速和標識號信息后，通過GPRS/3G網絡或互聯網上傳車速和標識號信息至中心服務器105，控制中心通過唯一的標識號可以查詢超速車輛信息，方便控制中心106查詢和提取車速信息。圖7是本發(fā)明的實際框架示意圖，將車載檢測裝置101放置在機動車內，車速信息采集裝置102放置在事故易發(fā)路段或交叉口，車載檢測裝置101與車速信息采集裝置102之間通過ZigBee網絡連接，車速信息采集裝置102與中心服務器105之間通過GPRS/3G網絡或Internet網絡連接。需要說明的是在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，可以做若干改進，這些改進也可以視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，包括 至少一個車載檢測裝置，安裝在機動車上，用于實時獲取機動車的車速信息，并接收控制中心的控制命令； 至少一個車速信息采集裝置，通過ZigBee網絡分別與機動車上的車載檢測裝置連接，用于接收車載檢測裝置上傳的車速、標識號信息，同時，將上述信息上傳至中心服務器，其中，所述的ZigBee網絡采用星型結構； 中心服務器分別與所述的車速信息采集裝置和控制中心連接，用于存儲車速信息采集裝置上傳的車速、標識號信息，便于控制中心的信息查詢； 控制中心，與所述的中心服務器連接，用于查詢與提取車輛的車速信息，所述的車速信息包括違規(guī)車輛的超速信息； 所述車速信息采集裝置和中心服務器之間的數據傳輸采用有線和無線兩種方式。
2.根據權利要求I所述的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，所述的有線方式采用光纖連接，所述的無線方式采用GPRS/3G網絡連接。
3.根據權利要求I所述的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，所述的車速信息采集裝置布置在事故易發(fā)路段或交叉口。
4.根據權利要求3所述的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，所述的交叉口包括有十字路口、丁字路口。
5.根據權利要求I所述的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，所述的車載檢測裝置包括有測速模塊、蜂鳴器、ZigBee模塊、電源模塊，其中， 測速模塊，與ZigBee模塊連接，用于獲取車速的模擬量信息； 蜂鳴器，與ZigBee模塊連接，用于聲音報警，起到提醒駕駛員的目的； ZigBee模塊，與車速信息采集裝置組建的ZigBee網絡連接，用于將機動車的車速、標識號信息上傳至車速信息采集裝置，同時，對上述蜂鳴器的運行進行控制，所述的ZigBee模塊采用CC2430芯片，標識號體現唯一性； 電源模塊，用于給上述各個模塊供電。
6.根據權利要求I所述的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，所述的車速信息采集裝置包括有液晶顯示屏、信息存儲單元、ZigBee模塊、GPRS/3G模塊、嵌入式處理器、電源模塊，所述的嵌入式處理器基于ARM體系結構，其中， 液晶顯示屏，與ARM處理器連接，用于顯示人機操作界面和人機交互，方便現場工作人員維護與操作； 信息存儲單元，通過信息存儲接口與ARM處理器連接，用于本地存儲車速信息采集裝置接收到的車速和標識號信息； ZigBee模塊，通過ZigBee接口與ARM處理器連接，接收車載檢測裝置上傳的車速和標識號信息，所述的ZigBee模塊采用CC2420芯片； GPRS/3G模塊，通過GPRS/3G接口與ARM處理器連接，使用GPRS/3G網絡與中心服務器連接，用于上傳車速和標識號信息至中心服務器，接收控制中心的控制命令； 嵌入式處理器，與上述的液晶顯示屏、信息存儲單元、ZigBee模塊、GPRS/3G模塊連接，同時對上述各模塊的運行進行控制； 電源模塊，用于給上述各個模塊供電。
7.根據權利要求6所述的一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，其特征在于，所述的信息存儲單元包括有SD卡、硬盤、U盤、光盤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于GPRS/3G與ZigBee網絡的車速信息采集系統，包括至少一個車載檢測裝置，用于實時獲取機動車的車速、流量、標識號信息，并接收控制中心的控制命令；至少一個車速信息采集裝置，用于將車載檢測裝置獲取的車速、流量、標識號信息上傳至中心服務器；中心服務器，用于存儲車速、流量、標識號信息；控制中心，用于查詢與提取車輛信息；車速信息采集裝置和中心服務器之間的數據傳輸采用有線和無線兩種方式。本發(fā)明采用了GPRS/3G與ZigBee無線通信技術，實現了車輛基本信息的遠程傳輸，控制中心查詢中心服務器獲取車輛車速、流量信息。此外，ZigBee網絡低功耗、價格低、抗干擾強，GPRS/3G網絡覆蓋范圍廣，傳輸速率大，減少了布線的麻煩。
文檔編號G08G1/052GK102622896SQ201210105179
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權日2012年4月5日
發(fā)明者張志建, 郭海鋒 申請人:郭海鋒