一種無線發(fā)送交通信號的方法及裝置制造方法
【專利摘要】無線裝置發(fā)送交通信號的方法，包括：無線裝置與交通信號機進行連接，獲取交通信號機的個性化信息，將所述交通信號機的個性化信息分為多個組，對每個組的信息進行封裝；將所述分組封裝的信息更新暫存于發(fā)送緩沖區(qū)中；無線裝置通過TCP協(xié)議或UDP協(xié)議與移動設備建立連接；無線裝置與移動設備建立連接后，獲取所述移動設備的行進方向信息，然后從發(fā)送緩沖區(qū)中提取與所述移動設備行進方向信息匹配一致的分組信息，發(fā)送給已與所述無線裝置建立連接的移動設備。使用該方法的設備，包括：交通信號采集單元，交通信號處理單元，無線通信單元。
【專利說明】一種無線發(fā)送交通信號的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及交通領域，具體涉及一種無線發(fā)送交通信號的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]2005年信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟《ITU物聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》中首次引用了“物聯(lián)網(wǎng)”概念，使得物聯(lián)網(wǎng)被人們熟識。在中國，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一。
[0003]車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的衍生品，從智能交通技術上考慮，車聯(lián)網(wǎng)是將先進的數(shù)據(jù)通訊傳輸技術，感知技術、電子控制技術及數(shù)據(jù)處理技術等有效的集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的、實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)是智能交通系統(tǒng)新的發(fā)展方向。
[0004]車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將使出行者有了一種全新的獲取交通信號的方式。城市道路交通信號有廣義和狹義之分，廣義上的交通信號包括行人信號燈、自行車信號燈、機動車信號燈、車道信號燈、方向指示信號燈等；狹義上的交通信號則僅指用于放行交叉口沖突交通流的信號燈，即在某一時刻或某一時間段通過信號燈顏色的顯示告知待通過交叉口的一股或幾股交通流在該時刻或時間段允許通行或禁止通行，所述交通流包括行人、非機動車和機動車。
[0005]待通過交叉口的行人或非機動車或機動車(為表述方便，本專利將采用不同出行方式的人統(tǒng)一簡記為出行者)，通過及時觀察信號燈的顏色以及正在顯示的顏色的剩余時間，判斷是否要按自己的出行路徑行進通過當前的交叉口。而能否通過交叉口則取決于出行者觀察到信號燈的時機以及對當前狀況的判斷。由此可見，出行者能否準確及時地獲知交通信號至關重要。然而，這`一重要前提卻往往受到很多因素的影響導致出行者不能準確及時地獲得其行駛路徑上當前交通信號的信息，或者是獲得了交通信號但由于沒有對通行狀況進行充分判斷，導致不能安全地通過交叉口。
[0006]影響出行者準確及時地接收交通信號的因素主要包括以下幾個方面:
[0007](I)信號燈故障，此種情形出行者無法獲知其所在相位當前是否允許通行，如果交警或協(xié)警不在現(xiàn)場，其僅能通過其他相位燈色的變化判斷自己所在相位是否為綠燈，然后決定是否通過該交叉口。這一因素通常會延誤出行者通過交叉口的時間，也會導致出行者決策猶豫甚至判斷錯誤誤闖紅燈，帶來安全隱患和冤枉的違章代價。
[0008](2)障礙物遮擋視線，如前方大型車輛或路邊樹木等遮擋，此種情況會導致出行者不能事先獲得交通信號并做出準確判斷，往往行近交叉口時才突然發(fā)現(xiàn)信號燈已由綠色變成紅色，此時出行者會本能地進行急停，導致跟馳車輛來不及反應，從而造成交通事故；或者出行者發(fā)現(xiàn)信號燈為紅色時已駛進交叉口，無法停下，導致冤枉的違章和潛在的安全隱
串 [0009](3)光線導致視線模糊，如陽光或夜間對向車輛燈光等強光源影響，或者受大雨或大霧或大雪或風沙等惡劣天氣的影響，這一情形主要是由于光線的對比，使得人眼不能清晰地看清楚信號燈的顏色，導致出行者行進猶豫，延誤時間，也會導致誤闖紅燈造成違章和安全隱患。
[0010]為了解決出行者便利獲取交通信號的問題，近年來已有
【發(fā)明者】提出了一些相關技術。CN201010285325.0給出了一種交通信號提示系統(tǒng)及方法，該發(fā)明提出了交通信號控制機通過無線通訊方式將交通信號發(fā)送至車載終端的系統(tǒng)框架，但沒有對具體的實現(xiàn)方法進行說明。
[0011]CN201010125428.0給出了一種路口車路協(xié)同的無線交通信號系統(tǒng)及方法，該專利也是側重于描述無線接收交通信號的系統(tǒng)架構，在技術細節(jié)上提出通過GPS定位實現(xiàn)車道定位。但是由于GPS定位精度問題，專利中所敘述的定位至車道在目前的技術水平下是無法實現(xiàn)的。
[0012]CN201010588353.X給出了一種用于接收道口信號燈信息的車載交通信號提示系統(tǒng)，該發(fā)明除了給出系統(tǒng)的組成結構，同時給出了具體的消息發(fā)送格式。
[0013]CN201310097305.4給出了一種移動設備感知行駛路徑上交通信號的方法及系統(tǒng)，該發(fā)明側重于描述移動設備獲取交通信號的方法及系統(tǒng)的框架組成結構。
[0014]因此，研究一種新型的基于車聯(lián)網(wǎng)技術的裝置，為出行者提供交通信號已成為亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術的上述缺點，通過給出一種無線發(fā)送交通信號的方法及裝置，可以獲取上位機(這里將產(chǎn)生交通信號的裝置統(tǒng)稱為上位機)交通信號，并將交通信號無線發(fā)送，當移動設備進入無線裝置發(fā)射的無線信號覆蓋范圍后，便能夠無線接收到前方交通信號，解決現(xiàn)有技術中不方便獲得交通信號的不足。
[0016]一種無線裝置發(fā)送交通信號的方法，包括以下步驟:
[0017]步驟1，無線裝置與交通信號機進行連接，獲取交通信號機的個性化信息，將所述交通信號機的個性化信息分為多個組，對每個組的信息進行封裝；
[0018]步驟2，無線裝置以每秒為單位，將所述分組封裝的信息更新暫存于發(fā)送緩沖區(qū)中；所述更新暫存是指以后一秒獲取的所述分組封裝信息更新替換前一秒存儲的分組封裝信息；
[0019]步驟3，無線裝置通過TCP協(xié)議或UDP協(xié)議與移動設備建立連接；
[0020]步驟4，若無線裝置通過TCP協(xié)議與移動設備建立連接，則所述無線裝置通過監(jiān)聽端口監(jiān)測是否有移動設備發(fā)送連接請求；如果所述無線裝置監(jiān)測到有移動設備發(fā)送連接請求，便與所述發(fā)送連接請求的一個或多個移動設備進行連接；否則，繼續(xù)通過監(jiān)聽端口監(jiān)測是否有移動設備發(fā)送連接請求；
[0021]無線裝置與移動設備建立連接后，獲取所述移動設備的行進方向信息，然后從發(fā)送緩沖區(qū)中提取與所述移動設備行進方向信息匹配一致的分組信息，發(fā)送給已與所述無線裝置建立連接的移動設備；
[0022]或者，若無線裝置通過UDP協(xié)議與移動設備建立連接，則所述無線裝置將分組封裝信息向外廣播，移動設備進入無線裝置的廣播范圍后，與所述無線裝置建立連接，接收所述無線裝置廣播的分組信息，進一步從中提取與所述移動設備行進方向相匹配的分組信肩、O
[0023]使用上述方法的無線信號發(fā)送裝置，包括:
[0024]101交通信號采集單元，實時的采集交通信號機的個性化信息；
[0025]102交通信號處理單元，將所述采集的交通信號機的個性化信息分為多個組，對每個分組的信息進行封裝，并利用加密技術對所述分組信息進行加密，將加密后的各分組信息實時更新到發(fā)送緩沖區(qū)以備無線通信單元發(fā)送；
[0026]103無線通信單元，將發(fā)送緩沖區(qū)的分組信息以無線的方式發(fā)送給請求數(shù)據(jù)的移動設備；
[0027]所述無線發(fā)送交通信號裝置或內(nèi)置于本地交通信號機，或與遠端交通信號機或上位機或服務器以有線或無線的方式相連；
[0028]所述交通信號采集單元，實時的獲取本地交通信號機或上位機或服務器中設置的相位信息、配時信息、交通管制信息、交通狀態(tài)信息；
[0029]所述無線通信單元，為具有無線通信能力的無線通信模塊，當移動終端有數(shù)據(jù)請求時，無線通信單元將發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給請求數(shù)據(jù)的移動終端。
[0030]進一步，所述加密算法采用對稱式或非對稱式加密算法；
[0031]所述對稱式加密算法包括但不限于DES算法、RC2算法、RC4算法、AES算法；
[0032]所述非對稱式加密算法包括但不限于RSA算法、IDEA算法。
[0033]所述移動終端包括但不限于手機、PDA、平板電腦、具有圖形顯示功能的車載設備或手持移動設備。
[0034]本發(fā)明的有益效果在于:
[0035]( I)通過本發(fā)明的無線裝置及發(fā)送方法，可以與交叉口的交通信號機連接，獲取交通信號機的個性化信息，并無線地發(fā)送給移動設備；
[0036]( 2 )各種移動設備上安裝App后，可以與本發(fā)明的無線裝置進行通信，獲取本發(fā)明無線裝置發(fā)送的信息；
[0037](3)用戶可以通過本發(fā)明提供的方法，使用手機、平板電腦等各類移動設備接收行進方向上的交通信號信息；
[0038](4)本發(fā)明將交通信號以流的形式進行發(fā)送，同時對發(fā)送的信息進行加密，保證了信息的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框架圖；
[0040]圖2是本發(fā)明的無線發(fā)送交通信號流程圖；
[0041]圖3是本發(fā)明無線發(fā)送交通信號的數(shù)據(jù)格式；
[0042]圖4是本發(fā)明典型實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為說明本發(fā)明的技術特點，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施做進一步的描述。此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而不是限定本發(fā)明。
[0044]圖1是本發(fā)明一種無線發(fā)送交通信號裝置的系統(tǒng)架構圖，該無線信號發(fā)送裝置包括:
[0045]101交通信號采集單元，實時的采集交通信號機的個性化信息；
[0046]102交通信號處理單元，將所述采集的交通信號機的個性化信息分為多個組，對每個分組的信息進行封裝，并利用加密技術對所述分組信息進行加密，將加密后的各分組信息實時更新到發(fā)送緩沖區(qū)以備無線通信單元發(fā)送；
[0047]103無線通信單元，將發(fā)送緩沖區(qū)的分組信息以無線的方式發(fā)送給請求數(shù)據(jù)的移動設備；
[0048]所述無線發(fā)送交通信號裝置或內(nèi)置于本地交通信號機，或與遠端交通信號機或上位機或服務器以有線或無線的方式相連；
[0049]所述交通信號采集單元，實時的獲取本地交通信號機或上位機或服務器中設置的相位信息、配時信息、交通管制信息、交通狀態(tài)信息；
[0050]所述加密算法采用對稱式或非對稱式加密算法；
[0051]所述對稱式加密算法包括但不限于DES算法、RC2算法、RC4算法、AES算法；
[0052]所述非對稱式加密算法包括但不限于RSA算法、IDEA算法。
[0053]所述無線通信單元，為具有無線通信能力的無線通信模塊，當移動終端有數(shù)據(jù)請求時，無線通信單元將發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給請求數(shù)據(jù)的移動終端；
[0054]所述移動終端包括但不限于手機、PDA、平板電腦、具有圖形顯示功能的車載設備或手持移動設備。
[0055]圖2是本發(fā)明無線發(fā)送交通信號流程示意圖。
[0056]201無線裝置與交通信號機進行連接，獲取交通信號機的個性化信息；
[0057]202為無線裝置將所述交通信號機的個性化信息分為多個組，對每個組的信息進行封裝；無線裝置以每秒為單位，將所述分組封裝的信息更新暫存于發(fā)送緩沖區(qū)中；所述更新暫存是指以后一秒獲取的所述分組封裝信息更新替換前一秒存儲的分組封裝信息；
[0058]203為無線裝置通過TCP協(xié)議或UDP協(xié)議與移動設備建立連接；若無線裝置通過TCP協(xié)議與移動設備建立連接，則所述無線裝置通過監(jiān)聽端口監(jiān)測是否有移動設備發(fā)送連接請求；如果所述無線裝置監(jiān)測到有移動設備發(fā)送連接請求，便與所述發(fā)送連接請求的一個或多個移動設備進行連接；否則，繼續(xù)通過監(jiān)聽端口監(jiān)測是否有移動設備發(fā)送連接請求；
[0059]204無線裝置與移動設備建立連接后，獲取所述移動設備的行進方向信息；
[0060]205為無線裝置從發(fā)送緩沖區(qū)中提取與所述移動設備行進方向信息匹配一致的分組信息，通過206發(fā)送給已與所述無線裝置建立連接的移動設備；
[0061]若無線裝置通過UDP協(xié)議與移動設備建立連接，則所述無線裝置將分組封裝信息向外廣播，移動設備進入無線裝置的廣播范圍后，與所述無線裝置建立連接，接收所述無線裝置廣播的分組信息，進一步從中提取與所述移動設備行進方向相匹配的分組信息。
[0062]所述交通信號機的個性化信息包括靜態(tài)信息和動態(tài)信息；所述靜態(tài)信息包括但不限于交叉口 ID、交叉口進口 ID、交通信號機ID、車道ID、車道標記信息；
[0063]所述動態(tài)信息包括但不限于交通信號配時參數(shù)信息、交通管制信息、交通狀態(tài)信息；
[0064]所述交通信號配時參數(shù)信息進一步包括相位信息、各相位燈色狀態(tài)信息和燈色狀態(tài)倒計時信息；
[0065]所述交通管制信息包括但不限于道路限行信息、道路施工信息；
[0066]所述交通狀態(tài)信息包括但不限于交通擁擠程度信息、交通事故信息；
[0067]所述分組信息是指以移動設備行進方向為單位，將所述交通信號機的個性化信息劃分為多個組。
[0068]所述移動設備行進方向信息由式3-1表示:
[0069]Mi=(IrA1rDnjk)3-1； [0070]Mi表示第i個移動設備的行進方向，Ij表示第j交叉口，表示第j交叉口中第k進口，Dil表示第j交叉口 k進口的第η方向；
[0071]所述Ij依據(jù)路網(wǎng)中交叉口數(shù)量進行編號；所述依據(jù)交叉口進口數(shù)量按照順時
針或逆時針方向編號；所述》,Λ按照左轉、直行、右轉進行量化編號。
[0072]所述分組信息由式3-2表示:
[0073]Ti = (Ij, Ak., D'lk,Sp Pm, Ls, Time, Mkji, CKn)3-2;
[0074]Ti表示第i個分組信息，Ij表示第j交叉口，4表示第j交叉口中第k進口，Dnlk
表示第j交叉口 k進口的第η方向，S」表示第j交叉口的信號機，Pm表示第m相位，L":表示第m相位燈色狀態(tài),Time表示第m相位燈色的倒計時信息,Mtn表示與k進口的第η方向有關的交通管制信息，Ctn表示與k進口的第η方向有關的交通狀態(tài)信息。
[0075]所述移動設備行進方向信息與分組信息匹配過程包括以下步驟:
[0076]移動設備通過空間定位技術確定抵達的交叉口 Ij和進口W74;
[0077]移動設備依據(jù)行駛路徑規(guī)劃確定/；
[0078]移動設備將確定的行進方向信息(I」，A1；.Dl )發(fā)送至無線裝置；
[0079]無線裝置接收后對各分組進行查詢，與各分組中的(Ij, AkrDlk )進行匹配，如果匹配成功，則提取分組中的信息發(fā)送至移動設備。
[0080]圖3是本發(fā)明無線發(fā)送的交通信號數(shù)據(jù)格式，該數(shù)據(jù)格式是由原始交通信號進行轉換而來。
[0081]301為交叉口 ID，該交叉口 ID依據(jù)路網(wǎng)中的交叉口數(shù)量進行統(tǒng)一分配，當路網(wǎng)中有新增交叉口時，則為新增交叉口分配新的ID ；
[0082]302為進口 ID，是指每個交叉口進口編號，以順時針方向或逆時針方向進行編排；
[0083]303為行進方向，分為左轉、直行和右轉，可將左轉編號為01、直行編號為02、右轉編號為03 ；
[0084]304為信號機ID，該信號機ID依據(jù)路網(wǎng)中信號交叉口安置的信號機數(shù)量統(tǒng)一進行分配；
[0085]305為相位，是指當前信號機設置的信號相位信息；[0086]306為燈色狀態(tài)，是指當前信號相位所顯示的燈色狀態(tài)；
[0087]307為倒計時，是指當前信號相位所顯示燈色的倒計時信息；
[0088]308為交通管制信息，是指上位機或服務器發(fā)送至信號機的與當前交叉口相應進口某個行進方向相關的交通管制信息；
[0089]309為交通狀態(tài)信息，是指上位機或服務器發(fā)送至信號機的與當前交叉口相應進口某個行進方向相關的交通狀態(tài)信息。
[0090]為進一步說明本發(fā)明的技術特征，以圖4為實施例進行闡述:
[0091]401為無線發(fā)送裝置，可通過有線或無線方式與交通信號機相連；
[0092]402為車載移動設備，當402進入401信號覆蓋范圍后，402與401之間建立連接；
[0093]403為交叉口 ID號，本例中交叉口 ID號為100 ；
[0094]404為交叉口 100的4個進口，按照順時針編號原則，各進口分別編號為1、2、3、4 ；
[0095]405為行進方向，分為01左轉、02直行和03右轉，并與進口編號一同對方向信息進行編碼，如101、102、103分別表示I進口左轉、I進口直行和I進口右轉；2進口左轉、直行和右轉可分別表示為201、202、203，以此類推；
[0096]無線發(fā)送裝置與交通信號機連接后，便可獲取交通信號機的個性化信息，并進行分組，每個分組的數(shù)據(jù)標識可如下形式:
[0097]
【權利要求】
1.一種無線裝置發(fā)送交通信號的方法，其特征在于，包括以下步驟: 無線裝置與交通信號機進行連接，獲取交通信號機的個性化信息，將所述交通信號機的個性化信息分為多個組，對每個組的信息進行封裝； 無線裝置以每秒為單位，將所述分組封裝的信息更新暫存于發(fā)送緩沖區(qū)中；所述更新暫存是指以后一秒獲取的所述分組封裝信息更新替換前一秒存儲的分組封裝信息； 無線裝置通過TCP協(xié)議或UDP協(xié)議與移動設備建立連接； 若無線裝置通過TCP協(xié)議與移動設備建立連接，則所述無線裝置通過監(jiān)聽端口監(jiān)測是否有移動設備發(fā)送連接請求；如果所述無線裝置監(jiān)測到有移動設備發(fā)送連接請求，便與所述發(fā)送連接請求的一個或多個移動設備進行連接；否則，繼續(xù)通過監(jiān)聽端口監(jiān)測是否有移動設備發(fā)送連接請求； 無線裝置與移動設備建立連接后，獲取所述移動設備的行進方向信息，然后從發(fā)送緩沖區(qū)中提取與所述移動設備行進方向信息匹配一致的分組信息，發(fā)送給已與所述無線裝置建立連接的移動設備； 若無線裝置通過UDP協(xié)議與移動設備建立連接，則所述無線裝置將分組封裝信息向外廣播，移動設備進入無線裝置的廣播范圍后，與所述無線裝置建立連接，接收所述無線裝置廣播的分組信息，進一步從中提取與所述移動設備行進方向相匹配的分組信息。
2.如權利要求1所述的無線裝置發(fā)送交通信號的方法，其特征在于， 所述交通信號機的個性化信息包括靜態(tài)信息和動態(tài)信息；所述靜態(tài)信息包括但不限于交叉口 ID、交叉口進口 ID、交通信號機ID、車道ID、車道標記信息； 所述動態(tài)信息包括但不限于交通信號配時參數(shù)信息、交通管制信息、交通狀態(tài)信息；所述交通信號配時參數(shù)信息進一步包括相位信息、各相位燈色狀態(tài)信息和燈色狀態(tài)倒計時信息； 所述交通管制信息包括但不限于道路限行信息、道路施工信息； 所述交通狀態(tài)信息包括但不限于交通擁擠程度信息、交通事故信息； 所述分組信息是指以移動設備行進方向為單位，將所述交通信號機的個性化信息劃分為多個組。
3.如權利要求1所述的無線裝置發(fā)送交通信號的方法，其特征在于，所述移動設備行進方向信息由式3-1表不:
4.如權利要求1所述的無線裝置發(fā)送交通信號的方法，其特征在于，所述移動設備行進方向信息與分組信息匹配過程包括以下步驟: 移動設備通過空間定位技術確定抵達的交叉口 Ij和進口 移動設備依據(jù)行駛路徑規(guī)劃確定0;/,; 移動設備將確定的行進方向信息(1? ^ )發(fā)送至無線裝置； 無線裝置接收后對各分組進行查詢，與各分組中的(I」，進行匹配，如果匹配成功，則提取分組中的信息發(fā)送至移動設備。
5.一種使用權利要求1所述的方法的裝置，其特征在于，所述無線發(fā)送交通信號裝置包括: 交通信號采集單元，實時的采集交通信號機的個性化信息； 交通信號處理單元，將所述采集的交通信號機的個性化信息分為多個組，對每個分組的信息進行封裝，并利用加密技術對所述分組信息進行加密，將加密后的各分組信息實時更新到發(fā)送緩沖區(qū)以備無線通信單元發(fā)送； 無線通信單元，將發(fā)送緩沖區(qū)的分組信息以無線的方式發(fā)送給請求數(shù)據(jù)的移動設備；所述無線發(fā)送交通信 號裝置或內(nèi)置于本地交通信號機，或與遠端交通信號機或上位機或服務器以有線或無線的方式相連； 所述交通信號采集單元，實時的獲取本地交通信號機或上位機或服務器中設置的相位信息、配時信息、交通管制信息、交通狀態(tài)信息； 所述分組信息是指以移動設備行進方向為單位，將所述交通信號機的個性化信息劃分為多個組。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于: 所述加密算法采用對稱式或非對稱式加密算法； 所述對稱式加密算法包括但不限于DES算法、RC2算法、RC4算法、AES算法； 所述非對稱式加密算法包括但不限于RSA算法、IDEA算法； 所述無線通信單元，為具有無線通信能力的無線通信模塊，當移動終端有數(shù)據(jù)請求時，無線通信單元將發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給請求數(shù)據(jù)的移動終端； 所述移動終端包括但不限于手機、PDA、平板電腦、具有圖形顯示功能的車載設備或手持移動設備。
【文檔編號】H04W12/02GK103778794SQ201410009504
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權日:2014年1月8日
【發(fā)明者】郭海鋒, 穆元杰, 張昌世, 彭起濤, 朱超, 程君, 袁鑫良, 周悅 申請人:浙江工業(yè)大學