[發明專利]基于ZigBee無線通信的智能交通控制系統

無效

• 申請號: 200710039150.3
• 申請日: 2007-04-05
• 公開（公告）號: CN101079772A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 商慧亮;倪歡;李鋒
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;G08G1/00;G08G1/07;G08G1/095;H04B5/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于智能交通控制技術領域，具體涉及一種采用無線通信方式進行交通控制的系統。

背景技術

隨著現代城市的發展，城市、特別是一些特大城市規模不斷擴大，人口、車輛和道路急劇增加，交通日益擁擠，交通問題越來越引起人們的關注。如何協調人、車、路三者關系的協調，已成為交通管理部門所面臨的重要問題。

目前，絕大部分城市仍采用傳統的交通管理方式，即交通燈信號控制機主要采用單點控制模式，各個信號控制機之間以及和交通管理控制中心都不能相聯，無法實現整個交通控制系統的實時監控，離智能控制更是相距甚遠。

在一些相對發達的城市，正在嘗試向聯網和智能控制方向發展。智能交通控制系統應具備交通燈控制、流量監測、交通信息傳遞與顯示等基本功能。各部分通過有線/無線網絡相互通信，協同工作。同時，各部分與交通控制中心相連，由控制中心統一指揮、協調。智能交通控制系統對提高城市道路的通行能力、緩和城市交通擁擠起著重要作用。

近年來，利用先進的科學技術改造城市交通系統已成為城市交通管理者的共識。智能交通控制系統已成為交通控制的發展方向，但目前還是存在一些問題，制約了其發展和推廣實施。其中，通信問題一直是制約其發展的一個主要問題，在城市交通控制系統的通信中，可以采用數傳電臺、GPRS/CDMA通信、光纖接入等方式。數傳電臺的優勢是除了每年的頻點費以外，平時運行無需額外費用；缺點是受地形、氣候的影響較大，造成系統的可靠性、實時性較差，無法主動上報。GPRS/CDMA通信方式可以實現主動上報；缺點是需要高額流量費，而且網絡延時較長，無法實時控制。光纖通信穩定可靠，但是施工成本投入大、擴展性差、設備維護方面不方便。而基于ZigBee(紫蜂)通信的無線通信方式則避免了以上問題。Zigbee技術具有以下優勢：

1)功耗低：在低耗電待機模式下，兩節普通5號干電池可使用6個月到2年，免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩。這也是Zigbee的支持者所一直引以為豪的獨特優勢；

2)成本低：因為Zigbee數據傳輸速率低，協議簡單，所以大大降低了成本。且Zigbee協議免收專利費；

3)網絡容量大：每個Zigbee子網絡最多可支持65536個設備，也就是說，每個Zigbee設備可以與另外65535臺設備相連接；

4)時延短：通常時延都在15毫秒至30毫秒之間，利于實時通信；

5)安全：Zigbee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用AES-128，同時可以靈活確定其安全屬性；

發明內容

為了克服現有交通控制的問題，本發明提供一種基于ZigBee的無線智能交通控制系統。

本發明提出的無線智能交通控制系統由控制中心、交通燈控制器、流量監測器、交通信息顯示牌、短距離無線遙控器和路由節點組成，形成一個基于ZigBee無線通信的控制網絡，各個節點相互間可以實現實時通信，還可以與控制中心相連，實現統一的協調控制。各個節點說明如下：

控制中心：控制中心結構如附圖2所示，由計算機、ZigBee無線通信模塊和大屏幕電子顯示地圖構成，在計算機的控制下，通過ZigBee無線通信網絡實時接收并顯示各個路口交通燈控制節點發來的交通燈狀態信息，各個流量監測節點發來的流量信息。工作人員可以根據上述信息實時調整各個路口的交通燈設置，并通過ZigBee無線通信網絡將控制指令發送到被控節點，實現實時控制。

交通燈控制器：每個交通燈控制器控制一組路口交通燈。

交通燈控制器組成框圖如附圖3所示：

該節點由單片機、ZigBee無線通信模塊和交通燈驅動電路構成。大部分時間ZigBee無線通信模塊處于待機狀態，僅在有通信任務時啟動。該模塊工作模式如下：1.紅綠燈參數設定模式，即ZigBee無線通信模塊實時接收控制中心或遙控器發出的模式設置指令，根據該指令設定紅綠燈工作參數(紅綠燈各個狀態的切換順序和顯示時間)。2.紅綠燈正常工作模式，即紅綠燈參數設定好后，按照設定好的參數自動切換狀態，自動進行交通控制。3.監測紅綠燈狀態，并實時發送給控制中心。

流量監測器：兩個路口之間安裝，實時監測流量信息，并傳遞給控制中心。

流量監測器組成框圖如附圖4所示：