專利名稱：智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及現(xiàn)代交通技術的智能交通(ITS)領域，特別是一種智能塵埃 式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用作智能道路系統(tǒng) (IRS)、車路協(xié)同系統(tǒng)(CVIS)、城市交通控制指揮系統(tǒng)(如智能交通信號控制機 等)、城市交通信息管理系統(tǒng)(如道路通行信息發(fā)布、擁堵誘導系統(tǒng)等)、公路自動 電子收費管理系統(tǒng)、公交優(yōu)先控制管理系統(tǒng)、高等級公路的監(jiān)控及防追尾警示系統(tǒng)、 路網(wǎng)信息預警/應急管理系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、泊車咪表裝置、泊車誘導信息管 理系統(tǒng)、車輛蹤跡管理系統(tǒng)、車載定位導航系統(tǒng)以及集上述部分或全部功能的數(shù)字 公路和公路運輸信息管理系統(tǒng)，還可構建具有車輛輔助駕駛功能的智能交通系統(tǒng) 等，為交通動態(tài)或靜態(tài)管理的智能交通系統(tǒng)的建設、改造和升級提供支撐。另外， 也可用來構建智能塵埃式防盜、安全監(jiān)控和安全預警系統(tǒng)。
技術背景隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，交通運輸發(fā)展越來越快，車輛保有量 更是迅速膨脹，大中型城市交通和公路交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴重，停車場的泊車問 題也逾顯突出，交通擁堵問題已經(jīng)成為我國大中城市嚴重社會問題，造成嚴重的資 源浪費，對經(jīng)濟和社會發(fā)展形成巨大的阻礙，交通問題已是政府、民眾關注的焦點 問題之一，使得大量的人力、物力、資金投入到道路改造和道路建設方面，即便如 此，也跟不上交通壓力的高速增長，這種情況非常普遍，特別是經(jīng)濟越發(fā)達的地區(qū)， 交通問題越嚴重；有些地區(qū)，由于資金不足和土地拆遷問題，道路改造和道路建設 客觀上也有難度，面對交通壓力的不利局面將會較長時期的存在。另一方面，由于 交通管理這一重要環(huán)節(jié)比較薄弱，如紅綠燈控制、道路通行誘導、公共交通的監(jiān)控 和管理、泊車引導等智能交通系統(tǒng)還比較落后，使得道路資源、停車場資源和公共 交通資源沒有充分利用和挖潛；又由于各種交通事故和突發(fā)事件的發(fā)生因不能及時 預警、發(fā)現(xiàn)和快速處理，造成道路擁堵的現(xiàn)象十分頻繁，讓人倍感痛惜。交通狀態(tài)獲取和控制系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中最基礎和最重要的物理支撐平臺， 同時，交通狀態(tài)獲取和控制系統(tǒng)采集的大量交通流量數(shù)據(jù)也是支持交通管理其他業(yè) 務功能的數(shù)據(jù)源和信息源。目前，廣泛使用的智能交通系統(tǒng)中由于需要設置大量的 多種類的交通傳感器和路邊設備，系統(tǒng)的布線量大且繁雜，工程設計、施工和安裝都非常困難，工程造價居高不下，且系統(tǒng)運行成本也較大；工程安裝和施工過程中 常會阻斷交通，施工后對道路路面質量的影響也較為嚴重；特別是在智能交通控制 和信息管理系統(tǒng)中起重要基礎支撐作用的交通狀態(tài)獲取和控制層面上，由于目前的 技術裝備中大量采用的各種交通狀態(tài)傳感器不具有普適應用性和本身存在的技術 瓶頸，其獲取的信息量和實效性有著非常大的局限性，而且現(xiàn)有智能交通系統(tǒng)存在 交通狀態(tài)檢測單一、部分參數(shù)固定、智能性差等問題，不能很好適應國內(nèi)交通的管 理與需求，致使交通控制系統(tǒng)的應用效果不明顯；另外，目前已知的智能交通技術 在系統(tǒng)可靠性、日常維護和系統(tǒng)可擴展性等方面存在著很難克服的技術缺陷，其技 術水平據(jù)經(jīng)濟和社會發(fā)展的要求還有很大的差距，真正高效的、低成本的智能交通 系統(tǒng)(ITS)還不曾見到。因此，怎樣充分利用和挖潛資源，低成本地、有效地改善和提高道路和泊車場 地的利用效率，提高交通事件的應急處理能力，構建數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡化和智 能化的交通系統(tǒng)，是值得考慮和追求的目標；建立完善的、高效的、低成本的、技 術可行的、更現(xiàn)代化的智能交通系統(tǒng)顯得尤為緊迫和現(xiàn)實；研發(fā)全新理念的、功能 強大的、能充分體現(xiàn)最新技術成果、展現(xiàn)更高智能化水平的、使智能交通系統(tǒng)(ITS) 更符合時代要求的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)，利用 最新智能塵埃式無線通訊技術把獲取交通狀態(tài)的交通傳感器和完成交通控制、誘 導、信息通訊和管理等功能的路邊交通設備與上層交通信息管理和控制設備之間有 機地構建成雙向無線的、自組網(wǎng)的具有交通狀態(tài)采集、交通控制、交通信息通訊和 發(fā)布等功能的MESH網(wǎng)絡智能交通系統(tǒng)，對于改善交通管理水平，緩解擁堵將起到 極大的推動作用，是新時期賦予我們的時代要求和迫切任務。在微機電加工技術(使芯片微型化)、自組織的網(wǎng)絡技術、集成的低功耗的通 訊技術和低功耗傳感器集成技術這四種技術的共同作用下，傳感器也在朝著微型化 與網(wǎng)絡化方面發(fā)展。美國五角大樓提出了 "智能塵埃"的設計思想，目的是在戰(zhàn)場 上拋撒數(shù)千個微小的無線傳感器，用于監(jiān)控敵人的活動情況，而不讓敵方察覺。通 過自組織一個無線傳感器網(wǎng)絡，"智能塵埃"將對相關原始數(shù)據(jù)進行過濾，把重要 的信息發(fā)送給中央司令部。"智能塵埃"的特點就是體積小、功耗低、自組織、無 線通訊，這也是網(wǎng)絡化的微型傳感器的特征。美國陸軍已計劃開發(fā)的多層次集成式 傳感器系統(tǒng)一靈巧傳感器網(wǎng)絡通信(SSNC)，是美國2001財年的一項科學技術目標 (STO)計劃，這是網(wǎng)絡化微型傳感器在軍事領域的一個非常好的應用。"智能塵 埃"是美軍將來網(wǎng)絡化戰(zhàn)場中最重要的傳感器系統(tǒng)工程。該工程涉及微型操作系統(tǒng) 技術、微機電加工技術、自組織路由技術、信道接入控制技術、集成的低功耗通訊技術等最新的多領域內(nèi)的技術，預計在2010年以前將會投入到戰(zhàn)場使用。而在民 用領域則可廣泛應用于各種需要監(jiān)控的環(huán)境中，目前國內(nèi)外已有多家著名半導體制造公司和"智能塵埃"開發(fā)商向市場推薦試用多款符合IEEE802.15.4/ZigBee、 TSMP 或IPv6協(xié)議和內(nèi)嵌TmyOS微型操作系統(tǒng)的智能塵埃模塊和SOC系統(tǒng)級智能塵埃 芯片。"智能塵埃"理念可以廣泛地應用于各種環(huán)境的監(jiān)測和控制，尤其是在惡劣 的環(huán)境和無人環(huán)境下的環(huán)境監(jiān)測，同樣我們可用于交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其 信息傳輸系統(tǒng)。因此，對于現(xiàn)代化智能交通系統(tǒng)(ITS)來說，開發(fā)類似于"智能 塵埃"這種網(wǎng)絡化的微型交通傳感器系統(tǒng)將具有非常廣泛的應用前景。傳感器的體 積越小越好，功能越強大越好，然而這兩者是互相制約的。很明顯，為了實現(xiàn) -定 的功能而縮小體積是硬件設計的最大挑戰(zhàn)。"智能塵埃"的最終目標是將傳感器集 成到與塵埃大小相同的體積上，甚至可以利用傳感器所處環(huán)境提供能量。已公開的 《車輛探測裝置》(ZL03245819.3〉、《微型地埋式車輛探測器》(ZL200420010891.0)、 《地埋型智能車輛探測器》(ZL200420010999.X)、《地埋式集成車輛探測器》 (ZL200420010905.9)和《地埋式多功能車輛探測器》(ZL200420010916.7)專利 技術及其它交通狀態(tài)傳感技術等為實現(xiàn)智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及 其信息傳輸系統(tǒng)提供了現(xiàn)實條件。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題①目前的交通傳感器絕大多數(shù)都是通過電纜 與交通控制器、路邊設備或信號燈進行連接，獲取交通狀態(tài)信號或信息，安裝非常 不方便，嚴重破壞路面，接駁傳感器的數(shù)量非常有限，不具有布設普適性；即使有無線交通傳感器的應用，它們與信號接收機、控制器或信號機之間，也是一對一的、 主一-從結構的無線通訊聯(lián)接方式，其系統(tǒng)中各個無線交通傳感器節(jié)點之間無法直 接建立無線通訊，無線交通傳感器節(jié)點之間不能互通信息，無法實現(xiàn)雙向的、網(wǎng)絡 自構的、數(shù)據(jù)共享的因果控制系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)的很多功能無法實現(xiàn)，無法構成強大的、實時性要求很強的交通狀態(tài)信息傳感和控制網(wǎng)絡；②目前的交通信號控制 器或交通信號機絕大多數(shù)是集中控制式，它們與被控交通設備(如紅綠燈等)之間 是通過一一對應的電纜線進行信號控制，同樣存在著安裝非常不方便、嚴重破壞路面的弊端；即使有通過無線方式進行控制，其通訊方式也是一對一的、主一-從結構的無線通訊聯(lián)接方式；③目前應用的智能交通系統(tǒng)中各個交通傳感節(jié)點、路邊設 備節(jié)點與控制設備之間，相對獨立，信號通訊、控制體制互不兼容，系統(tǒng)構成復雜、 成本高，不易進行擴展、改造和變更；④目前交通系統(tǒng)中的各個無線通訊節(jié)點(包 括各種路邊設備節(jié)點、交通傳感器節(jié)點等)在各自系統(tǒng)中的通訊地位不同，致使通訊鏈路受限和單一，通訊距離較短，而且不具備鏈路自愈和鏈路自重組和鏈路故障 自愈功能，可靠性不高⑤目前應用于交通傳感和交通控制領域的無線通訊技術的 抗干擾能力不強，對電源的能量供給也有比較高的要求，特別是系統(tǒng)所能接駁的無 線傳感器節(jié)點數(shù)和控制設備節(jié)點數(shù)受到很大的限制，信號和數(shù)據(jù)傳遞速度也較低。 本發(fā)明可有效地解決上述交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)中存在的 諸多問題，可構建完善的、先進的智能交通系統(tǒng)。本實用新型的創(chuàng)新點在于和體現(xiàn)在，把目前已知的不同技術領域的最新技術針 對交通領域的具體情況和特點進行有機的組合、集成、微型化和網(wǎng)絡化方面，并形 成和構建了新型的智能交通系統(tǒng)架構，通過新架構的建立，創(chuàng)建了一種與現(xiàn)有技術 完全不同結構的、創(chuàng)新的智能交通系統(tǒng)——交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳 輸系統(tǒng)，不但容易實現(xiàn)、節(jié)約建設成本，使智能交通技術大大前進一步，可容易地 使系統(tǒng)實現(xiàn)很多新的非常急需的和實用的新功能，必將為智能交通帶來一場技術革 命，所采用的最新技術包括交通傳感器技術(如微型地埋式車輛傳感器)、無線智 能塵埃通訊技術(智能塵埃組件或模塊)、微電子技術(如大規(guī)模電路集成電路或 模塊、單片機、計算機)、本地供電技術(如大能量小體積的振動發(fā)電、電池組、 太陽能供電)等；在上面的段落中給出了智能塵埃式交通傳感器(節(jié)點)、智能塵 埃式交通信號控制(節(jié)點或基站)網(wǎng)絡及智能塵埃式交通信息傳輸系統(tǒng)各組成部分 的構成和相互連接(有線聯(lián)接或無線聯(lián)接)結構的技術方案。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)，它由安裝于車道 上、路側或場地及其空間適當位置的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵埃控制 /中繼節(jié)點二者中至少其中之一種且至少一個節(jié)點及安裝于路側或適當位置的至少 一臺/套智能塵?；净蛟O有智能塵埃基站的上層交通控制/信息處理設備構成，智 能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點包含至少一種且至少一個用來獲取或采集車輛是否存 在/駛經(jīng)、車速、車流/車輛計數(shù)、道路占有率、道路車輛排隊長度、車輛行駛方向、 車型識別、車輛身份識別、應急按鈕信號、物體移動檢測信息或人流/群交通狀態(tài) 信息的交通狀態(tài)傳感器部件或交通狀態(tài)獲取組件、一個智能塵埃組件和一組能為本 節(jié)點電路供電的本地供電裝置，智能塵?？刂?中繼節(jié)點包含一個智能塵埃組件和 一組能為本節(jié)點電路供電的本地供電裝置，基站包含一個網(wǎng)關和一個智能塵埃組 件，每個節(jié)點和基站中的智能塵埃組件為符合IEEE 802. 15. 4/ZigBee、 TSMP、 IPv6、 Wi—Fi無線寬帶信息傳輸協(xié)議或WSN無線感測網(wǎng)絡協(xié)議技術規(guī)范/標準或其它相關 組織制定的或相應升級的無線傳感器通訊標準、設有內(nèi)嵌相應系統(tǒng)和相適配應用處理程序的基于微處理器、信號接口單元和射頻單元的無線傳感器網(wǎng)絡多芯片電路模 塊或基于系統(tǒng)級芯片的無線傳感器網(wǎng)絡電路單元，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中 的交通狀態(tài)傳感器部件或交通狀態(tài)獲取組件的信號或數(shù)據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線或串行 UART接口與智能塵埃組件中處理器/信號接口的相應信號或數(shù)據(jù)傳輸端口相連，并 經(jīng)處理器、信號接口單元處理之后，經(jīng)相應信號線傳至其智能塵埃組件中的射頻單 元，通過射頻單元與智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵埃控制/中繼節(jié)點及基站構成的MESH無線多跳自組網(wǎng)雙向通訊網(wǎng)絡把相應的實時交通狀態(tài)傳感信息傳輸 給基站或基站再傳輸給上層交通控制/信息處理設備，智能塵埃控制/中繼節(jié)點中智 能塵埃組件的處理器/信號接口的相應信號或數(shù)據(jù)端口可聯(lián)接被控交通設備/路邊 設備的相應設備控制/狀態(tài)線或端口 ，經(jīng)其處理器/信號接口單元并通過其射頻單元 與智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵?？刂?中繼節(jié)點及基站構成的MESH無 線多跳自組網(wǎng)雙向通訊網(wǎng)絡把被控交通設備/路邊設備的實時狀態(tài)信息傳輸給基站 或基站再傳輸給上層交通控制/信息處理設備，上層交通控制/信息處理設備或基站 同樣可通過智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵?？刂?中繼節(jié)點及基站構成的 MESH無線多跳自組網(wǎng)雙向通訊網(wǎng)絡給設定的傳感器節(jié)點或控制/中繼節(jié)點中的處理 器/信號接口單元里的相應輸出數(shù)據(jù)線/端口發(fā)布控制信號或數(shù)據(jù)。智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的交通狀態(tài)傳感器部件為能傳感設定交通狀 態(tài)信息或車輛狀態(tài)/識別信息的傳感元件、傳感電路模塊或傳感專用部件，可根據(jù) 需要選用至少一個能輸出對應于車輛或交通狀態(tài)的模擬傳感信號/電平信號/串行 數(shù)據(jù)信號的基于傳感車輛地磁擾動/映像信號的單/雙/三軸磁場強度/磁通Z磁阻傳 感器、基于地埋線圈的能傳感車輛使其電感量發(fā)生變化信息的諧振和檢頻電路部件 或基于微型感應線圈的用于傳感車輛擾動感應電動勢信息的車輛傳感部件，也可為 至少一個超聲波式車輛傳感部件、微波/雷達多普勒車輛傳感部件、RTMS微波感 應車輛傳感部件、紅外線探測交通狀態(tài)傳感部件、紅外線感應交通狀態(tài)傳感部件、壓電式車輛傳感部件、光學視頻車輛傳感部件、光學視頻交通狀態(tài)傳感部件、渦流 /金屬探測式車輛傳感部件或音頻/振動式車輛傳感部件，還可為由上述傳感部件中 的至少兩種、每種至少一個構成的復合傳感部件，交通狀態(tài)傳感器部件的信號或數(shù) 據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線與相匹配的智能塵埃組件中處理器/信號接口的相應信號或數(shù)據(jù) 端口相連。智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的交通狀態(tài)獲取組件由交通狀態(tài)傳感器元件 和具有信息預處理能力的信號處理單元構成，它可根據(jù)獲取的交通狀態(tài)信息的需求 不同、所應用的交通信息傳感方式和原理的不同可分別設置或制作成車輛地磁映像磁場擾動探測/磁阻傳感/地磁擾動角度傳感式車輛檢測組件、地埋線圈電感式車輛 檢測組件、微型線圈感應電動勢式車輛檢測組件、超聲波式車輛檢測組件、微波/雷達多普勒車輛檢測組件、RTMS微波感應車輛檢測組件、紅外線探測車輛檢測組件、紅外線感應交通狀態(tài)檢測組件、壓電式車輛檢測組件、光學視頻車輛檢測組件、 光學視頻交通狀態(tài)獲取/智能識別組件、射頻信息識別組件、渦流/金屬探測式車輛 檢測組件或音頻/振動式車輛傳感組件，它也可根據(jù)需要基于其中至少兩種交通信 息傳感方式和原理且其每種至少一個交通狀態(tài)傳感器部件，設置或制作成具有設定 功能或高性能的復合交通狀態(tài)獲取組件，信號處理單元可為模擬信號處理電路、數(shù) 字信號處理電路、智能微處理器、混合信號處理器或其組合/集成的電路/模塊，交 通狀態(tài)獲取組件的信號或數(shù)據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線與相匹配的智能塵埃組件中處理器/ 信號接口的相應信號或數(shù)據(jù)端口相連。智能塵埃組件為等同或類似于符合IEEE 802. 15.4/ZigBee、 TSMP、 IPv6、 Wi 一Fi無線寬帶信息傳輸協(xié)議或WSN無線感測網(wǎng)絡技術的處理器/無線電通信多芯片 模塊或基于控制器、無線收發(fā)器和協(xié)議棧實現(xiàn)的無線感測網(wǎng)絡模塊或已經(jīng)嵌入無線 感測網(wǎng)絡協(xié)議的SoC系統(tǒng)級芯片，智能塵埃組件還可選用對有關WSN無線感測網(wǎng)絡 的技術、協(xié)議和產(chǎn)品進一步升級、換代、優(yōu)化或替代的協(xié)議/產(chǎn)品，根據(jù)需要智能 塵埃組件可采用Crossbow公司的MICAz /MPR2400、 MICA2 /MPR400和或MICA2D0T ZMPR500系列產(chǎn)品或Helicomm公司的IP-Link系列無線網(wǎng)絡通訊模塊中的適當模 塊，也口丁采用Atmel、 Chipcon、 Dust Networks、 Crossbow Technology、 Digital Sun、 Intel、 Jennie或TI公司推出的符合IEEE 802. 15. 4/ZigBee或TSMP協(xié)議的控制器、無線收發(fā)器和協(xié)議棧實現(xiàn)方案而開發(fā)或集成的智能塵埃組件，還可采用等 同或類似于Jennic、Dust Networks公司推出的符合IEEE 802. 15. 4/ZigBee或TSMP 網(wǎng)絡協(xié)議的SoC系統(tǒng)級芯片，智能塵埃組件還可根據(jù)需要可采用其它公司或相關組 織制定和推出的無線傳感器通訊標準、技術及相應的無線感測網(wǎng)絡電路模塊/系統(tǒng) 級芯片，根據(jù)需要智能塵埃組件電路可分別與傳感器節(jié)點、控制/中繼節(jié)點或基站 的其它電路可設置/集成在同一塊PCB電路板上，也可設置在由相應信號線相連接 的不同的PCB電路板上。智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的交通狀態(tài)傳感器部件或交通狀態(tài)獲取組件 輸出的相應交通狀態(tài)傳感信號可為對應的模擬電壓/電流信號、電平信號、振蕩頻 率信號、檢波信號、串/并行數(shù)據(jù)或表述交通狀態(tài)信號/信息特征的數(shù)據(jù)信包，并由 智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的智能塵埃組件直接或進行相應的智能處理后無 線傳輸給基站，或基站再傳輸給上層交通控制/信息處理設備，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵埃控制/中繼節(jié)點中的智能塵埃組件還把各自節(jié)點的工作狀態(tài) 信息無線傳輸給基站或再傳輸給上層交通控制/信息處理設備。上層交通控制/信息處理設備可對接收到的各個智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點 和控制/中繼節(jié)點的相應的交通狀態(tài)傳感信號和數(shù)據(jù)及智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié) 點的工作狀態(tài)信息進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合和網(wǎng)絡工作狀態(tài)進行分析，形成對應的 控制命令或交通信號/信息，并通過基站把相應的控制命令或交通信號/信息分別無 線傳輸給相應的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵?？刂?中繼節(jié)點，智能塵 埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵?？刂?中繼節(jié)點根據(jù)接到控制命令或交通信號/ 信息完成各自相應的工作。智能塵?？刂?中繼節(jié)點的I/O信號線可接駁包括交通信號燈裝置、交通信號機、聲/光報警器、交通信息誘導屏、電子公交站牌、自動欄桿機/道閘、電子警察 裝置、電子自動收費裝置、交通應急系統(tǒng)/裝置、手動請求按鈕、交通控制和信息 管理裝置/系統(tǒng)在內(nèi)的交通路邊設備上的對應1/0信號線，上層交通控制/信息處理 設備可通過基站和智能塵?？刂?中繼節(jié)點獲得每個交通路邊設備的工作狀態(tài)信 息，并可分別向交通設備/路邊設備發(fā)布相應的控制命令或交通信息，智能塵埃交 通狀態(tài)傳感器節(jié)點、智能塵?？刂?中繼節(jié)點或基站中的智能塵埃組件可與內(nèi)設智 能塵埃組件的手持移動交通信息通訊設備、交通信號事件管理和應急指揮/遙控器、 車載式公交優(yōu)先紅綠燈遙控裝置或車載交通信息通訊/導航設備建立能進行互相信 息通訊或互操作的無線多跳自組網(wǎng)聯(lián)接。智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵?？刂?中繼節(jié)點中的本地供電裝置可 根據(jù)需要分別選擇采用蓄電裝置、發(fā)/供電裝置或蓄發(fā)電裝置，每個節(jié)點可設置獨 立的本地供電裝置或者采用多個節(jié)點設置一組有供電線纜的集中式本地供電裝置， 蓄電裝置可為干電池組、可充電電池組/蓄電瓶、超級電容和燃料電池中的至少之 一種，發(fā)/供電裝置可為太陽能發(fā)充電裝置、無線電磁充供電裝置、激光充供電裝 置、振動/噪聲發(fā)充電裝置和充電接口裝置中的至少之一種，蓄發(fā)電裝置包含適配 的蓄電裝置及其相適配的發(fā)電裝置和充電/穩(wěn)壓/電源管理電路，還可根據(jù)供電便利 條件采用交/直流電纜給相應的一部分或全部智能塵埃節(jié)點供電，智能塵埃交通狀 態(tài)傳感器節(jié)點、智能塵埃控制/中繼節(jié)點和智能塵?；究煞謩e根據(jù)其用途、安裝 方式和特定的自身技術要求及相配合聯(lián)接的設備需要設置必要的一體化殼體或分 體設置。智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵?？刂?中繼節(jié)點中可根據(jù)需要設有至少一個LED/半導體發(fā)光裝置或一組彩色LED/半導體發(fā)光裝置，并配以適當?shù)臍んw，構成MESH無線多跳自組網(wǎng)且網(wǎng)絡自愈的智能塵埃式車路交互道釘，智能塵埃式車 路交互道釘上的LED/半導體發(fā)光裝置的受控端接駁并受控于其智能塵埃組件的相 應I/O控制信號端口 ，智能塵?？刂?中繼節(jié)點在用來擔負控制路邊設備節(jié)點用途 時，其處理器/信號接口單元的相應信號控制端口還可與被控路邊設備的信號控制 輸入/輸出端口相接駁，以便完成信號控制網(wǎng)絡功能，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié) 點或智能塵?？刂?中繼節(jié)點中智能塵埃組件可與設有相匹配的智能塵埃組件的車 載式交通信息交互裝置/車載無線身份識別卡/車載電子自動繳費卡Z車載導航裝置 進行移動通訊聯(lián)接，這些內(nèi)設智能塵埃組件的車載裝置作為移動節(jié)點與上述其他種 類的MESH網(wǎng)絡節(jié)點一起構成交互式車路交通信息傳輸系統(tǒng)，并且雙向MESH無線多 跳自組網(wǎng)且網(wǎng)絡自愈的智能塵埃式車路交互道釘及交互式車路交通信息傳輸系統(tǒng) 的各節(jié)點中內(nèi)嵌有用于相近或相鄰的MESH無線多跳自組網(wǎng)且網(wǎng)絡自愈的智能塵埃 式車路交互道釘之間進行交通信息接力傳輸、數(shù)據(jù)挖掘共享和交通誘導/預警處理 的程序軟件。系統(tǒng)中的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點、智能塵?？刂?中繼節(jié)點、智能塵埃 基站、設有智能塵?；镜纳蠈咏煌刂?信息處理設備、設有智能塵埃組件的交 通設備/路邊設備、智能塵埃式車路交互道釘或設有相匹配的智能塵埃組件的車載 式交通信息交互裝置之間的智能塵埃無線信息鏈路采用具有雙向多跳自組網(wǎng)、鏈路 故障自愈、即插即用、雙向數(shù)據(jù)通訊、節(jié)點故障報警、節(jié)點自復位/故障自排除和 電源預警/智能省電管理能力的智能塵埃無線通訊協(xié)議，上述各節(jié)點和設備中的智 能塵埃組件里內(nèi)嵌有相應的和匹配的程序軟件，系統(tǒng)中設定的交通設備/路邊設備 可根據(jù)其設定的相配合的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵?？刂?中繼節(jié)點 的狀態(tài)進行聯(lián)動控制，根據(jù)需要其上層交通控制/信息處理設備上設置有另外的便 于各種區(qū)域智能交通系統(tǒng)和智能交通子系統(tǒng)之間聯(lián)網(wǎng)或可與采用已知技術的交通 傳感器和信號控制網(wǎng)絡及或交通信息傳輸系統(tǒng)進行接駁且相配合的數(shù)據(jù)通訊接口 裝置。智能塵埃組件的構成，它集成了微處理器、A/D轉換器、D/A轉換器、比較器、 可編程增益信號放大器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、EPR0M、串口、無線發(fā)射單元、 溫度傳感器、電源管理器等。為實現(xiàn)系統(tǒng)的微型化，硬件電路采用模塊化設計，由 主機模塊、通訊模塊、電源模塊部分組成，制作成內(nèi)嵌符合IEEE 802. 15. 4/ZigBee、 TSMP、 IPv6、 Wi—Fi無線寬帶信息傳輸協(xié)議或WSN無線感測網(wǎng)絡協(xié)議技術規(guī)范/標 準或其它相關組織制定的或相應升級的無線傳感器通訊標準的相應系統(tǒng)軟件和相 適配應用處理程序的智能塵埃多芯片模塊或智能塵埃系統(tǒng)級芯片，其接線端或管腳13對應于智能塵埃組件內(nèi)部的硬件資源配置的信號輸入/輸出端口和串行通訊接口(處理器/信號接口的相應信號或數(shù)據(jù)端口)及電源輸入，各個廠商為不同應用層 級生產(chǎn)了不同系列的、多品種的、資源配置不同的和不同技術性能的產(chǎn)品，供不同 的用戶選用。需要指出的是本實用新型中所述各種節(jié)點和基站中的智能塵埃組件在 MESH (網(wǎng)格網(wǎng)狀)網(wǎng)絡中的地位是對等的和可雙向無線通訊的。智能塵埃式交通狀態(tài)傳感器節(jié)點的構成，它由交通狀態(tài)傳感器、智能塵埃組件 和本地供電電源裝置構成。交通狀態(tài)傳感器可以是為交通狀態(tài)傳感器部件或交通狀 態(tài)獲取組件。交通狀態(tài)傳感器部件可以是能傳感設定交通狀態(tài)信息或車輛狀態(tài)Z識 別信息的傳感元件、傳感電路模塊或傳感專用部件，可根據(jù)需要選用至少一個能輸 出對應于車輛或交通狀態(tài)的模擬傳感信號/電平信號/串行數(shù)據(jù)信號的基于傳感車 輛地磁擾動/映像信號的單/雙/三軸磁場強度/磁通/磁阻傳感器、基于地埋線圈的 能傳感車輛使其電感量發(fā)生變化信息的諧振和檢頻電路部件或基于微型感應線圈 的用于傳感車輛擾動感應電動勢信息的車輛傳感部件，也可為至少一個超聲波式車輛傳感部件、微波/雷達多普勒車輛傳感部件、RTMS微波感應車輛傳感部件、紅外線探測交通狀態(tài)傳感部件、紅外線感應交通狀態(tài)傳感部件、壓電式車輛傳感部件、光學視頻車輛傳感部件、光學視頻交通狀態(tài)(人流、車流、交通場景)傳感部件、渦流/金屬探測式車輛傳感部件、音頻/振動式車輛傳感部件或道路環(huán)境狀況信息傳感部件，還可為由上述傳感部件中的至少兩種、每種至少一個構成的復合傳感部件，交通狀態(tài)傳感器部件的信號或數(shù)據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線與相匹配的智能塵埃組件中處理器/信號接口的相應信號輸入/輸出端口和串行通訊接口相連；交通狀態(tài)獲取組件由交通狀態(tài)傳感器元件和具有信息預處理能力的信號處理單元構成，它可根據(jù)獲取的交通狀態(tài)信息的需求不同、所應用的交通信息傳感方式和原理的不同可分別設置或制作成車輛地磁映像磁場擾動探測/磁阻傳感/地磁擾動角度傳感式車輛檢測組件、地埋線圈電感式車輛檢測組件、微型線圈感應電動勢式車輛檢測組件、超聲波式車輛檢測組件、微波/雷達多普勒車輛檢測組件、RTMS微波感應車輛檢測組件、紅外線探測車輛檢測組件、紅外線感應交通狀態(tài)檢測組件、壓電式車輛檢測組件、光學視頻(虛擬線圈式)車輛檢測組件、光學視頻交通狀態(tài)(人流、車流、交通場景、車牌號碼)獲取組件/智能識別組件、射頻信息識別組件、接近開關/渦流/金屬探測原理式車輛檢測組件(低頻交變磁場發(fā)射和接收一體式或分體式結構均可選用)或音頻/振動式車輛傳感組件，它也可根據(jù)需要基于其中至少兩種交通信息傳感方式和原理且其每種至少一個交通狀態(tài)傳感器部件，設置或制作成具有設定功能或高性能的復合交通狀態(tài)獲取組件，信號處理單元可為模擬信號處理電路、數(shù)字信號處理電路、智能微處理器、混合信號處理器或其組合/集成的電路/模塊，交通狀 態(tài)獲取組件的信號或數(shù)據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線與相匹配的智能塵埃組件中處理器/信號 接口的相應信號或數(shù)據(jù)端口相連；本地供電電源裝置分別接駁交通狀態(tài)傳感器和智 能塵埃組件的電源輸入端，以提供工作電源。智能塵埃控制/中繼節(jié)點由個智能塵埃組件和一組能為本節(jié)點電路供電的本 地供電裝置。該本地供電裝置也可以是共用于受(被)控路邊設備上供電電源，在 智能塵?？刂?中繼節(jié)點只作為智能塵埃無線通訊網(wǎng)絡中的獨立中繼節(jié)點使用時， 配置單獨供電電源；另一方面，在智能塵?？刂?中繼節(jié)點還用來擔負控制和獲取 路邊交通設備的工作狀態(tài)時，其智能塵埃組件的處理器/信號接口的相應信號或數(shù) 據(jù)端口可聯(lián)接被(受)控交通設備/路邊設備的相應設備控制/狀態(tài)線或端口相連。智能塵埃式車路交互道釘，是本實用新型系統(tǒng)中的另外一種類似太陽能道釘式 的MESH網(wǎng)絡節(jié)點，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵?？刂?中繼節(jié)點中可根 據(jù)需要設有至少一個LED/半導體發(fā)光裝置或一組彩色LED/半導體發(fā)光裝置，并配 以適當?shù)臍んw，構成MESH無線多跳自組網(wǎng)的智能塵埃式車路交互道釘，智能塵埃 式車路交互道釘上的LED/半導體發(fā)光裝置的受控端接駁并受控于其智能塵埃組件 的相應I/0控制信號端口，節(jié)點中的電路共用其中的本地供電電源。該道釘可根據(jù) 需要制作成道路側裝式、路面嵌(貼)裝式或地埋式，路面貼裝式或地埋式分為單 車道型和雙車道型，該道釘內(nèi)嵌有可通訊識別的地址碼、標識碼或路段路情信息， 該道釘有兩種， 一種設有交通狀態(tài)傳感器，另一種不設置交通狀態(tài)傳感器。車載智能塵埃式交通信息交互裝置、車載無線身份(車輛/貨物)識別卡、車 載電子自動繳費卡或車載導航裝置，是 一種內(nèi)設智能塵埃組件的可快速移動(經(jīng)測 試速度可大于160公里/小時)與智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息 傳輸系統(tǒng)進行MESH無線通訊接駁的車載節(jié)點，它們與已知現(xiàn)有同類產(chǎn)品的區(qū)別在 干采用智能塵埃組件代替了原來采用的RFID射頻芯片或其他通訊電路/模塊，以提 高系統(tǒng)可靠性、降低系統(tǒng)建設成本或使用成本。本地供電裝置，上述各種節(jié)點中的本地供電裝置可根據(jù)需要分別選擇采用蓄電 裝置、發(fā)/供電裝置或蓄發(fā)電裝置，每個節(jié)點可設置獨立的本地供電裝置或者采用 多個節(jié)點設置一組有供電線纜的集中式本地供電裝置，蓄電裝置可為干電池組、可 充電電池組/蓄電瓶、超級電容和燃料電池中的至少之一種，發(fā)Z供電裝置可為太陽 能發(fā)充電裝置、無線電磁充供電裝置、激光充供電裝置、振動/噪聲發(fā)充電裝置和 充電接口裝置中的至少之一種，蓄發(fā)電裝置包含適配的蓄電裝置及其相適配的發(fā)電 裝置和充電/穩(wěn)壓/電源管理電路，還可根據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)場的供電環(huán)境、性價比及供電便利條件采用交/直流電纜給相應的一部分或全部智能塵埃節(jié)點供電，可構成既有獨 立供電、部分集中供電，也有部分節(jié)點采用電纜(如市電)供電形式的因地制宜的 本地供電裝置?；?，也是本實用新型系統(tǒng)節(jié)點之一種，包含一個網(wǎng)關和一個智能塵埃組件， 基站也可以通過其數(shù)據(jù)輸入/輸出端口與路邊設備的相配合的數(shù)據(jù)輸入/輸出端口 直接相接駁；基站可設獨立適配的供電電源，也可與路邊設備、上層設備共用電源； 系統(tǒng)可設置多個基站或含有基站的路邊設備。本實用新型中所述的上層交通控制/信息處理設備、上層設備或路邊交通設備 指的是計算機、交通系統(tǒng)組網(wǎng)裝置、交通信號燈裝置、交通信號機、圖像拍照/電 子警察裝置、聲Z光報警器、報警按鈕、交通信息誘導屏、電子公交站牌、自動道 閘、自動收費裝置、交通事件應急處理系統(tǒng)或者是交通控制及信息管理裝置/系統(tǒng) 等，也可以是防盜、安全監(jiān)控和安全預警設備。智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)的結構及工作原理-可有選擇地配置傳感器節(jié)點、中繼節(jié)點、控制節(jié)點、道釘節(jié)點、車載或移動節(jié)點、 基站等系統(tǒng)節(jié)點，配置那種或幾種節(jié)點、數(shù)量多少，根據(jù)實際需要進行配置和布設。 按系統(tǒng)需求的節(jié)點種類和數(shù)量部署好了以后，智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng) 絡及其信息傳輸系統(tǒng)就建立了，所有的系統(tǒng)節(jié)點就自動組成了一個網(wǎng)絡，依據(jù)所采 用的通訊協(xié)議、標準或規(guī)范，如IEEE802. 15.4/ZigBee、 TSMP、 IPv6和Wi — Fi無 線寬帶等信息傳輸協(xié)議，這些節(jié)點之間能夠互相通訊，同時也能夠與基站進行通訊。 基站是一個中轉站，它將每個節(jié)點獲取的交通狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機終端或上層設 備上，同時將計算機終端或上層設備的命令通過智能塵埃組件發(fā)送到相關節(jié)點。節(jié) 點的網(wǎng)絡結構可分成兩種平面結構和分級結構。采用哪種結構，可根據(jù)節(jié)點規(guī)模的大小及系統(tǒng)本身具體的需要進行選取與設計，當網(wǎng)絡的規(guī)模較小時，可以采用簡 單的平面式結構；而當網(wǎng)絡的規(guī)模較大時，就必須使用分級結構。本實用新型可用作各種智能道路系統(tǒng)(IRS)和車路協(xié)同系統(tǒng)(CVIS)的道路 狀態(tài)獲取、智能交通信號控制、交通信息通訊和管理的基礎平臺，下文中只針對城 市交通信號控制、城市交通信息發(fā)布和交通誘導、公路自動電子收費管理、公交優(yōu) 先、高等級公路的監(jiān)控及防追尾警示、路網(wǎng)信息預警/應急管理、停車場管理、泊 車咪表裝置、泊車誘導信息管理、車載定位導航和車輛輔助駕駛等智能交通系統(tǒng) (ITS)功能的實現(xiàn)機理和系統(tǒng)構成進行闡述，以拋磚引玉方式舉例說明之。另外，本實用新型可構建智能塵埃式防盜、安全監(jiān)控和安全預警系統(tǒng)，由于上 述所涉及的交通傳感器組件或部件不但能對車輛或交通場景進行狀態(tài)檢測和獲取，也同樣可用于對物體、人、動物以及需要監(jiān)控的空間或場地進行狀態(tài)檢測和獲取， 從廣義上來說，物體、人或動物的移動與交通參與者的活動相類似，在大多數(shù)設置 防盜、安全監(jiān)控和安全預警系統(tǒng)的場合里，只不過被監(jiān)控和檢測的對象比交通場合 里更少、更有針對性、功能更單一、更容易實現(xiàn)，或者稱謂不同，當物體(包括金 屬或鐵磁物資構成的財物/物體，其中車輛是典型的鐵磁物體)、人或動物移動、移 走、搬動或場景發(fā)生變化時，相應配置的傳感組件或部件也可會發(fā)出相應的報警信 號或信息，可同樣通過上述的MESH網(wǎng)絡傳輸?shù)缴蠈釉O備，達到防盜、安全監(jiān)控 和安全預警的目的，只不過是節(jié)點和設備布設的地點、位置和場合有所不同，或者 是系統(tǒng)中的應用程序或軟件不同，或者是節(jié)點或設備的配置不同而已。

圖1為本實用新型實施例1智能塵埃式公路交通狀態(tài)獲取和路網(wǎng)信息系統(tǒng)的 組成原理框圖。圖2為本實用新型實施例2智能塵埃式公路交通監(jiān)控、交通誘導及防追尾警示系統(tǒng)的組成原理框圖。 圖3為本實用新型實施例3智能塵埃式車路交互、交通信息管理及電子收費系統(tǒng)的組成原理框圖。 圖4為本實用新型實施例4智能塵埃式城市交通綜合監(jiān)控、公交優(yōu)先及交通誘導系統(tǒng)的組成原理框圖。 圖5為本實用新型實施例5智能塵埃式停車場監(jiān)控和泊車管理系統(tǒng)的組成原理框圖。圖6為本實用新型實施例6智能塵埃式停車場集中咪表系統(tǒng)的組成原理框圖。
具體實施方式
實施例1如圖1為本實用新型實施為智能塵埃式公路交通狀態(tài)獲取和路網(wǎng)信息系統(tǒng)的 構成原理框圖，它由若干個布設在道路(6)車道上的智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點 (1)、布設在路側的智能塵埃式中繼/控制節(jié)點(2)、布設在路側適當位置的基站 (3)、與基站(3)相聯(lián)接的上層交通路網(wǎng)信息管理設備(4)及其通訊線纜(5) 構成，各個節(jié)點和基站依照IEEE 802. 15.4/ZigBee通訊協(xié)議，構建成智能塵埃式 公路交通狀態(tài)獲取MESH無線網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，圖1中虛線表示智能塵埃無線通訊 鏈路，下同。智能塵埃式車輛傳感節(jié)點(1)它由傳感車輛地磁擾動信號的兩個磁阻傳感器、 一個智能塵埃組件及本地供電電源構成，其中的智能塵埃組件基于嵌入式單片機、多路可編程增益信號放大電路和無線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收電路構建，本地供電電源為電 池組或太陽能發(fā)蓄電電池組，分別為各部件供電。兩個磁阻傳感器在線路板上間距 一定尺寸，以便測得車輛的行駛速度和提高車輛擾動信號的可靠性，磁阻傳感器的 輸出與智能塵埃組件中的信號接口單元的輸入相連接，信號接口單元的輸出與嵌入 式單片機的A/D 口數(shù)據(jù)采集輸入端相連接，當車輛覆蓋地駛經(jīng)、?？吭谥悄軌m埃 式車輛傳感節(jié)點(1)處或其旁側時，兩個磁場傳感器相繼傳感到車輛對地磁場的擾動變化量，經(jīng)信號接口單元和微處理器的A/D口數(shù)據(jù)采集，該釆集到的數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器數(shù)據(jù)處理后得到車輛存在、車速、車流計數(shù)、等數(shù)據(jù)信息，傳送并通過智 能塵埃組件中的射頻單元上傳到由相應節(jié)點中的基于智能塵埃組件的自組網(wǎng)構成的MESH無線網(wǎng)絡上，到達基站(3)和上層交通路網(wǎng)信息管理設備(4)，經(jīng)上層 交通路網(wǎng)信息管理設備(4)處理可得到車輛排隊長度、道路占有率、車型分析和 統(tǒng)計、車輛行駛方向或車輛逆行違章識別、堵車路段位置、堵車路段長度、交通擁 堵事件或交通事故分析等交通狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，這些交通狀態(tài)信息數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)絡 通訊接口和線纜(5)傳送到需要的交通數(shù)據(jù)/信息管理設備，供智能交通系統(tǒng)使用。 同樣，上層交通路網(wǎng)信息管理設備(4)的數(shù)據(jù)也可反向傳遞給指定的網(wǎng)絡節(jié)點。智能塵埃式中繼/控制節(jié)點(2)它由一個智能塵埃組件和一組能為本節(jié)點電路 供電的本地供電裝置，其中的智能塵埃電路模塊基于微處理器、信號接口單元和射 頻單元構建，本地供電電源為電池組或太陽能發(fā)蓄電電池組，分別為各部件供電。 智能塵埃式中繼/控制節(jié)點(2)可同時完成以下兩項或其中之一項工作， 一項是用 于無線MESH網(wǎng)絡的構建或者稱為中繼節(jié)點，另一項可與路邊交通設備配置，用 于控制其工作和獲取其工作狀態(tài)，本實施例只示其作為中繼節(jié)點使用。基站(3)及上層交通路網(wǎng)信息管理設備它由計算機系統(tǒng)、智能塵?；灸K、 無線通訊發(fā)射/接收天線電路構成，其中的基站模塊基于嵌入式單片機、網(wǎng)關和無 線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收電路構建，網(wǎng)關用于本地MESH網(wǎng)路鏈路的建立和管理，計算機 系統(tǒng)(K)的數(shù)據(jù)通訊接口與基站模塊的對應的數(shù)據(jù)通訊接口相連，即構成無線 MESH網(wǎng)絡中的一種設備節(jié)點，與車輛傳感節(jié)點(1)、中繼/控制節(jié)點(2) —樣， 都具有同樣的通訊節(jié)點地位，可得到網(wǎng)絡上的通訊數(shù)據(jù)，同時可向指定節(jié)點發(fā)布信 息、命令和數(shù)據(jù)等。實施例2如圖2所示，為本實用新型實施為智能塵埃式公路交通監(jiān)控、交通誘導及防追 尾警示系統(tǒng)的組成原理框圖，它由若干個布設在道路(6)車道上的智能塵埃式車 路交互道釘節(jié)點(11)、布設在路側的智能塵埃式中繼/控制節(jié)點(2、 8)、交通信息誘導屏裝置(7)、交通信號燈裝置(9)、布設在路側適當位置的基站(3)、與基 站(3)相聯(lián)接的上層交通路網(wǎng)信息管理設備(4)及其通訊線纜(5)構成。智能塵埃式車路交互道釘節(jié)點(11)的構成，它由傳感車輛地磁擾動信號的磁場傳感器電路模塊、LED紅黃綠燈發(fā)光電路、智能塵埃電路模塊、無線通訊發(fā)射/接收天線 電路及本地供電電源構成，其中的智能塵埃電路模塊基于嵌入式單片機、信號放大 處理電路和無線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收電路構建，本地供電電源為電池組或太陽能發(fā)蓄電 電池組，分別為各部件供電。磁場傳感器電路模塊的輸出與智能塵埃電路模塊中的 信號放大處理電路的輸入相連接，信號放大處理電路的輸出與嵌入式單片機的A/D 口數(shù)據(jù)采集輸入端相連接，當車輛覆蓋地駛經(jīng)、?？吭谥悄軌m埃式車路交互道釘節(jié) 點(11)處或其旁側時，磁場傳感器電路模塊傳感到車輛對地磁場的擾動變化量， 經(jīng)信號放大處理電路和嵌入式單片機的A/D 口數(shù)據(jù)采集，該采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)單片 機數(shù)據(jù)處理后得到車輛存在、駛經(jīng)等信息；LED紅黃綠燈發(fā)光電路的控制端接駁 于嵌入式單片機的對應I/O控制口 ，各個LED燈在嵌入式單片機的控制下可變換 紅光、黃光或綠光及其閃亮的間隔時間，或稱為燈語。各個節(jié)點和基站之間構成符合IEEE 802. 15. 4/ZigBee規(guī)范的智能塵埃式公路 交通狀態(tài)獲取無線網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，智能塵埃式車路交互道釘節(jié)點(11)以間隔15 一35米的距離依次嵌設于或貼裝于車道(6)的中心線，其上的紅黃綠LED發(fā)光 管發(fā)出的光線露出路面，每個智能塵埃式車路交互道釘節(jié)點(U)檢測到或傳感到 的交通狀態(tài)信息由該無線網(wǎng)絡信息系統(tǒng)傳輸?shù)缴蠈咏煌肪W(wǎng)信息管理設備〔4)，并 經(jīng)其處理后再通過線纜(5)傳輸?shù)狡渌肪W(wǎng)信息管理設備上使用；上層交通路網(wǎng) 信息管理設備(4)可把交通誘導信息和控制命令/信號通過無線網(wǎng)絡信息系統(tǒng)傳送 到對應的車路交互道釘節(jié)點(ll)和中繼/控制節(jié)點(2、 8)，車路交互道釘節(jié)點(ll) 中的指示燈單元的對應LED發(fā)出相應的燈光，中繼/控制節(jié)點(2)把交通誘導信 息送給交通信息誘導屏裝置(7)顯示，中繼/控制節(jié)點(8)把交通指揮命令/信號 送到交通信號燈裝置(9)控制交通信號燈工作；另一方面，相鄰或相近的智能塵 埃式車路交互道釘節(jié)點(11)之間可雙向通信，并可根據(jù)自身所處的交通狀態(tài)和接受到的交通信息，對自身節(jié)點中設置的和其它的道釘節(jié)點中設置的指示燈單元中對 應紅黃綠LED發(fā)出相應的燈光智能燈語控制。該實施例除可按實施例1的工作機理工作和完成相同功能之外，上層交通路網(wǎng) 信息管理設備(4)還可通過對交通狀態(tài)信息的分析和處理，完成對交通狀態(tài)的監(jiān) 控和交通誘導，同時還能完成公路防追尾警示功能，上層交通設備還可根據(jù)路況、 環(huán)境氣象條件信息(可接駁氣象傳感器或從上層系統(tǒng)傳輸?shù)玫?對它們進行工作模19式的設定，也可對各節(jié)點進行工況診斷和相應的操作。也就是說，信息管理設備(4) 通過對各個智能塵埃式車輛傳感節(jié)點(1)獲取的車輛存在狀態(tài)信息進行處理，在 得到車速、車流量/車輛計數(shù)、車輛排隊長度、道路占有率、車型分析和統(tǒng)計、車 輛行駛方向/車輛逆行違章識別、設定路段的車流量數(shù)據(jù)、堵車路段位置、堵車路段長度、設定路段的路況分時/實時監(jiān)控信息、系統(tǒng)故障診斷/故障報警、MESH網(wǎng) 絡自愈、自動化信息管理和事件應急處理等等交通狀態(tài)信息數(shù)據(jù)之外，還可給出交 通誘導信息，通過MESH網(wǎng)絡傳輸給交通信息圖/文誘導屏(7)，也可給出交通信號 控制命令，通過MESH網(wǎng)絡傳輸給交通信號燈裝置(9)，對交通信號燈裝置(9)進 行智能控制；同時，信息管理設備(4)得到的上述交通狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、誘導信息 和控制命令通過上層網(wǎng)絡通訊線纜(5)傳送到需要的交通數(shù)據(jù)/信息管理設備，供 智能交通系統(tǒng)使用。公路防追尾警示功能的工作機理是由于各個智能塵埃式車路交互道釘節(jié)點構 成MESH網(wǎng)路，它們可互相識別、接受/發(fā)送信息、信息處理和對設定道釘中的LED 發(fā)光管進行控制，因此，當車輛前方無車輛或車輛相距較遠，車輛前方100米以內(nèi) 的智能塵埃式車路交互道釘中的LED黃燈智能閃爍警示；當路況適合車輛高速行 駛，則車輛前方100米以內(nèi)的智能塵埃式車路交互道釘中的LED綠燈閃爍提示；當 車輛超高速行駛，則車輛前方100米以內(nèi)的智能塵埃式車路交互道釘中的LED紅、 黃燈交替閃爍警示(還可向上層路邊設備發(fā)送報警信息或在設定路段抓拍或攝錄違 章場景做備案處理，系統(tǒng)還可設有逆行、超載、違章停車和堵車智能監(jiān)控/報警功 能)；車輛(包括?？炕蛘谛旭偟能囕v)后方的智能塵埃式車路交互道釘與該車 輛之間的距離在0 — 50米時，此路段上的智能塵埃式車路交互道釘中的LED紅燈 閃爍；車輛后方的智能塵埃式車路交互道釘與車輛之間的距離在65 — 100米時， 此路段上的智能塵埃式車路交互道釘中的LED黃燈閃爍警示；車輛后方的智能塵埃 式車路交互道釘與車輛之間的距離在U5 — 200米時，此路段上的智能塵埃式車 路交互道釘中的LED綠燈閃爍提示；車輛后方的智能塵埃式車路交互道釘中的LED 與車輛之間的距離在200米以外時，此路段上的智能塵埃式車路交互道釘中的LED 不亮；當車輛逆行行駛，則車輛前方100米以內(nèi)的智能塵埃式車路交互道釘中的紅 燈長亮警示?？梢钥闯?，智能塵埃式車路交互道釘達到了 "車輛——智能塵埃式車 路交互道釘——LED燈語一一車輛駕駛者——車輛"的車路交互目的，從而使該系 統(tǒng)可有效警示車輛駕駛者避免追尾事故的發(fā)生及車輛違章(如逆行)事件的發(fā)生。實施例3如圖3為本實用新型實施為智能塵埃式車路交互、交通信息管理及電子收費系統(tǒng)的組成原理框圖，它由若干個布設在公路車道(6)上的智能塵埃式車路信息交 互道釘節(jié)點(27)、布設在路邊適當位置的智能塵埃式中繼/控制節(jié)點(2)、布設在路側適當位置的基站(3)、與基站(3)相聯(lián)接的上層交通路網(wǎng)信息管理設備(4)、 外網(wǎng)通訊及供電線纜(35)、接駁在通訊線纜(35)上的路邊設備(33)，并與路邊 設備(33)相適配的交通信息誘導屏裝置(9)、設有智能塵埃式中繼/控制節(jié)點的 交通控制器(30)、設有智能塵埃式中繼/控制節(jié)點道路匝道設備(31)、欄桿機防 軋車智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點(1)以及設在車輛(29)上的電子移動標簽/車載 智能塵埃式交通信息交互裝置(28)構成。該實施例除了可完成實施例1和實施例2的工作機理工作和完成相同功能之 外，與實施例l和實施例2最大的不同之處在于，道路上行駛的車輛設有電子移動 標簽/車載智能塵埃式交通信息交互裝置(28)，這樣該實施例所示系統(tǒng)可用來完成 車輛定位、不停車收費、行駛路段路標信息的通訊和識別、車輛行駛路線跟蹤和記 錄、路線規(guī)劃和車輛輔助駕駛等功能。其工作機理是，電子移動標簽/車載智能塵 埃式交通信息交互裝置(28)可實時接收通過MESH信息網(wǎng)絡發(fā)布的路況信息和 所駛經(jīng)的節(jié)點通訊的個性化信息，電子移動標簽/車載智能塵埃式交通信息交互裝 置(28)也可把自身的標簽碼和信息數(shù)據(jù)通過所駛經(jīng)的公路上布設的MESH節(jié)點傳 輸?shù)缴蠈咏煌肪W(wǎng)信息管理設備(4)和路邊設備(33)，從而可完成車輛定位、不 停車收費、行駛路段路標信息的通訊和識別、車輛行駛路線跟蹤和記錄和路線規(guī)劃 等功能，還可在交通信息交互裝置(28)的圖文屏上顯示相應誘導信息，便于駕駛 人員及時調整出行時間和路線；對于不停車電子收費來說，當車輛進入收費路段時， 車輛上的電子移動標簽/車載智能塵埃式交通信息交互裝置(28)馬上與此路段開 始處的節(jié)點(27或2)建立了通訊，相互間及時通訊標識碼、路段信息和相關收費 信息，并通過MESH網(wǎng)絡傳輸?shù)缴蠈咏煌肪W(wǎng)信息管理設備(4)，再送到公路管 理中心的收費管理系統(tǒng)記錄并對車輛的行蹤進行監(jiān)控和管理，當車輛駛出收費路 段、駛經(jīng)收費站(處)時，收費管理系統(tǒng)自動收取車輛標識碼名下的款項，如果車 輛上沒有安裝電子移動標簽/車載智能塵埃式交通信息交互裝置(28)或款項不足， 節(jié)點(27)或收費管理系統(tǒng)會輸出相應警示信息，并控制相關匝道設備(31)攔截 和違章取證設備工作，通知系統(tǒng)或管理中心作應急處理。另一方面當車輛前方50 米以內(nèi)有車輛存在時，交通信息交互裝置(28)的輸出聲、光、圖文警示,當車輛 前方相距較近的車輛發(fā)生緊急剎車時，交通信息交互裝置(28)的輸出緊急報警或 發(fā)出主動剎車控制信號，強制本車輛減速或提前處理駕駛操作，完成車輛輔助駕駛 功能，為駕駛者減輕駕駛負擔和操作失誤，減少事故(追尾事故)的發(fā)生。實施例4如圖4為本實用新型實施為智能塵埃式城市交通綜合監(jiān)控、公交優(yōu)先及交通誘導系統(tǒng)的組成原理框圖，它由若干個布設在車道上的智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點(1)、布設在路側的分設于不同路邊交通設備(7、 9、 13、 14、 18)上的智能塵埃式 中繼/控制節(jié)點(2)、交通信號燈裝置(9)、車牌識別裝置/視頻車輛檢測裝置/電子 警察圖像拍照裝置(13)、內(nèi)嵌無線塵埃通訊單元的手動報警/應急按鈕(18)、公 交電子站牌(14)、布設在路側適當位置的基站(3)、與基站(3)相聯(lián)接的上層交 通路網(wǎng)信息管理設備(4)、通訊線纜(5)、接駁在通訊線纜(5)上并與其相配備 的交通信息誘導屏裝置(7)以及設在公交車輛(38)上的電子移動標簽/車載智能 塵埃式交通信息交互裝置(39)構成，該實施例除了可完成實施例1和實施例2的工作機理工作和完成相同功能之 外，與實施例1和實施例2最大的不同之處在于，該實施例專為城市交通而配置和 設計的，增加了集圖像傳感、嵌入式視頻處理和識別模塊、太陽能電源及無線塵埃 數(shù)據(jù)通訊功能于一體化的車牌識別裝置、視頻車輛檢測裝置或電子警察圖像拍照裝 置(13)、手動報警/應急按鈕(1S)、公交電子站牌(14)以及設在公交車輛(38) 上的電子移動標簽/車載智能塵埃式交通信息交互裝置(39)，使得該實施例還可用 來實現(xiàn)城市交通交通路口的交通信號燈裝置(9)的智能交通指揮和管理，對車輛 違章(逆行、闖紅燈)進行抓拍，實現(xiàn)公交優(yōu)先、城市交通應急控制和管理等功能。對于電子警察而言，布設在交通路口停車線處或其它適當位置的智能塵埃式車 輛傳感器節(jié)點(1)的車輛傳感信號可系統(tǒng)共享，當然可用來控制數(shù)碼相機啟動工 作，在設定的車道禁行狀態(tài)下，對應的傳感器節(jié)點(1)由有車狀態(tài)變化為無車狀 態(tài)時，說明用車輛闖紅燈，此時控制電子警察/圖像拍照裝置(13)啟動，對違章 車輛進行拍照。對于手動報警/應急來說，當有緊急情況需要改變交通信號燈狀態(tài)時，按動手 動報警/應急按鈕(18)產(chǎn)生應急信號，通過MESH網(wǎng)絡直接控制被請求交通信號 燈裝置(9)改變工作狀態(tài)，或者通過MESH網(wǎng)絡把應急信號傳到上層交通路網(wǎng)信 息管理設備(4)，上層交通路網(wǎng)信息管理設備(4)根據(jù)其設定的請求，向控制節(jié) 點發(fā)布對應的交通信號燈狀態(tài)控制信號，實現(xiàn)手動報警/應急處理。對于公交優(yōu)先而言，設置在公交車輛(38)上的電子移動標簽/車載智能塵埃 式交通信息交互裝置(39)作為移動MESH節(jié)點可與沿途布設的傳感器節(jié)點和中繼/ 控制節(jié)點進行通訊、交流車路信息，電子移動標簽/車載智能塵埃式交通信息交互 裝置(39)把自身的個性化信息(標簽嗎、公交車乘客擁擠度等)實時傳遞給路途中最近的傳感器節(jié)點或中繼/控制節(jié)點，傳感器節(jié)點和中繼/控制節(jié)點再把這些信息 連同其地址信息一起，通過MESH網(wǎng)絡傳送到對應的公交電子站牌(14)、公交管 理中心系統(tǒng)和，對應的公交電子站牌(14)上可顯示即將駛來的(一輛或多輛)公 交車的位置、離站牌的距離，預計到達時間、擁擠度、末班車是否己經(jīng)發(fā)出等信息， 公交管理中心系統(tǒng)可根據(jù)正在運行的公交車的具體位置、各公交車輛間隔時間、公 交車輛的擁擠度、公交車自身的車況、道路交通狀況等信息，對公交運營車輛進行調度和配置運輸能力，并通過MESH網(wǎng)絡向對應的車輛駕駛者下達車速提醒信息，促進車輛正點、車輛間隔均衡；另一方面，當公交車輛駛近交通路口時，上層交通路網(wǎng)信息管理設備(4)及時調整交通信號燈系統(tǒng)的控制，放行對應車道實現(xiàn)公交 優(yōu)先的目標。對于智能交通信號燈來說，設置在車道上的智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點(1) 可以實時把車輛停在或駛經(jīng)其上的有車/無車信息通過MESH網(wǎng)絡傳輸?shù)缴蠈咏煌?路網(wǎng)信息管理設備(4)，這樣信息管理設備(4)很容易得到每個車道上在禁行時 段的排隊長度，并依此來優(yōu)化和分配各車道的紅綠燈的分時時長，同時把該路口的 交通狀態(tài)信息傳輸?shù)礁弦患壷悄芙煌ü芾硐到y(tǒng)，以相互協(xié)調各路口紅綠燈裝置的 工作狀態(tài)，實現(xiàn)智能交通信號燈，達到及時調整和疏導交通和實現(xiàn)區(qū)域綠波帶通行 效果的目的，減少車輛逐漸積累性擁堵，提高道路效率的目的；同時智能交通管理 系統(tǒng)還可進一步挖掘每個車道上的各個智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點(1)狀態(tài)信息 及它們之間的交通信息聯(lián)系，得到更為豐富的交通數(shù)據(jù)信息，如車流量、車速、占 到率、交通事件發(fā)生的時間和地點等等，為交通控制、調度、應急處理、規(guī)劃設計、 資源配置方案等提供數(shù)據(jù)和信息支撐。實施例5如圖5為本實用新型實施為智能塵埃式停車場監(jiān)控和泊車管理系統(tǒng)的組成原 理框圖，它由若干個布設在停車位上的智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點(1)、布設在停 車場適當位置的智能塵埃式中繼節(jié)點(2)、布設在停車場出/入口或管理間適當位 置的基站(3)、與基站(3)相聯(lián)接的停車場管理設備/計算機(20)、與停車場管 理設備/計算機(20)相聯(lián)接的泊車引導信息圖/文顯示屏(9)和車輛牌照圖像識 別裝置(21)構成，停車場管理設備/計算機(20)通過各個智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點(1)可實 時獲取對應停車位(22)上的車輛存在/不存在信號，給出每個停車位(22)的忙/ 閑(是否有車)的泊車信息信息，并實時傳送到泊車引導信息圖/文顯示屏(9)上 顯示出來，同時通過外網(wǎng)通訊線纜(5)向城市管理區(qū)域網(wǎng)傳輸；當車輛進入停車或駛出停車場(23)時，車輛牌照圖像識別裝置(21)記錄其車輛停車信息送到停車場管理設備/計算機(20〉，停車場管理設備/計算機(20)及時得到停車時長，應收費總額，并完成收費、控制和信息管理等工作。該系統(tǒng)可有效地提高大中城市停 車場的運行效率及解決泊車難的問題。實施例6如圖6為本實用新型實施為智能塵埃式停車場集中咪表系統(tǒng)的組成原理框圖， 它由若干個布設在停車位上的智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點(O、布設在停車場適當 位置的咪表(25)、與咪表(25)相配接的基站(3)以及智能塵埃式手持咪表管理 器(24)構成，咪表(25)根據(jù)每個停車位(22)上的智能塵埃式車輛傳感器節(jié)點 (1)探測到的車輛存在/不存在信號，即每個停車位的忙/閑信息，從而得出車輛 停車時長，應收費總額，在停車超過一定時長或不刷卡交費時，咪表(25)設置的 報警器自動聲/光報警，同時智能塵埃式手持咪表管理器(24)也可達到咪表(25) 的功能，也能對咪表(25)進行遙控操作。另一方面，管理員或駕乘者可在手持咪 表管理器(24)或咪表(25)上對車位進行標識/密碼設置，當有非正常車輛移動 或離開時可自動聲/光報警，并且咪表(25)上設置的電子眼(26)自動進行圖像 記錄，達到防盜、防不交費的目的。需要指出的是，上述所有實施例的共同點是均依托本實用新型的智能塵埃式交 通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)，只不過是系統(tǒng)的節(jié)點配置、路邊設備 配置及賦予它們的用途和功能不同，節(jié)點數(shù)量不同、系統(tǒng)規(guī)模大小不同，各種節(jié)點、 基站和設備中內(nèi)嵌的應用程序和設置的系統(tǒng)程序不同而已，這些均可在實施時根據(jù) 實際需求進行調整和配置，并且還可根據(jù)實際需要和現(xiàn)有交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀，本實用 新型還可與傳統(tǒng)交通系統(tǒng)進行混合配置，是智能交通系統(tǒng)更趨合理。同時，上層設 備中還可接駁其它的或現(xiàn)有技術的交通傳感器網(wǎng)絡、交通控制、交通信息通訊裝置 或系統(tǒng)，構成各具特色的、不同技術架構的、系統(tǒng)規(guī)模可大可小的、交通信息共享 兼或可互操作的智能交通系統(tǒng)(ITS)。關于防盜、安全監(jiān)控和安全預警系統(tǒng)的實施 例不再贅述，參照智能交通系統(tǒng)實施即可。
權利要求1、一種智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，它由安裝于車道上、路側或泊車場地的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵埃控制/中繼節(jié)點二者中至少其中之一種，且至少一個節(jié)點，安裝于路側位置的至少一臺智能塵埃基站或設有智能塵?；镜纳蠈咏煌刂?信息處理設備構成，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點包含至少一種且至少一個用來獲取或采集交通狀態(tài)信息的交通狀態(tài)傳感器部件或交通狀態(tài)獲取組件、一個智能塵埃組件和一組能為本節(jié)點電路供電的本地供電裝置，智能塵?？刂?中繼節(jié)點包含一個智能塵埃組件和一組能為本節(jié)點電路供電的本地供電裝置，基站包含一個網(wǎng)關和一個智能塵埃組件，每個節(jié)點和基站中的智能塵埃組件內(nèi)嵌基于微處理器、信號接口單元和射頻單元的無線傳感器網(wǎng)絡多芯片電路模塊或基于系統(tǒng)級芯片的無線傳感器網(wǎng)絡電路單元，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的交通狀態(tài)傳感器部件或交通狀態(tài)獲取組件的輸出信號或數(shù)據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線或串行UART接口與智能塵埃組件中處理器或信號接口的相應信號或數(shù)據(jù)傳輸端口相連，經(jīng)其處理器、信號接口單元處理之后，經(jīng)相應信號線傳至其智能塵埃組件中的射頻單元，通過其射頻單元、智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵?？刂?中繼節(jié)點及基站構成的MESH通訊網(wǎng)絡，把實時交通狀態(tài)傳感信息傳輸給基站，或者基站再傳輸給上層交通控制/信息處理設備，智能塵?？刂?中繼節(jié)點中智能塵埃組件的處理器、信號接口的相應信號或數(shù)據(jù)端口聯(lián)接被控交通設備的相應設備控制端口，經(jīng)其處理器或信號接口單元，通過其射頻單元構成MESH通訊網(wǎng)絡中的節(jié)點，并把被控交通設備的實時狀態(tài)信息傳輸給基站，或者基站再傳輸給上層交通控制/信息處理設備，上層交通控制/信息處理設備或基站通過智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵?？刂?中繼節(jié)點及基站構成的MESH通訊網(wǎng)絡，給設定的傳感器節(jié)點或控制/中繼節(jié)點中的處理器或信號接口單元里的相應輸出數(shù)據(jù)端口發(fā)布控制信號或數(shù)據(jù)。
2、 如權利要求1所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸 系統(tǒng)，其特征在于，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的交通狀態(tài)傳感器部件為能 傳感設定交通狀態(tài)信息或車輛識別信息的傳感元件、傳感電路模塊或傳感專用部 件，選用至少一個能輸出對應于車輛或交通狀態(tài)的模擬傳感信號、電平信號或串 行數(shù)據(jù)信號的基于傳感車輛地磁擾動或映像信號的單、雙或三軸磁場強度、磁通 或磁阻傳感器，或選用基于地埋線圈的能傳感車輛使其電感量發(fā)生變化信息的諧 振和檢頻電路部件，或選用基于微型感應線圈的用于傳感車輛擾動感應電動勢信息的車輛傳感部件，或選用至少一個超聲波式車輛傳感部件、微波多普勒車輛傳感部件、RTMS微波感應車輛傳感部件、紅外線探測交通狀態(tài)傳感部件、紅外線感 應交通狀態(tài)傳感部件、壓電式車輛傳感部件、光學視頻車輛傳感部件、光學視頻 交通狀態(tài)傳感部件、接近開關、渦流金屬探測式車輛傳感部件或音頻/振動式車 輛傳感部件，或者為由上述傳感部件中的至少兩種、每種至少一個構成的復合傳 感部件，交通狀態(tài)傳感器部件的信號或數(shù)據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線與相匹配的智能塵埃 組件中處理器、信號接口的相應信號或數(shù)據(jù)端口相連。
3、 如權利要求1所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸 系統(tǒng)，其特征在于，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的交通狀態(tài)獲取組件由交通 狀態(tài)傳感器元件和具有信息預處理能力的信號處理單元構成，設置或制作成車輛 地磁映像磁場擾動探測、磁阻傳感或地磁擾動角度傳感式車輛檢測組件，或設置 或制作成地埋線圈電感式車輛檢測組件、微型線圈感應電動勢式車輛檢測組件、 超聲波式車輛檢測組件、微波多普勒車輛檢測組件、RTMS微波感應車輛檢測組 件、紅外線探測車輛檢測組件、紅外線感應交通狀態(tài)檢測組件、壓電式車輛檢測 組件、光學視頻車輛檢測組件、光學視頻交通狀態(tài)獲取和智能識別組件、射頻信 息識別組件、接近開關、渦流金屬探測式車輛檢測組件或音頻/振動式車輛傳感 組件，或者其每種組件包含至少一個交通狀態(tài)傳感器部件，設置或制作成復合交 通狀態(tài)獲取組件，信號處理單元為模擬信號處理電路、數(shù)字信號處理電路、智能 微處理器、混合信號處理器或其組合集成的電路或模塊，交通狀態(tài)獲取組件的信 號或數(shù)據(jù)輸出通過數(shù)據(jù)線與相匹配的智能塵埃組件中處理器/信號接口的相應信 號或數(shù)據(jù)端口相連。
4、 如權利要求l、 2或3所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其 信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，智能塵埃組件為無線感測網(wǎng)絡技術的處理器、無線 電通信多芯片模塊，或為基于控制器、無線收發(fā)器和協(xié)議棧實現(xiàn)的無線感測網(wǎng)絡 模塊，或為已經(jīng)嵌入無線感測網(wǎng)絡協(xié)議的SoC系統(tǒng)級芯片，或者智能塵埃組件電路分別與傳感器節(jié)點、控制/中繼節(jié)點或基站中的其它電路設置或集成在同一塊 PCB電路板上，或設置在由相應信號線相連接的不同的PCB電路板上。
5、 如權利要求l、 2或3所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其 信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點中的交通狀態(tài)傳感器 部件或交通狀態(tài)獲取組件輸出的相應交通狀態(tài)傳感信號為對應的模擬電壓或電 流信號、電平信號、振蕩頻率信號、檢波信號、串/并行數(shù)據(jù)或表述交通狀態(tài)信 號/直接或進行相應的智能處理后無線傳輸給基站，或者基站再傳輸給上層交通控制 /信息處理設備，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵?？刂?中繼節(jié)點中的智 能塵埃組件還把各自節(jié)點的工作狀態(tài)信息無線傳輸給基站，或者再傳輸給上層交 通控制/信息處理設備。
6、 如權利要求l、 2或3所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其 信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上層交通控制/信息處理設備對接收到的各個智能 塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和控制/中繼節(jié)點的相應的交通狀態(tài)傳感信號和數(shù)據(jù)及 智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點的工作狀態(tài)信息進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合和網(wǎng)絡工 作狀態(tài)進行分析，形成對應的控制命令或交通信息，并通過基站把相應的控制命 令或交通信息分別無線傳輸給相應的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵埃 控制/中繼節(jié)點，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵埃控制/中繼節(jié)點根據(jù)接到控制命令或交通信息完成各自相應的工作。
7、 如權利要求l、 2或3所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其 信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，智能塵埃控制/中繼節(jié)點的I/O信號線接駁交通路 邊 設備上的對應I/O信號線，上層交通控制/信息處理設備通過基站和智能塵埃 控制/中繼節(jié)點獲得每個交通路邊設備的工作狀態(tài)信息，并分別向交通設備或路 邊設備發(fā)布相應的控制命令或交通信息，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點、智能塵 ?？刂?中繼節(jié)點或基站中的智能塵埃組件與內(nèi)設智能塵埃組件的手持移動交通 信息通訊設備、交通信號事件管理和應急指揮或遙控器、車載式公交優(yōu)先紅綠燈 遙控裝置或車載交通信息通訊導航設備建立能進行互相信息通訊或互操作的無 線多跳自組網(wǎng)聯(lián)接。
8、 如權利要求l、 2或3所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其 信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和智能塵埃控制/中 繼節(jié)點中的本地供電裝置分別選擇采用蓄電裝置、發(fā)/供電裝置或蓄發(fā)電裝置， 每個節(jié)點設置獨立的本地供電裝置或者采用多個節(jié)點設置一組有供電線纜的集 中式本地供電裝置，蓄電裝置為干電池組、可充電電池組或蓄電瓶、超級電容和 燃料電池中的至少之一種，發(fā)/供電裝置為太陽能發(fā)充電裝置、無線電磁充供電 裝置、激光充供電裝置、振動噪聲發(fā)充電裝置和充電接口裝置中的至少之一種， 蓄發(fā)電裝置包含適配的蓄電裝置及其相適配的發(fā)電裝置和充電穩(wěn)壓電源管理電 路，或采用交/直流電纜給相應的一部分或全部智能塵埃節(jié)點供電，智能塵埃交 通狀態(tài)傳感器節(jié)點、智能塵?？刂?中繼節(jié)點和智能塵?；驹O置必要的一體化 殼體或分體設置。
9、 如權利要求l、 2或3所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其 信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵?？刂?中 繼節(jié)點中設有至少一個LED發(fā)光裝置或一組彩色LED發(fā)光裝置，并配以適當?shù)臍?體，構成MESH網(wǎng)格式無線多跳自組網(wǎng)且網(wǎng)絡自愈的智能塵埃式車路交互道釘， 智能塵埃式車路交互道釘上的LED發(fā)光裝置的受控端接駁并受控于其智能塵埃組 件的相應I/O控制信號端口，智能塵?？刂?中繼節(jié)點在用來擔負控制路邊設備 節(jié)點用途時，其處理器/信號接口單元的相應信號控制端口與被控路邊設備的信 號控制輸入/輸出端口相接駁，智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點或智能塵埃控制/中 繼節(jié)點中智能塵埃組件與設有相匹配的智能塵埃組件的車載式交通信息交互裝 置、車載無線身份識別卡、車載電子自動繳費卡或車載導航裝置進行移動通訊聯(lián) 接，這些內(nèi)設智能塵埃組件的車載裝置作為移動節(jié)點與上述其他種類的MESH網(wǎng) 格式網(wǎng)絡節(jié)點一起構成交互式車路交通信息傳輸系統(tǒng)，并且雙向MESH網(wǎng)格式無 線多跳自組網(wǎng)且網(wǎng)絡自愈的智能塵埃式車路交互道釘及交互式車路交通信息傳 輸系統(tǒng)的各節(jié)點中內(nèi)嵌有用于相近或相鄰的MESH網(wǎng)格式無線多跳自組網(wǎng)且網(wǎng)絡自愈的智能塵埃式車路交互道釘之間進行交通信息接力傳輸、數(shù)據(jù)挖掘共享和交 通誘導/預警處理的程序軟件。
10、 如權利要求l、 2或3所述的智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及 其信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)中的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點、智能塵 ?？刂?中繼節(jié)點、智能塵埃基站、設有智能塵?；镜纳蠈咏煌刂?信息處理 設備、設有智能塵埃組件的交通設備/路邊設備、智能塵埃式車路交互道釘或設 有相匹配的智能塵埃組件的車載式交通信息交互裝置之間的智能塵埃無線信息 鏈路采用的智能塵埃組件里內(nèi)嵌有相應的和匹配的程序軟件，上層交通控制/信 息處理設備上設置有另外的便于各種區(qū)域智能交通系統(tǒng)和智能交通子系統(tǒng)之間 聯(lián)網(wǎng)或與已知技術的交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡以及與交通信息傳輸系統(tǒng)進行 接駁且相配合的數(shù)據(jù)通訊接口裝置。
專利摘要一種智能塵埃式交通傳感器和信號控制網(wǎng)絡及其信息傳輸系統(tǒng)，它由安裝于車道上、路側或場地及其空間適當位置的智能塵埃交通狀態(tài)傳感器節(jié)點和控制/中繼節(jié)點中的至少其中之一、至少一臺安裝于路側或適當位置的基站或設有基站的上層設備構成，智能塵埃傳感器節(jié)點包含至少一個交通狀態(tài)傳感器元件或交通狀態(tài)獲取組件、一個智能塵埃組件和一組能為本節(jié)點電路供電的本地供電裝置，智能塵?？刂?中繼節(jié)點包含一個智能塵埃組件和一組能為本節(jié)點電路供電的本地供電裝置，基站包含一個網(wǎng)關和一個智能塵埃組件。本實用新型可用來構建各種智能塵埃式智能交通、防盜、安全監(jiān)控和預警系統(tǒng)。
文檔編號G07B15/06GK201170927SQ20072017784
公開日2008年12月24日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權日2007年10月16日
發(fā)明者余亞莉 申請人:余亞莉