一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括中心處理模塊、信息感知模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述信息感知模塊通過空中接口采集被監(jiān)測地磁車輛檢測器的無線通信信息；所述中心處理模塊實(shí)現(xiàn)對地磁車輛檢測器空口信息的進(jìn)行狀態(tài)分析，并結(jié)合判決機(jī)制判定當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)是否良好；所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將分析結(jié)果發(fā)送至中心管理數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明還涉及上述裝置的使用方法，包括：空口信息監(jiān)測、協(xié)議信息監(jiān)測和邏輯狀態(tài)判決。本發(fā)明提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確性，并且具備擴(kuò)展的靈活性。
【專利說明】
一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置與方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置與方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的完善，世界各地的汽車數(shù)量出現(xiàn)了爆發(fā)式的增長，但人們不僅沒有享受到其增長帶來的便利，反倒迎來了道路擁堵、事故頻發(fā)等引起的車速緩慢的問題，在路上白白耽誤了不少寶貴的時(shí)間。在歐洲，據(jù)估算40%的人口每天在路上花費(fèi)超過I小時(shí)的時(shí)間。盡管歐盟各國花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)用于治堵，但卻始終得不到理想的效果。而在我國，據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年國內(nèi)乘用車銷量為1792.89萬輛，相比2012年增長了 15.71%。汽車快速的增長勢頭、高保有量已迫使國內(nèi)不少中大型城市，比如北京、上海、廣州、杭州相繼出臺了不同形式的限制車輛上牌上路的措施，但效果不盡人意。放眼全球，在保持現(xiàn)有道路硬件設(shè)施不變的情況下，如何提高道路使用率，緩解交通壓力，減少堵車時(shí)間，是擺在城市交通規(guī)劃者眼前最迫切也是最棘手的問題。
[0003]在這種情況下，一種融合了傳感、控制、信息、通訊、管理等技術(shù)的交通系統(tǒng)一智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportat1n System)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)集成了信息采集技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，對人、車、路統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)調(diào)，能夠有效地緩解交通阻塞和減少交通事故，提高交通運(yùn)輸效率，從而建立起一套在區(qū)域內(nèi)發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通管理系統(tǒng)。
[0004]在智能交通系統(tǒng)中，最前端部分當(dāng)屬于車輛檢測系統(tǒng)。所有的判斷、分析依據(jù)都來源于檢測系統(tǒng)上報(bào)的數(shù)據(jù)，包括車流量和路況信息等內(nèi)容。由此可見，檢測系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中有著十分重要的地位。而檢測系統(tǒng)的核心也是最重要的硬件組成便是車輛檢測器。
[0005]近年來，隨著材料技術(shù)，傳感器技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的檢測技術(shù)被應(yīng)用于車輛檢測器中。其中包括環(huán)形線圈車檢器、地磁車檢器、微波車檢器，紅外車檢器、超聲波車檢器、視頻車檢器等。由于在維護(hù)、體積、性能上擁有優(yōu)勢，地磁車檢器逐步成為了市場上重點(diǎn)研究和關(guān)注的產(chǎn)品。
[0006]地磁車輛檢測技術(shù)的基本原理:地磁場可分為穩(wěn)定磁場和變化磁場兩部分。其中，穩(wěn)定磁場屬于靜磁場，在一定范圍內(nèi)保持能量穩(wěn)定，它是構(gòu)成地磁場的主要部分，約占地磁總大小的99%以上，因此可將未出現(xiàn)擾動(dòng)的地磁場作為背景磁場。當(dāng)鐵磁性物體進(jìn)入背景磁場時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一系列的磁場擾動(dòng)現(xiàn)象。通過對該擾動(dòng)建模分析，就能獲得一系列的特征數(shù)據(jù)。對于車輛來說，其本身就是大型的鐵磁物體，勢必也會(huì)對微小的地磁場產(chǎn)生巨大擾動(dòng)，因此只要對該擾動(dòng)建模分析，提取擾動(dòng)的特征數(shù)據(jù)，就是獲取到有用的道路交通信息了。
[0007]隨著地磁車輛檢測器的規(guī)模部署應(yīng)用后，其長期在線運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測也尤其重要，這是因?yàn)?
[0008]1、由于無線地磁車輛檢測器均采用ISM頻段，超高頻(300MHz?3GHz)頻段的無線傳輸非常容易受環(huán)境影響，尤其是當(dāng)車輛停在地磁車輛檢測器上方時(shí)，車輛底盤對信號傳輸影響更大，惡劣的環(huán)境非常容易造成傳輸信息的錯(cuò)誤。
[0009]2、復(fù)雜的電磁環(huán)境，由于地磁車輛檢測器使用過程中，路面運(yùn)動(dòng)車輛產(chǎn)生的隨機(jī)電磁干擾，路邊照明等大功率電器設(shè)備的電磁干擾，會(huì)在一定程度上對地磁車輛檢測器正確的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生不利的影響，進(jìn)而造成其采集信息的偏差，影響后續(xù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。
[0010]3、地磁車輛檢測器的可靠性與準(zhǔn)確性，當(dāng)?shù)卮跑囕v檢測器長期使用后，組成其的電子元器件的抗老化性、電池放電特性等，將直接影響地磁車輛檢測器的可靠性與準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置與方法，提高地磁車輛檢測器的可靠性與準(zhǔn)確性。
[0012]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括中心處理模塊、信息感知模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述信息感知模塊通過空中接口采集被監(jiān)測地磁車輛檢測器的無線通信信息；所述中心處理模塊實(shí)現(xiàn)對地磁車輛檢測器空口信息的進(jìn)行狀態(tài)分析，并結(jié)合判決機(jī)制判定當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)是否良好；所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將分析結(jié)果發(fā)送至中心管理數(shù)據(jù)庫。
[0013]所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括管理配置模塊，所述管理配置模塊用于進(jìn)行參數(shù)配置。
[0014]所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括定位模塊，所述定位模塊用于提供經(jīng)緯度的地理信息與時(shí)鐘源。
[0015]所述信息感知模塊包括模式選擇單元和多個(gè)射頻單元，所述模式選擇單元用于選擇合適的射頻單元，所述射頻單元用于在不同無線頻點(diǎn)下完成被監(jiān)測地磁車輛檢測器的無線通信信息采集。
[0016]所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括協(xié)議處理單元和射頻單元，所述協(xié)議處理單元用于對分析結(jié)果的數(shù)據(jù)封裝，所述射頻單元用于將封裝后的分析結(jié)果發(fā)送至中心管理數(shù)據(jù)庫。
[0017]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是還提供一種使用上述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置的方法，包括:空口信息監(jiān)測:獲取當(dāng)前各個(gè)地磁車輛檢測器發(fā)送信息的物理信息，若第一時(shí)間段內(nèi)未收到某個(gè)地磁車輛檢測器的信號或收到的物理信息低于門限值，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供該地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。其中，第一時(shí)間段可以為3分鐘。
[0018]上述方法還包括:協(xié)議信息監(jiān)測:對通信協(xié)議及數(shù)據(jù)包格式進(jìn)行必要解析，檢測當(dāng)前地磁車輛檢測器運(yùn)行狀態(tài)，若長時(shí)間對某地磁車輛檢測器數(shù)據(jù)包解析獲得其低電壓報(bào)警信息，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。此處長時(shí)間可以為10分鐘。
[0019]上述方法還包括:對部署區(qū)域地磁車輛檢測器的邏輯狀態(tài)進(jìn)行判決，若某個(gè)地磁車輛檢測器在第二時(shí)間段內(nèi)狀態(tài)未變化，而周圍地磁車輛檢測器周期性正常變化，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警；若某個(gè)區(qū)域邏輯判決失效，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。其中，第二時(shí)間段可以為5分鐘。
[0020]所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊通過不同信息傳輸通道直接匯聚至中心管理數(shù)據(jù)庫。
[0021]有益效果
[0022]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明采用探針式狀態(tài)信息監(jiān)測方法，以及獨(dú)立的信息上傳通道實(shí)現(xiàn)對被監(jiān)測系統(tǒng)的“零影響”，從而提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確性。同時(shí)本發(fā)明適合于多種路況(城市快速路、高速公路等)下通過地磁車輛檢測器獲取智能交通前端信息(車速、車流量、道路占有率等)采集的場景，GPS同步與授時(shí)可靈活部署、時(shí)間/空間信息精確。本發(fā)明還適合于多種不同無線頻點(diǎn)(433MHz、866Mhz、925MHz或2.4GHz)下地磁車輛檢測器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，配置靈活，可反復(fù)使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的應(yīng)用示意圖；
[0025]圖3是實(shí)施例中參數(shù)配置流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0027]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，如圖1所示，包括中心處理模塊、信息感知模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述信息感知模塊通過空中接口采集被監(jiān)測地磁車輛檢測器的無線通信信息；所述中心處理模塊實(shí)現(xiàn)對地磁車輛檢測器空口信息的進(jìn)行狀態(tài)分析，并結(jié)合判決機(jī)制判定當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)是否良好；所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將分析結(jié)果發(fā)送至中心管理數(shù)據(jù)庫。
[0028]所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括管理配置模塊，所述管理配置模塊用于進(jìn)行參數(shù)配置。
[0029]所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括定位模塊，所述定位模塊用于提供經(jīng)緯度的地理信息與時(shí)鐘源。定位模塊可以選用GPS定位模塊，也可選用北斗定位模塊。
[0030]所述信息感知模塊包括模式選擇單元和多個(gè)射頻單元，所述模式選擇單元用于選擇合適的射頻單元，所述射頻單元用于在不同無線頻點(diǎn)下(433MHz、866Mhz、925MHz或
2.4GHz)完成被監(jiān)測地磁車輛檢測器的無線通信信息采集。
[0031]所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括協(xié)議處理單元和射頻單元，所述協(xié)議處理單元用于對分析結(jié)果的數(shù)據(jù)封裝，所述射頻單元用于將封裝后的分析結(jié)果發(fā)送至中心管理數(shù)據(jù)庫。其中，該射頻單元還可以接收中心管理數(shù)據(jù)庫下達(dá)的指令。
[0032]圖2給出了本地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置的應(yīng)用示意圖，其工作原理是依據(jù)不同地磁線圈的匯聚模式，從空口監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài)。通過獲取的監(jiān)測信息，生成狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，通過不同的信息傳輸通道(GPRS/CDMAlx/3G/LTE)上傳并匯聚交通信息中心的中心平臺中。
[0033]上述裝置將通過如下方式解決對地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，并完成相關(guān)監(jiān)測信息的上傳。
[0034]1、基于“探針式(PROBER) ”地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測
[0035]本裝置依據(jù)不同地磁線圈的匯聚模式，從空口檢測其運(yùn)行狀態(tài):
[0036](I)空口信息檢測:獲取當(dāng)前各個(gè)地磁車輛檢測器發(fā)送信息的物理信息(如:RSSI等)，若第一時(shí)間段內(nèi)未收到某個(gè)地磁車輛檢測器的信號或RSSI數(shù)值低于門限值，則向中心提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。其中，第一時(shí)間段可以為3分鐘。
[0037](2)協(xié)議信息檢測:對通信協(xié)議及數(shù)據(jù)包格式進(jìn)行必要解析，檢測當(dāng)前地磁車輛檢測器運(yùn)行狀態(tài)(如:電池容量等)，若長時(shí)間對某地磁車輛檢測器數(shù)據(jù)包解析獲得其低電壓報(bào)警信息，則向中心提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。此處長時(shí)間可以為10分鐘。
[0038](3)邏輯狀態(tài)判決:對部署區(qū)域地磁車輛檢測器的邏輯狀態(tài)(如:有車/無車狀態(tài))進(jìn)行判決，若某個(gè)地磁車輛檢測器在第二時(shí)間段內(nèi)狀態(tài)未變化，而周圍地磁車輛檢測器周期性正常變化，則向中心提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警；若某個(gè)區(qū)域邏輯判決失效(如:平均車速異常等)，則向中心提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。其中，第二時(shí)間段可以為5分鐘。
[0039]2、獨(dú)立傳輸通道的監(jiān)測信息上傳
[0040]通過不同信息傳輸通道(GPRS/3G)直接匯聚交通信息中心平臺，獨(dú)立的編碼格式結(jié)合GIS，準(zhǔn)確“預(yù)警”相應(yīng)區(qū)域，對當(dāng)前在線使用的智能交通子系統(tǒng)“零影響”，同時(shí)，部署靈活。
[0041]在此給出一個(gè)完整的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測實(shí)例，本實(shí)例分為兩個(gè)過程:
[0042]過程一:裝置參數(shù)配置(見圖3)
[0043]1.監(jiān)測模塊配置
[0044](I)設(shè)定并存儲地磁車輛檢測器傳輸頻點(diǎn)
[0045](2)設(shè)定并存儲地磁車輛檢測器雕制方式
[0046](3)設(shè)定并存儲地磁車輛檢測器數(shù)據(jù)格式與策略
[0047]2.上傳模塊配置
[0048](I)設(shè)定并存儲本機(jī)ID
[0049](2)設(shè)定并存儲服務(wù)器IP地址
[0050](3)檢驗(yàn)與服務(wù)器連接
[0051](4)設(shè)定數(shù)據(jù)上傳模式
[0052]裝置重新啟動(dòng),參數(shù)配置完成。
[0053]過程二:裝置運(yùn)行
[0054]1.讀取系統(tǒng)參數(shù)
[0055]2.監(jiān)測部署區(qū)域的地磁車輛檢測器空口信息
[0056]3.地磁車輛檢測器空口信息判決，生成狀態(tài)監(jiān)測信息；
[0057]4.狀態(tài)監(jiān)測信息上傳；
[0058]返回步驟2，繼續(xù)下一個(gè)監(jiān)測循環(huán)。
[0059]不難發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明采用探針式狀態(tài)信息監(jiān)測方法，以及獨(dú)立的信息上傳通道實(shí)現(xiàn)對被監(jiān)測系統(tǒng)的“零影響”。同時(shí)本發(fā)明適合于多種路況(城市快速路、高速公路等)下通過地磁車輛檢測器獲取智能交通前端信息(車速、車流量、道路占有率等)采集的場景，GPS同步與授時(shí)可靈活部署、時(shí)間/空間信息精確。本發(fā)明還適合于多種不同無線頻點(diǎn)(433MHz、866Mhz、925MHz或2.4GHz)下地磁車輛檢測器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，配置靈活，可反復(fù)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括中心處理模塊、信息感知模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，其特征在于，所述信息感知模塊通過空中接口采集被監(jiān)測地磁車輛檢測器的無線通信信息；所述中心處理模塊實(shí)現(xiàn)對地磁車輛檢測器空口信息的進(jìn)行狀態(tài)分析，并結(jié)合判決機(jī)制判定當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)是否良好；所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將分析結(jié)果發(fā)送至中心管理數(shù)據(jù)庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括管理配置模塊，所述管理配置模塊用于進(jìn)行參數(shù)配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括定位模塊，所述定位模塊用于提供經(jīng)緯度的地理信息與時(shí)鐘源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信息感知模塊包括模式選擇單元和多個(gè)射頻單元，所述模式選擇單元用于選擇合適的射頻單元，所述射頻單元用于在不同無線頻點(diǎn)下完成被監(jiān)測地磁車輛檢測器的無線通信信息采集。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括協(xié)議處理單元和射頻單元，所述協(xié)議處理單元用于對分析結(jié)果的數(shù)據(jù)封裝，所述射頻單元用于將封裝后的分析結(jié)果發(fā)送至中心管理數(shù)據(jù)庫。
6.一種使用權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的地磁車輛檢測器在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測裝置的方法，其特征在于，包括:空口信息監(jiān)測:獲取當(dāng)前各個(gè)地磁車輛檢測器發(fā)送信息的物理信息，若第一時(shí)間段內(nèi)未收到某個(gè)地磁車輛檢測器的信號或收到的物理信息低于門限值，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供該地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括:協(xié)議信息監(jiān)測:對通信協(xié)議及數(shù)據(jù)包格式進(jìn)行必要解析，檢測當(dāng)前地磁車輛檢測器運(yùn)行狀態(tài)，若長時(shí)間對某地磁車輛檢測器數(shù)據(jù)包解析獲得其低電壓報(bào)警信息，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)m目O
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括邏輯狀態(tài)判決:對部署區(qū)域地磁車輛檢測器的邏輯狀態(tài)進(jìn)行判決，若某個(gè)地磁車輛檢測器在第二時(shí)間段內(nèi)狀態(tài)未變化，而周圍地磁車輛檢測器周期性正常變化，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警；若某個(gè)區(qū)域邏輯判決失效，則向中心管理數(shù)據(jù)庫提供地磁車輛檢測器狀態(tài)預(yù)警。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-7中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊通過不同信息傳輸通道直接匯聚至中心管理數(shù)據(jù)庫。
【文檔編號】G08G1/042GK104183140SQ201410236095
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】房衛(wèi)東, 趙建龍, 程莉莉, 熊勇, 單聯(lián)海 申請人:上海物聯(lián)網(wǎng)有限公司, 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所