数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统

摘要

本发明属于车辆数字化监控管理技术领域，具体涉及一种数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统。该系统的组成部分包括装设在汽车上的汽车行驶自动记录仪；装设在公路、城市道路限速标志牌上的无线射频标签；装设在路口或路侧的用于收发车辆超速、疲劳驾驶等违章信息数据的数字信息读写器；由出警人员携带的用于收发车辆超速、疲劳驾驶等违章信息数据的便携式移动信息终端；与数字信息读写器和便携式移动信息终端实现信息交互传输和信息处理的监控计算机系统。本系统能有效提高交通管理部门执法效率和能力，避免管理工作中的疏漏和差错，杜绝车辆超速、疲劳驾驶现象，提高了道路交通管理水平和城市形象。

说明书

技术领域

本发明属于车辆数字化监控管理技术领域，具体涉及一种数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统。

背景技术

目前，随着我国国民经济高速稳步的发展，使人员流动、货物运输大幅度增加，其中长途公路客货运输在运输领域占有很大的比例。特别是在节假日探亲、旅游、民工返乡等春运客流的集中到来，长途货物运输量的增长，造成客货汽车超载，超速、疲劳驾驶等违章行为严重，因汽车超速、疲劳驾驶发生重特大交通事故，造成群死群伤的情况时有发生。交通管理部门虽然投入了巨大的人力物力，加班加点设卡制超，但因车辆多，线路广，警力有限，人工设卡查超工作量大效率低，远不能适应经济发展形势的需要。近几年各级政府加大了投入，建立了以微波雷达测速、视频技术为基础的汽车超速违章监控管理体系，但雷达测速只能是定点(无论是固定式或是移动式)监控，不能做到全路段、全区域实时监控。同时，对疲劳驾驶不能做到有效的监控。目前还没有一种有效的汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控系统。

发明内容

本发明的目的在于针对目前汽车超速、疲劳驾驶难以治理，对广大人民群众构成一定危害这一社会问题，提供一种数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，从而实现汽车超速、疲劳驾驶的实时监控、实时数据传输，控制汽车超速、疲劳驾驶，避免因汽车超速、疲劳驾驶引发的重大交通事故。

本发明的技术方案如下：一种数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，该系统包括如下组成部分：装设在汽车上的行驶速度、行驶里程自动记录仪；装设在公路、城市道路限速标志牌上的基于射频识别技术的无线射频标签；装设在路口或路侧的用于收发车辆超速、疲劳驾驶等违章信息数据的数字信息读写器；由出警人员携带的用于收发车辆超速、疲劳驾驶等信息数据的便携式移动信息终端；与数字信息读写器和便携式移动信息终端实现信息交互传输和信息处理的监控计算机系统。

如上所述的数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，其中，汽车超速、疲劳驾驶自动记录仪包括由速度传感器和行驶速度、行驶里程组成的两个探测计数单元。速度计数部分由速度传感器和记录行驶速度的多功能计数芯片组成，行使里程计数部分由速度传感器和两路速比分频、计数电路组成。

如上所述的数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，其中，速度计数部分：速度传感器输出端与速度记录多功能芯片连接，速度记录芯片的输出端连接微控制器，微控制器通过收发器连接天线。

如上所述的数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，其中，行驶里程计数部分：速度传感器输出端与两路速比分频电路连接，速比分频电路与各自的行驶里程计数电路连接，两个行驶里程计数电路的输出端分别连接微控制器。微控制器还连接有IC卡读卡器和扩展存储器，并通过移位寄存器与液晶屏连接。同时，微控制器还与语音芯片及功放芯片相连，功放芯片连接扬声器。

如上所述的数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，其中，基于射频识别技术的无线射频标签固定在公路、城市道路限速标志牌上。

如上所述的数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，其中，数字信息读写器包括与射频天线相连接的射频无线数据收发芯片，射频无线数据收发芯片通过串口与微控制器连接，微控制器通过网卡芯片连接调制解调器，调制解调器通过网络与监控计算机系统相连。微控制器还分别连接有扩展存储模块和摄像机。

如上所述的数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，其中，便携式移动信息终端包括与射频天线相连接的射频无线数据收发芯片，射频无线数据收发芯片通过串口与微控制器连接，微控制器通过串口与监控计算机系统连接。微控制器通过移位寄存器与液晶屏连接，同时，微控制器还分别连接键盘和扩展存储模块，并通过视频输入处理器连接摄像头。微控制器还与图像处理模块相连。

如上所述的数字化汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，其中，监控计算机系统包括与局域网连接的服务器、监控计算机和发卡计算机，局域网通过调制解调器与公用电话网或专网连接。

本发明的有益效果在于：本发明采用无线射频识别技术、无线通讯技术、数字处理技术、网络技术和计算机技术，自动记录汽车行驶速度，根据道路限速信息(由车载汽车行驶记录仪利用射频识别技术在汽车正常行驶中读取装设在道路限速标志牌上的射频标签储存的限速信息、接收数字信息读写器以广播形式发布的限速信息)，自动检测车辆是否超速行驶。自动记录司机连续驾驶时间，自动检测司机是否超过连续驾驶时间规定疲劳驾驶。解决在不停车情况下对汽车超速、疲劳驾驶情况的实时数据采集，实现汽车超速、疲劳驾驶的实时监控、实时数据传输，控制汽车超速、疲劳驾驶，避免因超速、疲劳驾驶引发的重大交通事故。汽车超速、疲劳驾驶智能实时监控网络管理系统，能有效提高公路交通管理部门的执法管理能力和效率，减少了人工管理上的疏漏和差错，真正实现了汽车超速、疲劳驾驶等违章情况全区域无盲点实时监控。

附图说明

图1为本发明的系统组成示意图。

图2为汽车行驶自动记录仪的结构示意图。

图3为数字信息读写器的结构示意图。

图4为监控计算机系统的结构示意图。

图5为便携式移动信息终端结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

本发明由汽车车载汽车行驶自动记录仪、无线射频标签、路口或路侧安装的数字信息读写器、交通控制中心计算机系统和便携式移动信息终端组成。

一、汽车车载汽车行驶自动记录仪

本记录仪由行驶速度计数电路、速比分频电路、小计行驶里程计数电路、累计行驶里程技术电路、微控制器数字处理电路、IC卡读卡器、显示电路、语音报警电路、无线收发电路、电源电路组成。采用磁阻式或霍尔式速度传感器检测汽车变速箱输出轴转速，由速度计数芯片检测汽车行驶速度。由速比分频电路分频后，由小计行驶里程计数电路记录小计行驶里程，由累计行驶里程计数电路记录累计行驶里程。速度、行驶里程数据经微控制器处理后存入存储器。司机配发有存有该名司机编号、驾驶证号码的无线射频卡，经行驶记录仪识别后，用于记录该司机连续驾驶时间。记录仪中采用了智能IC卡技术，车辆的基础信息如车型、车号、车辆年检情况等由交通管理控制中心计算机系统在发卡时写入IC卡，与该记录仪的序列号一并作为该部车辆法定识别信息。

如图2所示，速度计数部分由速度传感器和速度计数芯片IC1组成。其连接方式为：速度传感器输出端与速度计数芯片CD4553(IC1)连接，CD4553输出端与数字处理电路中的微控制器S3C2410(MCU1)相连。行驶里程计数部分由累计行驶里程、小计行驶里程计数两部分组成。其连接方式为：速度传感器输出端分别与两路分频电路74HC4017(IC2)、(IC4)连接，IC2、IC4的输出端分别与小计行驶里程计数电路、累计行驶里程CD4534(IC3)、(IC5)连接，IC3、IC5的输出端分别与微控制器MCU1连接。

微控制器MCU1采用ARM9内核的微控制器S3C2410。分别与速度计数电路、行驶里程计数电路IC1\IC3、IC5相联，还与IC卡读卡器IC10相联。IC卡内储存有交通管理部门发卡时写入的车辆基础信息。微控制器MCU1通过74HC245移位寄存器IC8与LCD液晶屏IC9相连，支持真彩屏。微控制器MCU1与语音芯片ISD33240(IC6)及功放芯片LM486(IC7)相连。功放芯片LM486与扬声器相连。微控制器MCU1与无线收发芯片nRF903(收发器1)利用自身的串口与其相连。无线收发芯片(收发器1)与天线(1)相连。微控制器MCU1还与电源(1)、外部扩展存储器IC11相连。上述电路及组件封装在记录仪机箱内，记录仪固定安装在汽车仪表台上，速度传感器固定安装在汽车变速箱上，天线安装在汽车挡风玻璃上部。记录仪使用内置高性能可充电电池和汽车电瓶双电源(电源1)供电，用电源线使记录仪和汽车电瓶相连。

计数器记录的车辆实时行驶速度与行驶记录仪接收的道路限速信息由微控制器进行比对，如超速则将超速违章信息送入存储器。车辆行驶里程和驾驶员经记录仪识别后的连续驾驶时间由微控制器分析处理，若有违章也将违章信息送入存储器。微控制器控制发射单元工作，将存储的车辆违章数据连同车辆的基础信息、驾驶员信息发送给路侧数字信息读写器和便携式移动信息终端。数字信号发射单元由射频无线数据收发模块、天线构成。储存在存储器中的数字信息在微控制器的控制下经发射单元编码调制后发射。数据传输安全，可靠性高。本发明还具有显示模块和语音报警模块。显示模块显示日期、时间、限速提示、超速、疲劳驾驶违章信息等。语音报警模块发出限速提示音，当汽车超速、驾驶员疲劳驾驶时发出超速、疲劳驾驶语音提示信息。

二、无线射频标签

如图1所示，无线射频标签安装在公路、城市道路限速标志牌上，标签内存储有该路段限速信息。为增加识别距离采用半无源微波射频标签，使用纽扣电池供电，防雨封装。

三、路侧数字信息读写器

如图3所示，射频天线(2)与射频无线收发芯片nRF903(收发器2)相联，射频收发芯片(收发器2)通过串口与微控制器S3C2410(MCU2)相连。微控制器MCU2经过网卡芯片AX88796(IC13)与MODEM1相连，MODEM1通过数字公众电话网(也可以是专网)与监控中心计算机系统相联。微控制器MCU2还与外部扩展存储模块IC12、电源电路(2)、路口电子警察拍照系统相联。

数字信息读写器可实现车辆信息的自动实时阅读，并通过网络将数据上传给交通控制中心的计算机系统，也可与路口电子警察的拍照系统联动，将违章车辆的违章信息、图像信息上传到监控中心违章车辆信息数据库。读写器以广播形式发布本路段限速信息，向便携式移动信息终端发布车辆的违章信息，便于执勤交警拦截违章车辆。还可以将数据保存在本地数据库中，防止因线路故障造成的数据丢失。

四、监控中心计算机系统

如图4所示，该系统由计算机硬件及软件构成。

计算机硬件系统由监控中心局域网、服务器、监控计算机、发卡计算机、调制解调器(MODEM2)、电源(3)相联组成。数字信息读写器的数字信号经过公用电话网(PSTN)或专网、调制解调器输入监控主机。

系统软件由监控中心实时监控子系统、车牌管理子系统、监测点信息采集子系统构成。实时监控子系统包含车辆实时监控、数据库、流量统计。车牌管理子系统包含车辆检验、车牌(IC卡)发放回收。检测点信息采集子系统包含车辆超速、疲劳驾驶等违章信息的实时采集、数据上传。

五、便携式移动信息终端

如图5所示，射频天线(3)与射频无线数据收发芯片nRF903(收发器3)相联，射频数据收发芯片nRF903(收发器3)通过串口与中央数字读写处理电路微控制器S3C2410(MCU3)相连。微控制器MCU3通过移位寄存器74HC245(IC16)与LCD(IC17)液晶屏模块相连。微控制器MCU3通过ZLG7290(IC18)驱动与键盘IC20连接。移动终端与中心计算机系统通过串口RS232连接，MAX232(IC19)驱动，DB9输出，或采用USB接口。中央数字读写处理电路微控制器MCU3与外部扩展存储模块IC15、电源(4)相联。移动终端还集成图像采集处理单元，数码摄像头与视频输入处理器SAA7111(IC14)连接，视频输入处理器(IC14)与图像处理模块TMS320C32(IC21)、微控制器MCU3相连接。

便携式移动信息终端实时接收通过的汽车超速、疲劳驾驶等违章信息，通过路侧数字信息读写器接收交通控制中心发布的布控信息，将违章车辆信息存储在终端内。根据监控中心的布控信息和实时监测到的违章车辆信息对其进行处理，将违章车辆拍照并将车辆违章信息和图像资料通过路侧数字信息读写器发送回交通监控中心，也可通过接口传入中心计算机数据库。

本发明应用射频识别技术及数字处理技术，实现对汽车超速行驶、疲劳驾驶的自动记录；应用无线通讯技术，完成对在道路上行驶的汽车违章数据的自动采集；应用网络技术及计算机技术，实现对采集数据的传输和处理，形成对汽车超速、疲劳驾驶等信息的数字化、网络化、智能化实时监控管理。本发明是一种自动记录汽车超速、疲劳驾驶信息，即时将该车辆的违章信息、车辆的基础信息、驾驶员信息如驾驶员编号、驾驶证号、车型、车号、车辆年检情况及时间、地点自动传送到交通警察手持的便携式移动信息终端和路侧设置的数字信息读写器。数字信息读写器通过网络将数据传送到交通管理部门交通控制中心计算机系统。交通管理部门计算机系统的流量统计、违章信息数据库为实时纠正及处理违章，调整线路规划提供依据。现场交警则可以通过便携式移动信息终端接收附近一定距离内所通过的车辆超速、疲劳驾驶等违章信息，对所有车辆实现不停车实时监控。如有车辆超速、疲劳驾驶违章，可立即对其进行拦截和处理。该移动终端还可接收路侧数字信息读写器发布的车辆违章信息，可对其进行设卡拦截处理。上述车辆的违章和基础数字信息经路口或路旁设置的路侧数字信息读写器接收，通过网络传送到交通控制中心计算机系统的数据库，其中流量信息可帮助政府管理部门对公路交通的合理调整提供依据，车辆违章信息可作为交管部门现场处罚和车辆审验时的处罚依据。车辆管理子系统完成车辆的审验、IC卡发放管理。

本发明采用模块化设计，具有技术先进，成本低，可靠性高，可实施性强。数字化、网络化管理，实现汽车超速、疲劳驾驶智能化实时、无盲点监控。本系统能有效提高交通管理部门执法效率和能力，避免管理工作中的疏漏和差错，杜绝车辆超速、疲劳驾驶严重违章现象，提高了道路交通管理水平和城市形象。