基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比解決了沒有利用ZED實(shí)現(xiàn)對信號機(jī)切換判斷方法的缺陷。本發(fā)明包括以下步驟：初始化設(shè)備，將安裝在信號機(jī)附近的ZED至信號機(jī)的距離和ZED的編號信息錄入至車載移動終端；等待介入，ZED等待裝有車載移動終端的公交車進(jìn)入到其通信范圍內(nèi)；設(shè)備通信，車載移動終端讀取當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZED的編號和通過ZED的時間；計算預(yù)到達(dá)時間，計算出當(dāng)前車輛進(jìn)入到信號機(jī)路口所需時間；判斷信號機(jī)切換狀態(tài)，根據(jù)預(yù)到達(dá)時間，對當(dāng)前信號機(jī)情況進(jìn)行控制調(diào)整。本發(fā)明利用ZED實(shí)現(xiàn)了對信號機(jī)切換判斷。
【專利說明】基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及Zigbee技術(shù),具體來說是基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]目前對于交通信號燈優(yōu)先控制多采用GPS定位技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，通過在公交車上安裝GPS設(shè)備從而達(dá)到對交通信號燈的優(yōu)先控制，提高公共交通的使用效率。但目前的GPS定位技術(shù)不能進(jìn)行精確定位，同時還存在GPS位置在高架下面會漂移的問題，導(dǎo)致在部分路段和區(qū)域，無法正常的實(shí)現(xiàn)交通信號燈優(yōu)先控制，因此基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)優(yōu)先控制成為了最佳選擇。但是目前的Zigbee網(wǎng)絡(luò)不能對車輛進(jìn)行較為精確的定位，車載移動終端與路口的通信距離只是一個范圍值，而信號控制機(jī)的切換判段需要獲取車輛到達(dá)路口的精確時間值。雖然從Zigbee的設(shè)備角度出發(fā)，可以在Zigbee組建的無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加小范圍通信的Zigbee移動節(jié)點(diǎn)即ZED，通過ZED對車輛的位置進(jìn)行定位，但這一定位數(shù)據(jù)如何與信號控制機(jī)的切換判斷相結(jié)合。如何基于這樣的Zigbee技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對信號機(jī)切換判斷的方法已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有利用ZED實(shí)現(xiàn)對信號機(jī)切換判斷方法的缺陷，提供基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法來解決上述問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法，包括以下步驟:
初始化設(shè)備，將安裝在信號機(jī)附近的ZED至信號機(jī)的距離和ZED的編號信息錄入至車載移動終端；
等待介入，ZED等待裝有車載移動終端的公交車進(jìn)入到其通信范圍內(nèi)；
設(shè)備通信，車載移動終端讀取當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZED的編號和通過ZED的時間；
計算預(yù)到達(dá)時間，計算出當(dāng)前車輛進(jìn)入到信號機(jī)路口所需時間；
判斷信號機(jī)切換狀態(tài)，根據(jù)預(yù)到達(dá)時間，對當(dāng)前信號機(jī)情況進(jìn)行控制調(diào)整。
[0007]所述的計算預(yù)到達(dá)時間包括以下步驟:
車載移動終端每秒獲取一次GPS速度信息；
車載移動終端讀取當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZED距離信號機(jī)的位置信息；
計算預(yù)到達(dá)時間的公式為 Q= (m+k) -t,
其中Q為車載移動終端預(yù)到達(dá)信號機(jī)時間，m為ZED開始到信號機(jī)的距離，t為經(jīng)過ZED的時間和當(dāng)前時間的差值，k為從ZED開始到現(xiàn)在的平均時速。[0008]所述的判斷信號機(jī)切換狀態(tài)包括以下步驟:
若當(dāng)前信號燈為紅燈的情況下，調(diào)整剩余時間以使得預(yù)到達(dá)時間不低于R ;若(N — T)< R，則不改變信號機(jī)的切換時間；若R < (N — T)，信號機(jī)的切換時間為R ；
其中，N為信號機(jī)的切換剩余時間，T為預(yù)到達(dá)時間，R為紅燈切換臨界時間，B為綠燈切換臨界時間；
若當(dāng)前信號燈為綠燈的情況下，剩余時間低于B秒時下做控制操作；
若N < B，則不改變信號機(jī)的切換時間；
若T < N，當(dāng)前剩余時間足夠公交車輛的通過，不改變切換時間；
若B秒< N且N < T，信號機(jī)切換時間=T + B ;
其中，N為信號機(jī)的切換剩余時間，T為預(yù)到達(dá)時間，R為紅燈切換臨界時間，B為綠燈切換臨界時間。
[0009]有益效果
本發(fā)明的基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比利用ZED實(shí)現(xiàn)了對信號機(jī)切換判斷。通過ZED對車輛的位置進(jìn)行定位，計算出車輛到達(dá)路口的時間并發(fā)送到信號控制機(jī)，信號控制機(jī)給予優(yōu)先控制。達(dá)到對信號燈優(yōu)先控制的功能，通過zigbee設(shè)備實(shí)現(xiàn)路口信號的無線組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)公交車的信號優(yōu)先控制。
[0010]【專利附圖】
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明的方法流程圖 圖2為本發(fā)明的使用示意圖 圖3為本發(fā)明在等待介入過程中的示意圖 圖4為本發(fā)明判斷信號機(jī)切換狀態(tài)的方法流程圖 其中，1-ZED、2_車載移動終端、3-信號機(jī)。
[0011]
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下:
如圖1所示，本發(fā)明所述的基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法，包括以下步驟:第一步，初始化設(shè)備。如圖2所示，在信號機(jī)3的附近安裝ZEDlJf ZEDl至信號機(jī)的距離測算出，以供計算參考使用。在一個交通路口需要多個ZEDl，因此需要對ZEDl進(jìn)行設(shè)備編號，這樣車載移動終端2就可以根據(jù)相應(yīng)的ZEDl編號找到相應(yīng)的距離數(shù)據(jù)。將各ZEDl的距離參數(shù)和編號信息錄入至車載移動終端2中，以供后期數(shù)據(jù)調(diào)用時使用。
[0013]第二步，等待介入，如圖3所示，安裝在路口附近的ZEDl等待裝有車載移動終端2的公交車進(jìn)入到其通信范圍內(nèi)。一般情況下，ZEDl的通信范圍為15米，當(dāng)裝有車載移動終端2的公交車進(jìn)入到ZEDl的15米通信范圍內(nèi)，但開始建立通信聯(lián)系，為下一步車載移動終端2讀取ZEDl的數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。
[0014]第三步，設(shè)備通信。車載移動終端2的公交車進(jìn)入到ZEDl的15米通信范圍后，車載移動終端2讀取當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZEDl的編號和通過ZEDl的時間。ZEDl的編號可以確定當(dāng)然ZEDl距離信號機(jī)3的距離，通過ZEDl的時間為后期計劃預(yù)到達(dá)時間更準(zhǔn)確而作準(zhǔn)備。
[0015]第四步，計算預(yù)到達(dá)時間，計算出當(dāng)前車輛進(jìn)入到信號機(jī)路口所需時間。當(dāng)車載移動終端2到達(dá)ZEDl的位置范圍后，獲得了 ZEDl的相關(guān)計算數(shù)據(jù)，其具體計算包括以下步驟:
(I)車載移動終端2每秒獲取一次GPS速度信息，從而可以實(shí)時更新當(dāng)前的公交車所行駛的速度，根據(jù)速度信息來判斷當(dāng)前距離路口要多長時間。
[0016](2)車載移動終端2讀取當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZEDl距離信號機(jī)的位置信息，在讀取到當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZEDl的編號信息后，在車載移動終端2的數(shù)據(jù)庫中將此ZEDl與信號機(jī)的距離信息調(diào)出來，以供后期運(yùn)算。
[0017](3)按預(yù)到達(dá)時間的計算公式進(jìn)行時間計算，公式如下:
Q= (m+k) -t,
其中Q為車載移動終端預(yù)到達(dá)信號機(jī)時間，m為ZED開始到信號機(jī)的距離，t為經(jīng)過ZED的時間和當(dāng)前時間的差值，k為從ZED開始到現(xiàn)在的平均時速。通過此公式計算出當(dāng)前速度情況下，通過到達(dá)信號機(jī)3的路口所需要的時間，以便后期對信號燈進(jìn)行調(diào)整和切換。
[0018]第五步，判斷信號機(jī)切換狀態(tài)，根據(jù)預(yù)到達(dá)時間，對當(dāng)前信號機(jī)情況進(jìn)行控制調(diào)整。針對計算出的預(yù)到達(dá)時間，對信號機(jī)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整成綠燈，以保證其優(yōu)先通行。其調(diào)整和判斷信號機(jī)切換狀態(tài)分為以下兩種情況:
(I)若當(dāng)前信號燈為紅燈的情況下，要保證調(diào)整剩余時間以使得預(yù)到達(dá)時間不低于R。N為信號機(jī)的切換剩余時間，T為預(yù)到達(dá)時間，R為紅燈切換臨界時間，B為綠燈切換臨界時間。若(N - T) < R,則不改變信號機(jī)的切換時間，等待紅燈直接變成綠燈即可。若R < (N —T)，則當(dāng)前車載移動終端2到達(dá)路口時，信號機(jī)仍為紅燈，此時調(diào)整信號機(jī)的切換時間為R，立即進(jìn)入到紅燈變成綠燈的切換臨界時間，帶這個短暫時間過后即變成綠燈，保證了公交車的優(yōu)先通行。
[0019](2)若當(dāng)前信號燈為綠燈的情況下，要保證剩余時間低于B秒時下做控制操作。N為信號機(jī)的切換剩余時間，T為預(yù)到達(dá)時間，R為紅燈切換臨界時間，B為綠燈切換臨界時間。SN < B，則不改變信號機(jī)的切換時間，繼續(xù)保持綠燈以保證公交車的優(yōu)先通過。若T< N,當(dāng)前剩余時間足夠公交車輛的通過，不改變切換時間。若B秒< N且N < T，此時公交車輛到達(dá)時將遇到紅燈，因此調(diào)整信號機(jī)切換時間=T + B,以充分保證在當(dāng)前時間下，公交車到達(dá)路口時為綠燈，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先通行的目的。
[0020]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)初始化設(shè)備，將安裝在信號機(jī)附近的ZED(I)至信號機(jī)的距離和ZED (I)的編號信息錄入至車載移動終端(2)；2)等待介入，ZED(I)等待裝有車載移動終端(2)的公交車進(jìn)入到其通信范圍內(nèi)； 3)設(shè)備通信，車載移動終端(2)讀取當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZED(I)的編號和通過ZED (I)的時間； 4)計算預(yù)到達(dá)時間，計算出當(dāng)前車輛進(jìn)入到信號機(jī)路口所需時間；5)判斷信號機(jī)切換狀態(tài)，根據(jù)預(yù)到達(dá)時間，對當(dāng)前信號機(jī)情況進(jìn)行控制調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法，其特征在于，所述的計算預(yù)到達(dá)時間包括以下步驟: 21)車載移動終端(2)每秒獲取一次GPS速度信息； 22)車載移動終端(2)讀取當(dāng)前通信范圍內(nèi)的ZED(I)距離信號機(jī)的位置信息； 23)計算預(yù)到達(dá)時間的公式為
Q= (m+k) -t, 其中Q為車載移動終端預(yù)到達(dá)信號機(jī)時間，m為ZED開始到信號機(jī)的距離，t為經(jīng)過ZED的時間和當(dāng)前時間的差值，k為從ZED開始到現(xiàn)在的平均時速。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee技術(shù)的信號機(jī)切換判斷方法，其特征在于，所述的判斷信號機(jī)切換狀態(tài)包括以下步驟: 31)若當(dāng)前信號燈為紅燈的情況下，調(diào)整剩余時間以使得預(yù)到達(dá)時間不低于R;若(N —T) < R，則不改變信號機(jī)的切換時間；若R < (N — T)，信號機(jī)的切換時間為R ； 其中，N為信號機(jī)的切換剩余時間，T為預(yù)到達(dá)時間，R為紅燈切換臨界時間，B為綠燈切換臨界時間； 32)若當(dāng)前信號燈為綠燈的情況下，剩余時間低于B秒時下做控制操作； 若N < B，則不改變信號機(jī)的切換時間； 若T < N，當(dāng)前剩余時間足夠公交車輛的通過，不改變切換時間； 若B秒< N且N < T，信號機(jī)切換時間=T + B ; 其中，N為信號機(jī)的切換剩余時間，T為預(yù)到達(dá)時間，R為紅燈切換臨界時間，B為綠燈切換臨界時間。
【文檔編號】G08G1/087GK103606285SQ201310558717
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】宋志洪, 閆歡歡, 梁子君, 孫光明, 岳彩林, 宣林川 申請人:安徽科力信息產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司