一种高速公路事故检测和信号灯控制系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种高速公路事故检测和信号灯控制系统，包括上位机系统和至少一个下位机系统，上位机系统包括显示器、工作站和交换机，显示器与工作站相连接，工作站与交换机相连接；下位机系统包括GPRS模块、网关节点、第一中继节点、第二中继节点、控制节点和灯具，网关节点通过GPRS模块与交换机相连接，网关节点与第一中继节点相连接，第一中继节点通过ZigBee技术与高速公路对面的第二中继节点相连接，第一中继节点和第二中继节点均与控制节点相连接，控制节点与灯具相连接，灯具设置在高速公路两侧的护栏上。本实用新型专利技术实现了事故快速报警、事故地点定位和报警指示灯控制，且报警速度快、正确率高、实时性强、可靠性高，具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路事故检测和信号灯控制系统
本技术涉及高速公路信息化的
，具体涉及一种高速公路事故检测和信号灯控制系统。
技术介绍
高速公路的快速发展，给人们的出行带来了方便，同时也引发了一系列行车安全问题。相比普通的交通事故，高速公路的交通事故具有损失大、危害重、救援难等特点。根据统计数据显示，2011年，我国高速公路共发生道路交通事故9564起，造成6412人死亡。二次事故多发问题形势严峻，以江西省为例，2011年的21起3人以上事故中，有3起是二次事故。因此，建立一种高速公路交通事故报警系统，快速发布报警信息，提高事故的报警速度，并向来车方向做出警示，将大幅减小二次事故的发生和事故的死亡率。交通事故检测分为人工检测和自动检测。人工检测指监控人员通过监控中心的视频监视来判断事故的发生，进而实施现场救援，该方法效率低和实时性差。自动检测主要是利用安装在高速公路上的摄像机、微波检测器、环形感应线圈等来实现对车辆信息的采集，进而对交通流进行控制和判断事故的发生。哈尔滨工业大学研发的VTD2000系列交通信息采集系统和清华大学的智能交通系统VS3001均实现了交通流信息与部分交通事件的视频检测功能，但在实际的推广当中效果并不明显，还远远没有达到实际应用的要求，稳定性与可靠性有待实际验证。国家“七五”公关项目完成的广佛高速公路监控系统是我国第一条比较完备的高速公路监控系统；1993年6月建成的合宁高速公路监控系统是一套比较完善的国产化的大型电子系统工程；类似的还有沈大、沪宁高速公路监控系统。这些系统的应用主要集中在部分路段，欠缺预防二次事故的功能，从识别事故到应急处理的响应时间较长，且易受雨雪天气影响导致检测精度低，指示灯具功能单一且布设密度低。本技术一种采用全新的通信线路、用简单可靠的方式识别事故和发布信息的监控系统。本技术监控中心可对高速公路的目标路段的指示灯发出控制命令，提供道路信息并引导车流。同时，系统可自动地对事故地点来车方向的车辆做出报警提示，以减少二次事故的发生。
技术实现思路
针对高速公路交通事故报警速度慢、二次事故危害大的技术问题，本技术提出一种高速公路事故检测和信号灯控制系统。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种高速公路事故检测和信号灯控制系统，包括上位机系统和至少一个下位机系统，下位机系统通过互联网与上位机系统相连接，所述上位机系统包括显示器、工作站和交换机，显示器与工作站相连接，工作站与交换机相连接；所述下位机系统包括GPRS模块、网关节点、第一中继节点、第二中继节点、控制节点和灯具，网关节点通过GPRS模块与上位机系统的交换机相连接，网关节点与第一中继节点相连接，第一中继节点和第二中继节点设置在高速公路的两侧，第一中继节点通过ZigBee技术与高速公路对面的第二中继节点相连接，第一中继节点与第二中继节点均与控制节点相连接，控制节点与灯具相连接，灯具设置在高速公路两侧的护栏上。进一步地，所述显示器通过VGA接口与工作站相连接，工作站通过RJ45接口与交换机相连接；所述网关节点通过RS232接口与GPRS模块相连接，交换机为以太网交换机，GPRS模块通过互联网与交换机相连接；所述网关节点通过CAN总线与第一中继节点相连接，第一中继节点和第二中继节点均通过RS485总线与控制节点相连接。进一步地，所述网关节点的数量设有若干个，网关节点均通过GPRS模块与上位机系统的交换机相连接；每个网关节点下的第一中继节点和第二中继节点的数量均设有至少两个，第一中继节点之间通过CAN总线相连接；所述控制节点的数量设有至少两个，控制节点均与灯具相连接，控制节点之间通过RS485总线相连接。进一步地，所述第一中继节点和第二中继节点的数量设有10个，相邻第一中继节点之间的距离为1Km，相邻第二中继节点之间的距离为1Km；所述控制节点的数量设有10个，相邻控制节点之间的距离为100m。进一步地，所述灯具上设有报警按钮。进一步地，所述网关节点为设有RS232接口和CAN控制器的单片机，RS232接口与GPRS模块相连接，CAN控制器与第一中继节点相连接。进一步地，所述第一中继节点包括设有RS232接口、RS485接口和2个CAN控制器的单片机和第一ZigBee模块，RS232接口与第一ZigBee模块；所述第二中继节点包括设有RS485接口和RS232接口的单片机和第二ZigBee模块，第二ZigBee模块与RS232接口相连接，第二ZigBee模块通过ZigBee技术与第一ZigBee模块相连接；所述RS485接口均与RS485总线相连接。进一步地，所述控制节点为设有RS485接口和I/O接口的单片机，RS485接口与RS485总线相连接，I/O接口与灯具相连接。进一步地，所述网关节点、控制节点、第一中继节点和第二中继节点上均设有电源模块，电源模块包括线性稳压器，电源模块与电源相连接；电源包括太阳能板和蓄电池，太阳能板与蓄电池相连接。本技术将CAN总线、RS485总线、ZigBee通信和GPRS无线通信技术相结合，实现了事故快速报警、事故地点定位和报警指示灯控制等功能，且其报警速度快、正确率高，实时性强、可靠性高，具有较高的应用价值。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的结构示意图。图2为本技术网关节点的原理图。图3为本技术第一中继节点的原理图。图4为本技术第二中继节点的原理框图。图5为本技术控制节点的原理图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种高速公路事故检测和信号灯控制系统，包括上位机系统和至少一个下位机系统，下位机系统通过互联网与上位机系统相连接，一个上位机系统可以与多个下位机系统相连接。上位机系统包括显示器1、工作站2和交换机3，显示器1与工作站2相连接，工作站2与交换机3相连接，交换机3将下位机系统采集的数据传送至工作站2，同时交换机3将工作站2发出的控制指令传送至下位机系统，显示器1用于显示工作站2采集的数据。上位机系统位于监控中心，操作人员在工作站2上发出对下位机系统中的灯具的控制指令，这些指令信息包括限速信息、靠左或靠右行驶信息以及报警信息。下位机系统包括GPRS模块5、网关节点4、第一中继节点6、第二中继节点9、控制节点7和灯具8。网关节点4通过GPRS模块5与上位机系统的交换机3相连接，网关节点4与第一中继节点6相连接，第一中继节点6和第二中继节点9设置在高速公路的两侧，第一中继节点6通过ZigBee技术与第二中继节点9相连接，第一中继节点6与第二中继节点9均与控制节点7相连接，控制节点7与灯具8相连接，灯具8设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路事故检测和信号灯控制系统，包括上位机系统和至少一个下位机系统，下位机系统通过互联网与上位机系统相连接，其特征在于：所述上位机系统包括显示器（1）、工作站（2）和交换机（3），显示器（1）与工作站（2）相连接，工作站（2）与交换机（3）相连接；所述下位机系统包括GPRS模块（5）、网关节点（4）、第一中继节点（6）、第二中继节点（9）、控制节点（7）和灯具（8），网关节点（4）通过GPRS模块（5）与上位机系统的交换机（3）相连接，网关节点（4）与第一中继节点（6）相连接，第一中继节点（6）和第二中继节点（9）设置在高速公路的两侧，第一中继节点（6）通过ZigBee技术与高速公路对面的第二中继节点（9）相连接，第一中继节点（6）与第二中继节点（9）均与控制节点（7）相连接，控制节点（7）与灯具（8）相连接，灯具（8）设置在高速公路两侧的护栏上。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路事故检测和信号灯控制系统，包括上位机系统和至少一个下位机系统，下位机系统通过互联网与上位机系统相连接，其特征在于：所述上位机系统包括显示器（1）、工作站（2）和交换机（3），显示器（1）与工作站（2）相连接，工作站（2）与交换机（3）相连接；所述下位机系统包括GPRS模块（5）、网关节点（4）、第一中继节点（6）、第二中继节点（9）、控制节点（7）和灯具（8），网关节点（4）通过GPRS模块（5）与上位机系统的交换机（3）相连接，网关节点（4）与第一中继节点（6）相连接，第一中继节点（6）和第二中继节点（9）设置在高速公路的两侧，第一中继节点（6）通过ZigBee技术与高速公路对面的第二中继节点（9）相连接，第一中继节点（6）与第二中继节点（9）均与控制节点（7）相连接，控制节点（7）与灯具（8）相连接，灯具（8）设置在高速公路两侧的护栏上。2.根据权利要求1所述的高速公路事故检测和信号灯控制系统，其特征在于，所述显示器（1）通过VGA接口与工作站（2）相连接，工作站（2）通过RJ45接口与交换机（3）相连接；所述网关节点（4）通过RS232接口与GPRS模块（5）相连接，交换机（3）为以太网交换机，GPRS模块（5）通过互联网与交换机（3）相连接；所述网关节点（4）通过CAN总线与第一中继节点（6）相连接，第一中继节点（6）和第二中继节点（9）均通过RS485总线与控制节点（7）相连接。3.根据权利要求1所述的高速公路事故检测和信号灯控制系统，其特征在于，所述网关节点（4）的数量设有若干个，网关节点（4）均通过GPRS模块（5）与上位机系统的交换机（3）相连接；每个网关节点（4）下的第一中继节点（6）和第二中继节点（9）的数量均设有至少两个，第一中继节点（6）之间通过CAN总线相连接；所述控制节点（7）的数量设有至少两个，控制节点（7）均与灯具（8）...

【专利技术属性】
技术研发人员：何坤，姜海洋，李建兵，
申请(专利权)人：何坤，
类型：新型
国别省市：河南,41