一种基于物联网的无线路灯测速系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的无线路灯测速系统，属于通信技术领域，包括起始测速节点、中间测速节点、终点测速节点、5G移动基站和云服务器，解决了测速节点的本地时间与服务器的时间难以保持一致，测速误差较大的问题；本发明专利技术将测速节点设置在路灯上，形成一体化测速照明无线传输节点，通过第二照明灯来补充光源，解决了在夜间拍摄光线不足的问题，提高了拍摄效果；本发明专利技术在测速点失联后，通过邻近节点向失联测速点发送链接指令，极大的提高了失联节点重新链接的几率，节省了时间，减小了云服务器的负荷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的无线路灯测速系统及其方法
本专利技术属于通信
，特别涉及一种基于物联网的无线路灯测速系统及其方法。
技术介绍
所谓区间测速是在同一路段上布设两个相邻的监控点，基于车辆通过前后两个监控点的时间来计算车辆在该路段上的平均行驶速度，并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章。目前区间测速系统均设置三个测速点，即，起始点、中点和终点，这样可以更加准确的对车辆的速度进行计算。传统的区间测速系统有以下缺点：1、测速节点的本地时间与服务器的时间难以保持一致，测速误差较大；2、测速节点设置好后，容易出现拍摄光线不足，从而拍摄效果不佳的情况；3、测速点失联后，只能通过云服务器反复呼叫测速点进行重新链接，占用过多的云服务器的数据吞吐量和处理资源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于物联网的无线路灯测速系统及其方法，解决了传统技术的不足。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于物联网的无线路灯测速系统，其特征在于：包括起始测速节点、中间测速节点、终点测速节点、5G移动基站和云服务器，起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均通过5G移动基站与云服务器通信，起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点之间还通过5G移动基站进行相互通信；起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均用于拍摄被测车辆的号牌图像，并将号牌图像发送给云服务器；云服务器对被测车辆的号牌图像进行核实，并通过区间测速方法计算被测车辆的速度；<br>起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均包括电源模块、5G无线模块、摄像头、图像解码器、FPGA芯片、主照明驱动单元和第二照明驱动单元；5G无线模块和图像解码器均与FPGA芯片连接；FPGA芯片通过IO口控制主照明驱动单元和第二照明驱动单元；主照明驱动单元包括高功率LED驱动芯片IC3、路灯灯芯LED1、继电器J1、三极管Q12和电阻R1、三极管Q12的基极通过电阻R1连接FPGA芯片的一个IO口、集电极连接12V电源、发射极连接继电器J1的线圈的一端，继电器J1的线圈的另一端连接地线；继电器J1的公共触点连接VIN电源、常开触点连接路灯灯芯LED1的正极，路灯灯芯LED1的负极连接高功率LED驱动芯片IC3的7脚，高功率LED驱动芯片IC3的1脚连接地线、2脚通过电阻R3连接地线；第二照明驱动单元包括低功率LED驱动芯片IC11及其外围电路、第二照明灯LED2、继电器J2、三极管Q2和电阻R4；三极管Q2的继电器通过电阻R4连接FPGA芯片的一个IO口、继电器连接12V电源、发射极连接继电器J2的线圈的一端，继电器J2的线圈的另一端连接地线，低功率LED驱动芯片IC11的VIN管脚连接继电器J2的常开触点，继电器J2的公共触点连接电源VIN；电源模块包括电桥B1、电容C1、三端稳压器IC1及其外围滤波电路、三端稳压器IC2及其外围滤波电路和三端稳压器IC14及其外围滤波电路，电桥B1的输入端连接市电AC、输出端一端输出VIN电源、另一端输出地线；电容C1位VIN电源的滤波电容；三端稳压器IC1的输入端连接VIN电源、输出端输出12V电源，三端稳压器IC1的外围滤波电路是由电容C3和电容C4构成的电容滤波网络；三端稳压器IC2的输入端连接12V电源、输出端输出5V电源，三端稳压器IC2的外围滤波电路是由电容C5和电容C6构成的电容滤波网络；三端稳压器IC14的输入端连接12V电源、输出端输出3.3V电源，三端稳压器IC14的外围滤波电路是由电容C15和电容C16构成的电容滤波网络；5G无线模块由5V电源供电，图像解码器和FPGA芯片均由3.3V电源供电；摄像头由12V电源供电。优选的，所述高功率LED驱动芯片IC3的型号为SM2082EG；所述低功率LED驱动芯片IC11的型号为SD42524；所述三端稳压器IC1的型号为LM7812；所述三端稳压器IC2的型号为LM7805；所述图像解码器的型号为AL582；所述三端稳压器IC14的型号为LDO1117-3.3V。优选的，所述5G无线模块的型号为NB-IoT/5G/LTE物联网模组M5311，所述5G无线模块还包括SIM卡插槽。一种基于物联网的无线路灯测速方法，包括如下步骤：步骤1：建立一种基于物联网的无线路灯测速系统；步骤2：起始测速节点首选拍摄到一个被测车辆，起始测速节点对被测车辆的号牌进行识别，生成车牌号信息；步骤3：起始测速节点生成图像数据包，图像数据包包括头文字、设备ID、时间戳、加密码、车牌号信息、上次心跳时间戳、图像数据、校验码和结束符；步骤4：起始测速节点向云服务器发送图像数据包，云服务器在接收到图像数据包后，生成测速事件，并为该测速事件分配ID；步骤5：云服务器分析图像数据包，记录并保存车牌号信息和图像数据；步骤6：云服务器对时间戳和上次心跳时间戳进行核实，看是否与云服务器的本地时间一致：是，则执行步骤:7；否，则向起始测速节点发送校时指令，校时指令包括头文字、设备ID、时间戳、加密码、校验码和结束符；起始测速节点根据校时指令进行对时，并返回一个心跳指令，心跳指令包括头文字、设备ID、时间戳、校验码和结束符；步骤7：云服务器向中间测速节点和终点测速节点同时发送测速事件包；测速事件包包括头文字、测速事件ID、时间戳、加密码、车牌号信息、校验码和结束符；步骤8：中间测速节点和终点测速节点在接收到测速事件包后，分配测速事件缓存，用来存储测速事件ID、时间戳和车牌号信息；步骤9：当中间测速节点或终点测速节点拍摄到被测车辆后，对被测车辆的号牌进行分析，当分析结果与车牌号信息一致时，中间测速节点或终点测速节点生成测速数据包；测速数据包包括头文字、设备ID、、测速事件ID、时间戳、加密码、车牌信息、上次心跳时间戳、图片数据、校验码和结束符；步骤10：中间测速节点或终点测速节点向云服务器发送测速数据包，云服务器分析测速数据包，对测速数据包中的车牌信息和图片数据进行二次识别：如果车牌信息、图片数据以及图像数据包中的车牌号信息三者一致，则执行步骤11；如果车牌信息、图片数据以及图像数据包中的车牌号信息三者不一致，则生成错误信息，并分别保存车牌号信息、图像数据、车牌信息和图片数据，生成证据，执行步骤12；步骤11：云服务器根据区间测速的方法，通过测速事件包中的时间戳与图像数据包中的时间戳相减，得到被测车辆从起始测速节点出发到达中间测速节点或终点测速节点的通过的时间，并根据被测车辆的通过时间计算出被测车辆的平均速度；步骤12：云服务器记录测速事件，结束。优选的，在执行步骤10时，如果所述云服务器在校对所述测速数据包中的时间戳时，发现与本地时间不一致时，所述云服务器主动向中间测速节点或终点测速节点发送校时指令，其校时原理方法与步骤6提供的方法原理相同。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的无线路灯测速系统，其特征在于：包括起始测速节点、中间测速节点、终点测速节点、5G移动基站和云服务器，起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均通过5G移动基站与云服务器通信，起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点之间还通过5G移动基站进行相互通信；/n起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均用于拍摄被测车辆的号牌图像，并将号牌图像发送给云服务器；/n云服务器对被测车辆的号牌图像进行核实，并通过区间测速方法计算被测车辆的速度；/n起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均包括电源模块、5G无线模块、摄像头、图像解码器、FPGA芯片、主照明驱动单元和第二照明驱动单元；/n5G无线模块和图像解码器均与FPGA芯片连接；/nFPGA芯片通过IO口控制主照明驱动单元和第二照明驱动单元；/n主照明驱动单元包括高功率LED驱动芯片IC3、路灯灯芯LED1、继电器J1、三极管Q12和电阻R1、三极管Q12的基极通过电阻R1连接FPGA芯片的一个IO口、集电极连接12V电源、发射极连接继电器J1的线圈的一端，继电器J1的线圈的另一端连接地线；/n继电器J1的公共触点连接VIN电源、常开触点连接路灯灯芯LED1的正极，路灯灯芯LED1的负极连接高功率LED驱动芯片IC3的7脚，高功率LED驱动芯片IC3的1脚连接地线、2脚通过电阻R3连接地线；/n第二照明驱动单元包括低功率LED驱动芯片IC11及其外围电路、第二照明灯LED2、继电器J2、三极管Q2和电阻R4；/n三极管Q2的继电器通过电阻R4连接FPGA芯片的一个IO口、继电器连接12V电源、发射极连接继电器J2的线圈的一端，继电器J2的线圈的另一端连接地线，低功率LED驱动芯片IC11的VIN管脚连接继电器J2的常开触点，继电器J2的公共触点连接电源VIN；/n电源模块包括电桥B1、电容C1、三端稳压器IC1及其外围滤波电路、三端稳压器IC2及其外围滤波电路和三端稳压器IC14及其外围滤波电路，电桥B1的输入端连接市电AC、输出端一端输出VIN电源、另一端输出地线；电容C1位VIN电源的滤波电容；/n三端稳压器IC1的输入端连接VIN电源、输出端输出12V电源，三端稳压器IC1的外围滤波电路是由电容C3和电容C4构成的电容滤波网络；/n三端稳压器IC2的输入端连接12V电源、输出端输出5V电源，三端稳压器IC2的外围滤波电路是由电容C5和电容C6构成的电容滤波网络；/n三端稳压器IC14的输入端连接12V电源、输出端输出3.3V电源，三端稳压器IC14的外围滤波电路是由电容C15和电容C16构成的电容滤波网络；/n5G无线模块由5V电源供电，图像解码器和FPGA芯片均由3.3V电源供电；/n摄像头由12V电源供电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的无线路灯测速系统，其特征在于：包括起始测速节点、中间测速节点、终点测速节点、5G移动基站和云服务器，起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均通过5G移动基站与云服务器通信，起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点之间还通过5G移动基站进行相互通信；
起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均用于拍摄被测车辆的号牌图像，并将号牌图像发送给云服务器；
云服务器对被测车辆的号牌图像进行核实，并通过区间测速方法计算被测车辆的速度；
起始测速节点、中间测速节点和终点测速节点均包括电源模块、5G无线模块、摄像头、图像解码器、FPGA芯片、主照明驱动单元和第二照明驱动单元；
5G无线模块和图像解码器均与FPGA芯片连接；
FPGA芯片通过IO口控制主照明驱动单元和第二照明驱动单元；
主照明驱动单元包括高功率LED驱动芯片IC3、路灯灯芯LED1、继电器J1、三极管Q12和电阻R1、三极管Q12的基极通过电阻R1连接FPGA芯片的一个IO口、集电极连接12V电源、发射极连接继电器J1的线圈的一端，继电器J1的线圈的另一端连接地线；
继电器J1的公共触点连接VIN电源、常开触点连接路灯灯芯LED1的正极，路灯灯芯LED1的负极连接高功率LED驱动芯片IC3的7脚，高功率LED驱动芯片IC3的1脚连接地线、2脚通过电阻R3连接地线；
第二照明驱动单元包括低功率LED驱动芯片IC11及其外围电路、第二照明灯LED2、继电器J2、三极管Q2和电阻R4；
三极管Q2的继电器通过电阻R4连接FPGA芯片的一个IO口、继电器连接12V电源、发射极连接继电器J2的线圈的一端，继电器J2的线圈的另一端连接地线，低功率LED驱动芯片IC11的VIN管脚连接继电器J2的常开触点，继电器J2的公共触点连接电源VIN；
电源模块包括电桥B1、电容C1、三端稳压器IC1及其外围滤波电路、三端稳压器IC2及其外围滤波电路和三端稳压器IC14及其外围滤波电路，电桥B1的输入端连接市电AC、输出端一端输出VIN电源、另一端输出地线；电容C1位VIN电源的滤波电容；
三端稳压器IC1的输入端连接VIN电源、输出端输出12V电源，三端稳压器IC1的外围滤波电路是由电容C3和电容C4构成的电容滤波网络；
三端稳压器IC2的输入端连接12V电源、输出端输出5V电源，三端稳压器IC2的外围滤波电路是由电容C5和电容C6构成的电容滤波网络；
三端稳压器IC14的输入端连接12V电源、输出端输出3.3V电源，三端稳压器IC14的外围滤波电路是由电容C15和电容C16构成的电容滤波网络；
5G无线模块由5V电源供电，图像解码器和FPGA芯片均由3.3V电源供电；
摄像头由12V电源供电。


2.如权利要求1所述的一种基于物联网的无线路灯测速系统，其特征在于：所述高功率LED驱动芯片IC3的型号为SM2082EG；所述低功率LED驱动芯片IC11的型号为SD42524；所述三端稳压器IC1的型号为LM7812；所述三端稳压器IC2的型号为LM7805；所述图像解码器的型号为AL582；所述三端稳压器IC14的型号为LDO1117-3.3V。


3.如权利要求1所述的一种基于物联网的无线路灯测速系统，其特征在于：所述5G无线模块的型号为NB-IoT/5G/LTE物联网模组M53...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢列敏，孙琛，
申请(专利权)人：南京景行物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32