[实用新型]基于Zigbee的车速建议系统车载设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及基于Zigbee的车速建议系统车载设备。 

背景技术

车路协同系统是基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车车、车路信息交互和共享，并实现车辆和基础设施之间、车辆与车辆之间的智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。 

目前，我国城镇有大量的信号控制路口，车路协同系统中的绿灯车速建议系统（GLOSA）能帮助驾驶员保持最佳的行驶速度，使车辆无停车的通过信号控制路口，使车辆最大程度减少了怠速行驶的几率，由此，怠速行驶所造成的多余油耗及二氧化碳排放也将被避免。但现有技术存在成本较高，可靠性较低的缺陷。本文将Zigbee通信技术应用于绿灯车速建议系统GLOSA，提供一种可行的，成本较低的解决方案。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于Zigbee的车速建议系统车载设备，克服现有技术存在成本较高，可靠性较低的缺陷。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于Zigbee的车速建议系统车载设备，其特征在于，包括集成在一起的语音模块，ZigBee通信模块和电源，所述语音模块通过线缆连接所述ZigBee通信模块，所述ZigBee通信模块通过ZigBee无线方式与信号灯处的Zigbee模块通信，所述电源分别电连接所述语音模块和ZigBee通信模块。 

优选的，所述语音模块的型号为WT5880U。 

同样优选的，所述ZigBee通信模块的型号为TI CC2431。 

实现基础：通过信号灯处的Zigbee模块，与车内预先嵌入的zigbee模块之间建立网络，实现通信。如下图2所示。 

实现过程：当车到达信号灯一定距离范围内时，车内zigbee模块向信号灯zigbee模块发送请求。信号灯模块收到请求之后。认证并记住身份，同时根据信号强弱可以确定车距离信号灯的距离，然后向车内发送一个数据包，车内模块收到数据包之后计算得到最佳车速，然后提示驾驶员以最佳车速行驶。当驾驶员采取建议之后，到达信 号灯处正好是绿灯，无需停车通过。 

求解原理： 

目标：V_best＝S_p/(n×T+t+t₀) 

约束条件：V_best≥V_s，V_best≤V_m，S_p≤S_L，0≤t≤T_g， 

V_best：目标求解的最佳车速，通过信号灯无需停止。 

S_p：车子距离信号灯的距离。 

S_L：信号灯上一个信号灯距离此处的距离。 

V_s：路段行驶最低车速限制。 

V_m：路段行驶最高车速限制。 

T：该信号灯的周期。 

t₀：信号灯此时距离本周期的绿灯的时间，若此时非绿灯则为正值，若此时为绿灯则为负值。 

T_g：一个信号周期内绿灯的时间。 

n：为0,1,2,3…正整数。 

模型求解最终会有两种结果： 

1、无解，即车子所在的位置不适合通过变速来达到无停车通过信号灯， 

2、有解，得出最佳速度区间，若车子行驶速度在这个区间内，将会无停车通过信号灯。 

本实用新型通过与信号灯处的Zigbee模块通信，实现速度播报，告诉车辆以合适的速度行驶可以在绿灯时间无停车的通过信号灯，避免了怠速行驶所浪费的时间和油耗。本实用新型具有以下优点： 

1、省电：两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间 。

2、可靠：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。 

3、时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。 

4、网络容量大：可支持达65000个节点。 

5、安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128。