[发明专利]基于V2X和ZigBee通信的智能交通信号灯系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于V2X和ZigBee通信的智能交通信号灯系统，其特征在于，包括：作为主控单元的路侧单元RSU(1)、若干组交通信号灯设备(2)、MEC边缘计算服务器(3)及通用强制遥控器(4)，所述路侧单元RSU(1)包括V2X通信模块(5)、蜂窝通信模块(6)以及ZigBee通信模块(7)；所述交通信号灯设备(2)包括ZigBee通信模块(7)和LED显示模块(8)；所述通用强制遥控器(4)包括ZigBee通信模块(7)、按键模块(9)和显示模块(10)；其中，所述路侧单元RSU(1)的ZigBee通信模块(7)与交通信号灯设备(2)的ZigBee通信模块(7)相连接并通信，所述路侧单元RSU(1)的V2X通信模块(5)与车辆终端的V2X通信模块相连接并通信，所述路侧单元RSU(1)的蜂窝通信模块(6)通过蜂窝通信基站与MEC边缘计算服务器(3)相连接并通信，其中所述路侧单元RSU(1)用于建立ZigBee网络，并通过ZigBee通信对当前交叉路口各组交通信号灯进行实时控制；交通信号灯设备(2)用于加入路侧单元RSU(1)建立的ZigBee网络，以接收其控制命令并执行；MEC边缘计算服务器(3)用于根据其数据库中的历史不同时段各车道内的车辆分布数据，制定每个路口的交通信号灯的24小时制的配时方案；通用强制遥控器(4)用于在必要时强制控制某交叉路口交通信号灯。

2.根据权利要求1所述的基于V2X和ZigBee通信的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述路侧单元RSU安装在交叉路口信号灯灯杆上，所述路侧单元RSU的ZigBee通信模块使用地区内唯一的ZigBee网络ID，建立星型ZigBee网络，其中RSU作为ZigBee网络中的协调器，各组交通信号灯作为ZigBee网络的终端节点，借助唯一的ZigBee网络ID加入当前路口的RSU创建的ZigBee网络，从而与主控设备RSU进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的基于V2X和ZigBee通信的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述边缘计算服务器(3)用于在每日固定时间，根据数据库中某一交叉路口的历史不同时段车道级车辆分布数据，以及涉及该交叉路口的绿波带通行控制策略，制定每个交叉路口的各组交通信号灯设备的24小时制的配时方案，并在每日0点向各交叉路口的RSU设备发送相应的配时方案。

4.根据权利要求1所述的基于V2X和ZigBee通信的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述通用强制遥控器(4)用于通过在按键模块中输入当前交叉路口交通信号灯系统的ZigBee网络ID，向主控单元RSU发送包含要请求控制的交通信号灯系统的ZigBee网络ID和该设备的全球唯一的32位MAC地址的请求消息，在收到RSU的返回的控制结果消息后，在显示模块中显示结果；若是同意的结果，则表示该通用强制遥控器已加入当前路口的RSU创建的局域ZigBee网络，通过其控制按键对当前交叉路口交通信号灯系统进行实时控制；实现对所有具有该智能系统的各交叉路口的交通信号灯的实时强制控制。

5.根据权利要求1所述的基于V2X和ZigBee通信的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述路侧单元RSU(1)是智能交通信号灯系统的核心控制设备，其主要负责建立当前交叉路口的ZigBee局域加密的星型网络，在该网络中担任协调器的角色，使该路口中具有ZigBee通信功能的交通信号灯设备作为ZigBee网络中的终端设备加入该网络；同时，RSU参考MEC服务器下发的当前路口交通信号灯的24小时配时方案，以及进入当前交叉路口所有车道中车辆的实时分布情况，制定对当前交叉路口各组交通信号灯设备每个周期的配时方案，通过向所在的ZigBee局域网络内所有终端设备广播的方式，将配时方案下发给当前交叉路口内各组交通信号灯设备。