[发明专利]一种基于NB-IOT的智慧交通系统

说明书

本发明提供了一种本发明涉及NB‑IOT应用领域，具体涉及一种基于NB‑IOT的智慧交通系统。该智慧交通系统包括硬件板卡设计和FPGA逻辑模块设计两部分。其中硬件板卡设计包括FPGA以及外围电路部分、语音解析模块和NB‑IOT模块，FPGA逻辑处理模块设计包含数据处理的方式、信号灯控制、语音解析模块控制、以及和NB‑IOT模块信息交互。本智慧交通系统提高了实时性，更好的减小传输延时。

技术领域

本发明涉及一种基于NB-IOT的智慧交通系统，属于NB-IOT和FPGA应用技术领域。

背景技术

当前四通八达的公路促进了国家经济的迅猛发展，也给人们出行带来了极大的便利，而同时也带来交通拥堵、盲人过马路不安全等问题。目前的交通系统模式比较固定，大部分路口信号灯定时的亮灭，不能进行科学的调节，人们也不能实时捕获到路口信号灯的情况。另外针对盲人过马路、色盲人群开车等问题，一直没有得到根本解决。这些弱势人群他们不能判断信号灯的状态，尽管有一些借助摄像头的捕获信号灯状态的发明，但是实际应用效果有限。所以对于交通拥堵问题和弱势群体安全出行问题，亟待研究者解决。

发明内容

本发明目的是提供了一种基于NB-IOT的智慧交通系统，实时性好，更好的减小传输延时。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于NB-IOT的智慧交通系统，其特征在于，包括硬件板卡和FPGA逻辑模块两部分，所述硬件板卡设计包括FPGA以及外围电子器件、语音解析模块和NB-IOT模块，所述FPGA逻辑处理模块设计包含数据处理的方式、信号灯控制、语音解析模块控制、以及和NB-IOT模块信息交互；

所述NB-IOT模块采用低功耗的Quectel BC95无线模块，该模块采用LCC封装，3GPPrel13以及增强AT指令，所述Quectel BC95无线模块通过UART和主处理器FPGA进行信息交互，通过NB-IOT网络和NB-IOT基站进行通信；

所述语音解析模块采用JQ8900-24P无线模块，该模块支持MP3和WAV硬件解码，24位DAC输出，支持U盘和SPI FLASH；

所述外围电子器件包括电源接口，电源芯片、时钟芯片，UART外设接口和必要的电阻电容；

所述FPGA和NB-IOT 模块BC95之间的信息交互通过UART1接口完成；

所述FPGA和语音解析模块JQ8900之间的信息交互通过UART2接口完成；

所述的智慧交通系统板卡使用的FPGA芯片，采用Xilinx的spartan6系列的XC6SLX4，封装TQG144，可使用的IO资源有102个，3840个逻辑单元，资源较为丰富。并且FPGA可并行处理，减小数据处理过程中的延时。

优选的，所述板卡时钟芯片采用精度较高的OCXO。

一种基于NB-IOT的智慧交通方法，

1）系统中主芯片FPGA控制路口红绿黄灯的亮灭时间，同时将当前路口信号灯的状态和倒计时时间通过UART传输给NB-IOT无线模块；NB-IOT模块接收到信息后，进行编码，通过无线电通信协议，与运营商的支持NB-IOT的基站建立通信，通过NB-IOT核心网和IOT管理平台，再到应用服务器；已安装APP的手机终端获取到就近路口的信号灯状态；

2）当行人靠近路口，发生信号灯状态时，FPGA控制器通过UART和语音解析模块进行通信，语音解析模块根据指令，通过SPI接口从FLASH中提取不同的播报信息；播报信息在解析模块中处理后，经过DAC输出经过功放单元，进行语音播报；