一種基于數據先進先出的智能交通通訊系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能交通系統,具體涉及一種基于數據先進先出的智能交通通訊系統。
【背景技術】
[0002]現有車載防碰撞通訊系統,通過集成大量傳感器,采集道路中車輛運行狀態,分析是否存在碰撞的可能;雖然高靈敏度傳感器可以獲得精準數據,但其采集距離卻很有限,在車速處于中、高速時,無法提前預警,或者即便是提前預警,駕駛員也沒有足夠的時間進行充分地避讓,從而造成可能的交通事故。進一步地,在高端車系中,采用云端智能交通服務提供一定的道路預警,但考慮實際使用中,鑒于道路的復雜性,網絡普及度以及連接穩定性等技術問題的存在,該技術一直未得以較好、較廣泛地應用。此外,利用無線保真的車輛通訊技術,雖然獲得一定的預警效果,但無線保真技術的頻率與交通網絡管制頻率容易發生串擾,對公共交通安全具有潛在的安全隱患。面對大數據傳輸時,由于現場可編程模塊內可設置的緩沖區是很小的。目前中控處理采取的方式是僅僅將現場可編程模塊作為布線通道,由數字信號處理單元主動訪問現場可編程模塊連接的外部存儲器。但是,如果僅僅將現場可編程模塊作為布線通道,則一些應用中的運算只能在數字信號處理單元里面進行,從而會壓縮數字信號處理單元的處理時間,增加數字信號處理單元的實時性設計難度,因而難以保證現場可編程模塊和數字信號處理單元之間的數據傳輸連續性。因此,拓展并提升行駛車輛間穩定高效的通訊技術顯得尤為重要。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術,本發明目的在于提供一種基于數據先進先出的智能交通通訊系統,其旨在解決現有防碰撞系統存在信息采集范圍較小,中控各個處理器間數據傳輸不穩定、不連續,其云端智能交通服務和無線技術分別存在實際體驗較差和安全隱患等技術問題。此外,本發明對無人汽車開發產生深遠的技術啟示。
[0004]為達到上述目的,本發明采用的技術方案如下:
一種基于數據先進先出的智能交通通訊系統,包括數字信號處理單元;與數字信號處理單元連接的現場可編程邏輯門模塊:接收狀態時鐘信號,輸出控制時鐘信號和/或通訊時鐘信號;現場可編程邏輯門模塊還包括存儲器讀寫控制單元、數據處理單元、異步FIFO單元、同步FIFO單元和數據讀寫檢測單元;與現場可編程邏輯門模塊連接的可見光短程信號收發機:光信號和電信號進行轉換,接收和/或發送光電通訊信號。
[0005]上述方案中,所述的可見光短程信號收發機,包括與現場可編程邏輯門模塊連接的光纖鏈路:其中包括信號發射通路和信號接收通路;與光纖鏈路連接的ASIC:發送和/或接收編碼電信號;光電通訊裝置:光信號和/或電信號進行轉換,接收和/或發送編碼信號。
[0006]上述方案中,所述存儲器讀寫控制單元用于從外部存儲器讀取預定單位的數據,并將每單位的數據依次送入數據處理單元;數據處理單元用于對每單位的數據進行處理后送入異步FIFO單元;異步FIFO單元用于對預定單位的數據進行時鐘域轉換后送入同步FIFO單元;同步FIFO單元用于緩存異步FIFO單元送入的數據,并在緩存的數據達到預定單位時,向數字信號處理單元發出中斷信號;數字信號處理單元用于根據中斷信號從同步FIFO單元讀取數據;數據讀寫檢測單元用于在檢測到數字信號處理單元每讀取完一個單位的數據時,向存儲器讀寫控制單元發出反饋信號,以使得存儲器讀寫控制單元根據反饋信號從外部存儲器讀取下一單位的數據。提升了大量數據傳輸時的連續性和穩定性。
[0007]上述方案中,優選地,所述的編碼信號,包括具有IEEE802.15.7協議定義物理層和媒體存取控制層的編碼光信號;還包括具有編碼時鐘的電信號。
[0008]上述方案中,優選地,所述的光纖鏈路,包括信號發射通路和信號接收通路。
[0009]上述方案中,優選地,現場可編程邏輯門模塊:至少輸出兩個電信號,每個電信號速率至少大于lGbps/s。所述的信號發射通路,包括第一均衡器:通過超高速以太網接口連接現場可編程邏輯門模塊,接收電信號;CDR&解串器:接收第一均衡器補償后的電信號,進行時鐘與數據恢復并解串;相位補償器:接收CDR&解串器的電信號,在動態與靜態電信號間進行相位擬合;串行器:接收相位補償器擬合后的電信號,輸出串行電信號;去加重驅動器:接收串行器的電信號,進行去加重和放大操作,輸出電信號;ASIC:通過物理介質關聯層接口連接去加重驅動器。均衡器可等效高通濾波器,對傳輸過程中高通信號損耗補償,增加信號保真度;解串器將高速串行信號轉換為并行信號,CDR對信號中時鐘與數據進行恢復編碼;去加重驅動器,使用去加重方式保持信號上升沿和下降沿處的幅度不變,其他地方信號減弱,調整信噪比,增加信號保真度。
[0010]上述方案中,優選地,所述的信號接收通路,包括ASIC:接收光電通訊裝置LFC上傳的電信號;第二均衡器:接收ASIC發出對應信號發射通路中第一均衡器的電信號;CDR:接收第二均衡器補償后的電信號,進行時鐘與數據恢復;多路轉換器:接收經CDR7恢復后的電信號,輸出至少兩個半速電信號;去加重驅動器:接收多路轉換器的半速電信號,進行去加重和放大操作。現場可編程邏輯門模塊:通過超高速以太網接口連接去加重驅動器,至少接收兩個半速電信號。多路轉換器充分利用通信信道的容量,大大降低系統的成本。
[0011]上述方案中,優選地,所述的光電通訊裝置,包括驅動器:通過傳輸總線連接ASIC,輸出控制信號;LED:接收LED驅動器的控制信號,發出光信號;光電二極管:接收光信號,轉換為電信號;跨阻放大器:通過傳輸總線連接ASIC,接收光電二極管的電信號,輸出至ASIC。實現高頻保真信號輸入輸出,具有更為廣闊的帶寬并且不受管制,跨阻放大器結構較簡單,成本較低廉,可批量生產安裝到道路路燈中。
[0012]本發明有益效果:實時地且不經由云端交通服務,行駛車輛獲得附近車輛行車信息;顯著提升數據傳輸連續性和穩定性;通訊頻率不會串擾公共交通無線頻率,拓展通訊帶寬,穩定性高且通訊效率顯著提升。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的模塊結構示意圖;
圖2為本發明使用FIFO通訊示意圖;
圖3為本發明的防碰撞系統模塊結構搭建實施例示意圖; 圖4為本發明的跨阻放大器實施例示意圖;
圖中:la_EQ、lb_EQ-均衡器,2_CDR&SER.-時鐘數據恢復與解串器,3_DSff-相位補償器,4_20Gbps&SER.-20Gbps 速率的串行器,5_DE.&Drive、9_DE.&Drive_ 去加重驅動器,6_ASIC-專用集成電路,7_CDR-時鐘數據恢復,8_MUX-多路轉換器,11_LED DR.-發光二極管驅動器,12_TIA-跨阻放大器,13_LED-發光二極管,14_PIN D.、Dl、D2、D3-光電二極管,17-現場可編程邏輯門模塊,Zpd-阻抗,Vpd-阻抗電壓,LFC-光電通訊裝置,⑶R-時鐘數據恢復,FIFO-先進先出通訊。
【具體實施方式】
[0014]本說明書中公開的所有特征,或公開的所有方法或過程中的步驟,除了互相排斥的特征和/或步驟以外,均可以以任何方式組合。
[0015]下面結合附圖對本發明做進一步說明:
圖1為本發明的模塊結構示意圖,一種基于數據先進先出的智能交通通訊系統,包括數字信號處理單元;與數字信號處理單元連接的現場可編程邏輯門模塊:接收狀態時鐘信號,輸出控制時鐘信號和/或通訊時鐘信號;現場可編程邏輯門模塊還包括存儲器讀寫控制單元、數據處理單元、異步FIFO單元、同步FIFO單元和數據讀寫檢測單元;與現場可編程邏輯門模塊連接的可見光短程信號收發機:光信號和電信號進行轉換,接收和/或發送光電通訊信號。使用時,將本發明通訊裝置安裝至各種車輛中。
[0016]實施例1
圖3為本發明的防碰撞系統模塊結構實施例示意圖,傳感器:探測汽車狀態信號并輸出反饋信號;汽車數據總線:接收傳感器的反饋信號并輸出汽車狀態時鐘信號;遠程信息通訊