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无线传感器应用智能交通系统浅谈

作者: 时间:2008-06-17

    采用无线传感器网络进行交通信息采集

    在交通信息采集中,终端节点可采用非接触式地磁传感器来定时收集和感知区域内车辆的速度、车距等信息。当车辆进入传感器的监控范围后,终端节点通过磁力传感器来采集车辆的行驶速度等重要信息,并将信息传送给下一个定时醒来的节点。当下一个节点感应到该车辆时,结合车辆在两个传感器节点间的行驶时间估计,就可估算出车辆的平均速度。多个终端节点将各自采集并初步处理后的信息通过汇聚节点汇聚到网关节点,进行数据融合,获得道路车流量与车辆行使速度等信息,从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。通过给终端节点安装温湿度、光照度、气体检测等多种传感器,还可以进行路面状况、能见度、车辆尾气污染等检测。


系统图2 

    用于交通信息采集的无线传感器网络部署

 

    无线传感器网络在ITS中的应用

    实现智能公交系统中的公交优先功能需要对现有交通信号控制器进行改造。通过添加传感器等辅助设备,交通信号控制器可以估算出公交车辆到达交叉路口的时间(旅行时间),计算出公交车辆在路口是否需要给予优先(可选择乘客数量作为优先权重),然后选择合适的优先控制策略,通过调整绿信比来优先放行公交车辆。交通信号控制器的改造包括:

    ①车载无线通讯终端节点;

    ②交叉路口交通信号控制器上集成无线网关;

    ③用于公交车辆定位的终端节点;

    ④通过构建基于ZigBee的无线传感器网络可以实现上述功能。

    当要临近路口时,车载ZigBee无线终端节点进行公交车辆信息广播,路边部署的无线传感器网络获取信息后,公交车辆定位的终端节点对其跟踪获取信息并汇聚到无线传感器网络网关节点上,通过内部连接最后信息传送给交通信号控制器,进行相应的优先处理。

    网络节点和网关节点的设计

    网络节点软件功能设计

    在ITS无线传感器网络的设计中,网络节点按照功能不同,需要分别进行设计。终端节点、汇聚节点和网关节点的软件功能如图3所示。终端节点安装不同的传感器用于运动车辆信息采集和道路信息获取等。其功能实现可按照精简功能设备(RFD,ReducedFunctionDevice)标准来实现。终端节点与汇聚节点按照星型网络组网,在固定时间点由睡眠状态醒来与汇聚节点主动通讯。信息路由则交给父(汇聚)节点及网络中具有路由功能的协调器和路由器完成,降低了节点功耗和软件实现复杂度。汇聚节点是终端节点软件功能上的扩展,实现了扩展网络及路由消息的功能,允许更多重点节点接入网络。可按照全功能设备(FFD,FullFunctionDevice)标准进行设计。

系统图3 
    无线传感器网络节点软件功能


    网关节点是网络中所需要的协调器,负责启动网络、配置网络成员地址、维护网络、维护节点的绑定关系表等,还负责将所采集的数据初步处理并交付交通信号控制器传输到上一级信息中心,需要较多存储空间、计算及通讯能力。

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