無線傳感器在交通領域的應用

【摘要】無線傳感器的組成模塊非常簡單，主要是被封裝在一個外殼當中，工作的時候主要以蓄電池或振動發(fā)電機來提供電源，從而構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，再通過隨機分布的集成有數(shù)據(jù)處理單元、傳感器和通信模塊等微型節(jié)點以自組織的方式來構(gòu)成網(wǎng)絡。隨著設計科技的不斷發(fā)展，無線傳感器已經(jīng)被應用到了各個領域，而其在交通領域的應用也為人們的生活提供了不少的便捷，所以在本研究當中，筆者將主要針對無線傳感器在交通領域應用等方面的問題做出簡要的分析和探討，希望所得結(jié)果能夠引起大家的關注和重視，也希望本研究能夠為相關領域提供可行的參考。

【關鍵詞】無線傳感器；交通領域；應用

0.引言

將智能交通系統(tǒng)應用到城市的交通當中主要可以從微觀的交通信息采集、誘導方面和交通控制方面得以體現(xiàn)，它可以將對交通信息的有效使用和管理加以強化，以此來提高交通系統(tǒng)的效率。這個系統(tǒng)主要是通過信息的采集于輸入、組策略控制、輸出和執(zhí)行、子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享以及通信等子系統(tǒng)構(gòu)成。信息采集利用傳感器將車輛和路面的信息收集出來，組策略控制系統(tǒng)再根據(jù)設定的目標采取合適的方法計算最佳方案，最后將信號輸出給直性子系統(tǒng)，最終達到引導和控制車輛通信的目的，這是無線傳感器在交通領域所發(fā)揮的不可替代的作用。

1.無線傳感器和智能交通的關系

將無線傳感器投入到交通領域，可以形成無線傳感器網(wǎng)絡，這是一種將短程通訊融合進來的無線通訊技術。無線傳感器投入到交通領域便可能夠快速形成智能交通，這也是因為其具備有良好的特點和特性。

①無線傳感器的功耗相當?shù)?，僅憑兩節(jié)普通的五號電池就能夠支撐一個節(jié)點持續(xù)工作半年到兩年之久[1]；

②無線傳感器的組網(wǎng)能力很強大，網(wǎng)絡可以達到多個節(jié)點，而且還支持多種形狀的網(wǎng)絡組合方式；

③無線傳感器的傳輸距離很遠，兩節(jié)點的室外傳輸距離能夠達到幾百米，如果增加發(fā)射功率，就能夠達到幾千米；

④無線傳感器具有很高的可靠性，有多級安全模式；

⑤無線傳感器的成本較低，以開放的簡化ZigBee協(xié)議棧為主，其工作在2.4Hz的面執(zhí)照ISM頻段。

因為無線傳感器具有如此優(yōu)良的特性，才使得無線傳感器在智能交通系統(tǒng)的信號采集方面成為一種十分有效的手段，對于各個方向和各個路口的車輛都能夠進行嚴密的監(jiān)測，還能夠依據(jù)監(jiān)視所得到的結(jié)果改進簡化、和信號控制算法，以此來提高交通的效率。

2.無線傳感器在交通領域的應用

2.1 利用無線傳感器進行交通信息的采集

在對交通信息進行采集的時候，終端節(jié)點可以采用非接觸式的磁傳感器來對感知區(qū)域的車輛信息進行定時收集。一旦車輛進入了傳感器的監(jiān)控范圍，那么終端節(jié)點將會通過磁力傳感器對車輛的行駛速度和其它的重要信息進行采集，并及時將該信息傳達給下一個定時醒來的節(jié)點。等到下一個節(jié)點感應到該車輛的時候，就會結(jié)合車輛在兩個傳感器節(jié)點的距離對行駛時間做出估計，以此計算出車輛的平均行駛時速。最后，多個終端節(jié)點將其各自采集并初步處理后所得到的信息經(jīng)匯聚節(jié)點匯聚到網(wǎng)關節(jié)點，再進行下一步的數(shù)據(jù)融合，從而獲得道路車流量和車輛的行駛速度等信息，這樣就能夠為路口的交通信號控制提供最為精準的輸入信息[2]。而且通過終端節(jié)點來安裝光照度、溫濕度、氣體檢測等多種傳感器，還能夠最路面的狀況、能見度以及車輛尾氣污染的指標等進行監(jiān)測。

2.2 無線傳感器在智能交通系統(tǒng)中的應用

結(jié)合無線傳感器的自身特點，在其網(wǎng)絡的構(gòu)造當中，安裝在道路兩旁的匯聚節(jié)點能夠組成一個自組織的多跳網(wǎng)狀Mesh的基礎網(wǎng)絡構(gòu)架，用于交通信息采集的專用傳感器的終端節(jié)點和每一個臨近的匯聚點構(gòu)成了星型網(wǎng)絡以便于進行通訊，而其最終數(shù)據(jù)將會被匯聚到網(wǎng)關節(jié)點上。網(wǎng)關節(jié)點主要能夠以一個模塊的形式安裝在交叉路口的信號控制器當中，然后再通過信號控制的專有網(wǎng)絡，將其所收集到的數(shù)據(jù)一并發(fā)送到交管中心進行進一步的處理。在對無線傳感器進行網(wǎng)絡部署的時候，匯聚節(jié)點可以安裝在道路兩邊的各種交通設施上面，而網(wǎng)關節(jié)點則可以集成在交叉路口的交通信號控制器當中，專用的傳感器，其終端節(jié)點最好埋在路面下，也可以安裝在路邊，也可以對車輛本身加入傳感器，以動態(tài)形式進入傳感器網(wǎng)絡。

要想將智能公交系統(tǒng)當中的公交優(yōu)先功能加以實現(xiàn)，就需要對現(xiàn)有的交通信號控制器做出改善。最好的方式還是添加傳感器等復制設備，交通信號控制器能夠?qū)卉囕v到達交叉路口的時間做出估算，以此計算出公交車輛是否在路口當中具有優(yōu)先權(quán)，然后再選擇出適合的控制策略，通過對綠信比的調(diào)整做出對公交車輛的優(yōu)先放行。而對交通信號控制器進行改造則主要包括四個方面的內(nèi)容：

①對車載無線通訊終端節(jié)點進行改造；

②改造交叉路口的交通信號控制器上集成的無線網(wǎng)關；

③對公交車輛進行定位的終端節(jié)點進行改造；

④構(gòu)建基于ZigBee無線終端傳感器實現(xiàn)上述功能的改造。

當車輛臨近路口的時候，車載ZigBee無線終端節(jié)點會對公交車輛的信息做出廣播，而路邊部署的無線傳感器收到信息以后，就會對公交車輛做出定位，然后跟蹤獲取的信息并將其匯聚到無線傳感器的網(wǎng)關節(jié)點上，再通過內(nèi)部連接，將最終的信息傳達給交通信號控制器，對其進行相應的處理。

3.結(jié)語

本研究主要針對無線傳感器在交通領域應用方面的相關內(nèi)容做出了簡要的分析和探討，文中筆者也提及了自己一些主觀的看法。最后，希望相關的科研人員能夠?qū)o線傳感器的性能提的更高，在為交通領域做出貢獻的時候，也能夠惠及其他行業(yè)。

參考文獻

[1]張雄希.無線傳感器網(wǎng)絡在城市智能公交系統(tǒng)中的應用[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2011，06（11）：45-46.

[2]袁良，趙珊，李曉鋒，等.智能解說器及GPS智能游方案[J].電子產(chǎn)品世界，2011，14（07）：28.