基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法研究與設計

廣東省公路建設有限公司 梁卓宇

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法研究與設計

廣東省公路建設有限公司 梁卓宇

當前ZigBee、傳感器、RFID等技術得到快速普及和發(fā)展，有效地促進了物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應用，取得了顯著的應用成果。本文詳細地描述了物聯(lián)網(wǎng)技術及其應用現(xiàn)狀，同時提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法，設計了算法的處理流程，保證車輛行駛的安全性。

物聯(lián)網(wǎng)；傳感器；智能交通；距離判斷

1.引言

智能交通是信息化技術發(fā)展的產(chǎn)物，也是未來交通發(fā)展的主要趨勢和方向，其將機器學習、數(shù)據(jù)通訊、電子芯片、傳感器等先進技術集成在一起，構建了一種立體的、多維的、全方位的交通運輸管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了車輛之間的信息傳輸和數(shù)據(jù)共享[1]。物聯(lián)網(wǎng)的誕生更加有效促進了智能交通的發(fā)展和改進，具有重要的作用和意義。本文詳細地描述了物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展及應用現(xiàn)狀，同時提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法，該算法能夠動態(tài)地、實時地判斷任意兩車之間的距離，將其發(fā)送給控制司機，司機就可以據(jù)此作出駕駛決策，確保交通安全。

2.物聯(lián)網(wǎng)技術及其應用現(xiàn)狀分析

物聯(lián)網(wǎng)可以利用傳感器、RFID、嵌入式軟件開發(fā)等多種技術，采集目標物體及周圍環(huán)境信息，并且可以將其發(fā)送給服務器，實現(xiàn)物物互聯(lián)、人物互聯(lián)等。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)在很多領域得到廣泛應用，比如物流倉儲管理、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、廠房監(jiān)控等場所，提高了人類社會的信息化水平[2]。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一種具體應用形式，其也是當前智能交通發(fā)展和應用的基礎，車聯(lián)網(wǎng)在車輛前后、四周部署傳感器，利用傳感器向四周發(fā)射輪詢信號，這樣就可以利用電磁波傳輸?shù)木嚯x，實現(xiàn)信息的服務操作支撐。

物聯(lián)網(wǎng)采集、傳輸和共享信息時采用的傳感器包括兩類，一類是終端傳感器，另一類是路由傳感器。終端傳感器可以完成數(shù)據(jù)采集、發(fā)送、接收指令等功能，路由傳感器引入了ZigBee物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，其主要功能是匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，定時采集、建立、更新和維護路由表，快速確定和計算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，保證數(shù)據(jù)的實時轉(zhuǎn)發(fā)[3]。物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)過程中，其涉及的設備很多，分別是交換機、服務器、路由器、傳感器等，構建一個層次化的物聯(lián)網(wǎng)絡，形成了數(shù)據(jù)服務器層、單元交換層和核心交換層。核心交換層僅僅作為傳輸骨干網(wǎng)存在，不需要執(zhí)行網(wǎng)絡管理內(nèi)容，這樣就可以提高數(shù)據(jù)傳輸性能，并且保證網(wǎng)絡的冗余能力，為網(wǎng)絡提供高帶寬、高安全、高可靠的數(shù)據(jù)傳輸。單元交換層可以為網(wǎng)絡提供服務器接入端口、軟件接入端口，這樣為網(wǎng)絡提供一個可擴展的軟硬件資源接入口，并且單元交換子層可以按照不同的部門劃分VLAN，這樣就可以控制同一部門的人員僅能夠訪問本部門的資源，不經(jīng)過允許就無法訪問外部資源。網(wǎng)絡最核心的部分就是服務器，服務器的類型包括Web服務器、防火墻服務器、數(shù)據(jù)庫服務器，Web服務器可以部署應用軟件資源，解析邏輯業(yè)務；數(shù)據(jù)庫服務器保存數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改和查詢；防火墻服務器可以部署訪問控制策略和軟硬件查殺規(guī)則，這樣就可以保證網(wǎng)絡訪問的安全性。物聯(lián)網(wǎng)拓撲結構圖如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結構圖

3.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法設計

智能交通主要目標是幫助駕駛員實現(xiàn)駕駛決策，提高人類社會的信息化、智能化操作水平，幫助人們實現(xiàn)智能交通管理。目前，距離判斷是車輛行駛過程中一個重要的工作，其可以幫助駕駛員確定是否加速、是否可以變道，同時也可以提醒駕駛員是否與其他車輛距離太近，注意保持行駛距離。在操作距離判斷系統(tǒng)的過程中，車頭傳感器可以監(jiān)控前端現(xiàn)場，實時地發(fā)出輪詢信號，判斷與其他車尾之間的距離；車尾傳感器可以監(jiān)控后端現(xiàn)場，實時地發(fā)出輪詢信號，與其他的車頭傳感器進行距離測量。距離測量完成之后，可以將這些信息上傳到服務器，以便能夠由網(wǎng)絡機房的終端進行分析處理，同時將分析結果發(fā)送給司機，司機從倒車影像雷達顯示屏中看到這些距離信息。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法包括四個模塊，分別是數(shù)據(jù)準備、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)查詢和距離判斷四個功能模塊。每一個功能描述如下：

（1）數(shù)據(jù)準備功能。在距離識別系統(tǒng)進行算法處理的過程中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)準備可以設置傳感器的參數(shù)，控制端口信息狀態(tài)、狀態(tài)切換等功能，數(shù)據(jù)準備可以實現(xiàn)信息采集、存儲和管理服務，具有重要的作用和意義。

（2）系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收功能。數(shù)據(jù)接收包括兩個重要模塊，分別是實時數(shù)據(jù)接收、傳感器標簽讀取等功能。實時數(shù)據(jù)接收可以顯示串口接收信息內(nèi)容，觀察數(shù)據(jù)是否符合處理需求。傳感器標簽讀取可以判斷傳感器的標識，并且對傳感器進行區(qū)分。距離判斷系統(tǒng)執(zhí)行任務時，每一輛車都存在一個智能電子車牌，其本質(zhì)是一個電子標簽，通過信息采集和監(jiān)測，采集周圍環(huán)境電子標簽數(shù)目，獲取車輛周圍的環(huán)境信息。

（3）距離判斷功能。距離判斷可以根據(jù)任意兩個車輛攜帶的傳感器發(fā)射、接收的信號時間判斷距離，這樣就要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，保證任意兩個車輛之間數(shù)據(jù)傳輸是準確的，傳輸時間和數(shù)據(jù)速度之間的乘積就是一個交通距離判斷的結果。

（4）系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢模塊可以顯示距離判斷結果查詢內(nèi)容，其可以查詢過去某一段時間內(nèi)某一個車輛與其他車輛的距離等內(nèi)容，為用戶提供強大的信息服務功能。

4.結束語

基于物聯(lián)網(wǎng)的距離判斷算法設計和實現(xiàn)中采用了超高頻芯片技術，以解決距離遠、大流量、高速移動等造成數(shù)據(jù)傳輸中斷的問題，能夠更好地實現(xiàn)對目標物體距離的識別，將這些信息發(fā)送給駕駛員，同時也可以發(fā)出報警聲音，這樣就可以實現(xiàn)強大的距離判斷與操作功能。

[1]趙靜．基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流探測技術研究[J]．科技創(chuàng)新與應用,2016,36(34):111-112．

[2]吳燕．物聯(lián)網(wǎng)技術在智能交通系統(tǒng)架構中的應用[J]．自動化與儀器儀表,2016,8(6):131-132．

[3]張海鵬．基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)中的車輛通信網(wǎng)絡[J]．電子技術與軟件工程,2016,20(19):10-10．