
4 交通信息的采集
信息采集主要是通过传感器来在道路上实时检测交通量、车速、车流密度和车道占有率等交通参数。在无线传感器网络结构中,安装在道路两旁的汇聚节点组成一个多跳的Mesh基础网络构架,终端节点与汇聚节点组成星型网络并进行通信,将最终数据汇聚到网关节点上。网关节点可集成安装在交叉路口的交通信号控制器内,通过信号控制器的专有网络将所采集到的数据发送到交管中心进行进一步处理。道路上的车辆安装传感器节点将动态地加入传感器网络在交通信息采集中,汇聚节点可安装在路边立柱、横杠等交通设施上。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和车辆间距等信息。当车辆进入传感器的监控范围后,终端节点可通过磁力传感器来采集车辆的行驶速度等信息,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驶速度等信息,从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。此外,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。例如:在交叉路口由于视线被阻碍,容易发生车辆碰撞事故,而利用无线传感器网络采集交通信息,就可以设计车辆防碰撞机制,因而具有很大的现实意义。
5 测距与定位
在智能公交网系统中,公交车辆在无线传感器网络中的定位是一项复杂而重要的技术。公交车辆的位置是基于无线传感器网络的智能公交监控网的重要交通参数,它决定着该系统运行的好坏。采用基于测距的算法或不基于测距的算法,可对位于无线传感器网络中的公文车辆进行定位。
目前的定位技术主要有硬件技术与软件算法。硬件技术即是通过各种技术准确测出或者估算出两个节点之间的距离,这一技术是准确得到位置信息的基础。软件算法是在现有的各种测距技术的基础上,根据各种测距技术的特点,设计不同的算法来将已测出的距离信息计算成具体位置信息。其中基于测距算法的测距方式分为基于到达角度的测距方式、基于到达时间的测距方式、基于接收信号强度的测距方式、基于到达时间差的测距方式和对称双边双路测距等。不基于测距的定位方式分为质心定位算法、DV-Hop定位算法和APIT定位算法等。
目前,对于无线传感器网络本身的研究热点主要集中在3个关键技术上,即网络通信协议、网络管理技术和网络支撑技术。其中节点定位问题属于网络支撑技术层的一项关键技术。
6 结语
本文结合无线传感器网络在智能交通系统中的典型应用,阐述了无线传感器网络在智能交通中的关键技术。随着技术发展的日益成熟,无线传感器网络技术在智能交通系统中还将应用于更多的场合,例如电子收费、交通安全与自动驾驶、停车管理、交通诱导系统等,这将会更进一步推动智能交通系统的发展。