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電機來提供電源，從而構成無線傳感器網絡節點，再通過隨機分布的集成有數據處理單元、傳感器和通信模塊等微型節點以自組織的方式來構成網絡。隨著設計科技的不斷發展，無線傳感器已經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，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的效率。這個系統主要是通過信息的采集于輸入、組策略控制、輸出和執行、子系統之間的數據共享以及通信等子系統構成。信息采集利用傳感器將車輛和路面的信息收集出來，組策略控制系統再根據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，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低，僅憑兩節普通的五號電池就能夠支撐一個節點持續工作半年到兩年之久[1]；

②無線傳感器的組網能力很強大，網絡可以達到多個節點，而且還支持多種形狀的網絡組合方式；

③無線傳感器的傳輸距離很遠，兩節點的室外傳輸距離能夠達到幾百米，如果增加發射功率，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協議棧為主，其工作在2.4Hz的面執照ISM頻段。

因為無線傳感器具有如此優良的特性，才使得無線傳感器在智能交通系統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測，還能夠依據監視所得到的結果改進簡化、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，終端節點可以采用非接觸式的磁傳感器來對感知區域的車輛信息進行定時收集。一旦車輛進入了傳感器的監控范圍，那么終端節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點。等到下一個節點感應到該車輛的時候，就會結合車輛在兩個傳感器節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，多個終端節點將其各自采集并初步處理后所得到的信息經匯聚節點匯聚到網關節點，再進行下一步的數據融合，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測。

2.2 無線傳感器在智能交通系統中的應用

結合無線傳感器的自身特點，在其網絡的構造當中，安裝在道路兩旁的匯聚節點能夠組成一個自組織的多跳網狀Mesh的基礎網絡構架，用于交通信息采集的專用傳感器的終端節點和每一個臨近的匯聚點構成了星型網絡以便于進行通訊，而其最終數據將會被匯聚到網關節點上。網關節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絡，將其所收集到的數據一并發送到交管中心進行進一步的處理。在對無線傳感器進行網絡部署的時候，匯聚節點可以安裝在道路兩邊的各種交通設施上面，而網關節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，以動態形式進入傳感器網絡。

要想將智能公交系統當中的公交優先功能加以實現，就需要對現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對公交車輛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先權，然后再選擇出適合的控制策略，通過對綠信比的調整做出對公交車輛的優先放行。而對交通信號控制器進行改造則主要包括四個方面的內容：

①對車載無線通訊終端節點進行改造；

②改造交叉路口的交通信號控制器上集成的無線網關；

③對公交車輛進行定位的終端節點進行改造；

④構建基于ZigBee無線終端傳感器實現上述功能的改造。

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關節點上，再通過內部連接，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將無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。

參考文獻

[1]張雄希.無線傳感器網絡在城市智能公交系統中的應用[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].電子產品世界，2011，14（07）：28.