專利名稱：基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法、裝置以及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通領(lǐng)域，特別是指一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法、 裝置以及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能交通是目前世界交通運(yùn)輸領(lǐng)域研究的前沿課題，也是目前公認(rèn)的解決城市交通擁擠、改善行車安全、提高運(yùn)行效率、減少空氣污染等的重要途徑。智能交通以信息的采集、處理和綜合應(yīng)用為基礎(chǔ)，信息是智能交通技術(shù)的核心。交通狀態(tài)信息作為交通信息的重要組成部分，能夠?qū)χ悄芙煌ǖ能囕v運(yùn)行管理、動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)、緊急狀態(tài)通報(bào)等子系統(tǒng)提供支持。交通狀態(tài)獲取的物理基礎(chǔ)是物理傳感器，道路交通系統(tǒng)中所用傳感器類型多、差異大。如用于道路交通管理的環(huán)形線圈、視頻圖像、雷達(dá)、紅外、超聲等傳感器；用于道路交通安全保障的紅外、雷達(dá)、應(yīng)力應(yīng)變、超聲、氣體等傳感器；用于道路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控的溫度、 壓力、應(yīng)力應(yīng)變、氣體、圖像等傳感器等。目前交通信息采集的現(xiàn)狀是多種類型和不同接口的傳感器處于相互獨(dú)立的系統(tǒng)中。傳感器通常僅面向一兩種固定應(yīng)用；各傳感系統(tǒng)之間缺乏信息交互與融合，從而造成了有價(jià)值信息的浪費(fèi)和檢測系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)。此外，大量傳感器產(chǎn)生的異構(gòu)數(shù)據(jù)造成了網(wǎng)絡(luò)傳輸和交通管理中央計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的巨大壓力。因此，智能交通系統(tǒng)發(fā)展，要求信息采集采用分布式、適應(yīng)多種應(yīng)用服務(wù)需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)。目前道路交通系統(tǒng)中傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建處于起步階段，僅有部分實(shí)驗(yàn)路段采用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交通狀態(tài)信息采集。在傳輸方式上，以有線傳輸為主。特別是在城市主干道、 環(huán)路和主要支路上部署的傳感器都采用有線通信方式?，F(xiàn)有技術(shù)中，基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置采用了傳感器接入結(jié)點(diǎn)、復(fù)合結(jié)點(diǎn)和中央處理機(jī)三類裝置。復(fù)合節(jié)點(diǎn)僅采用有線通信方式采集傳感器數(shù)據(jù)，無法接入新型的無線交通檢測傳感器，因此其應(yīng)用場合受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法、裝置以及系統(tǒng)，能夠接收無線傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息，組網(wǎng)方式靈活。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案如下一方面，提供一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法，包括步驟1，通過無線方式接收無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；步驟2，將所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。所述步驟1之后，所述步驟2之前，所述方法還包括對所述交通狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)格式整合、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別、 數(shù)據(jù)修復(fù)或數(shù)據(jù)平滑；所述步驟2具體為將預(yù)處理后的所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。
所述方法還包括根據(jù)接收的所述交通狀態(tài)信息判斷是否發(fā)生交通事件，生成判斷結(jié)果；如果所述判斷結(jié)果為是，則將此所述通事件的信息發(fā)送給交通管理終端。另一方面，提供一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，包括無線數(shù)據(jù)采集單元，通過無線方式接收無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；傳輸單元，將所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，還包括處理單元，對所述交通狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)格式整合、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別、數(shù)據(jù)修復(fù)或數(shù)據(jù)平滑；所述傳輸單元具體為將預(yù)處理后的所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。所述處理單元還用于，根據(jù)接收的所述交通狀態(tài)信息判斷是否發(fā)生交通事件，生成判斷結(jié)果；所述傳輸單元具體為如果所述判斷結(jié)果為是，則將將此所述通事件的信息發(fā)送給交通管理終端。所述傳輸單元包括依次連接的以太網(wǎng)接口、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元以及以太網(wǎng)控制器；所述信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元用于，轉(zhuǎn)換所述傳輸單元的內(nèi)部電路和通信線路之間的電平，并隔離所述傳輸單元的內(nèi)部電路與通信線路之間的信號。所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，還包括有線數(shù)據(jù)采集單元，用于接收現(xiàn)場總線接口的傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；所述有線數(shù)據(jù)采集單元包括依次連接的總線控制器、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元以及現(xiàn)場總線接口；所述信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元用于，轉(zhuǎn)換所述有線數(shù)據(jù)采集單元的內(nèi)部電路和通信線路之間的電平，并隔離所述有線數(shù)據(jù)采集單元的內(nèi)部電路與通信線路之間的信號。另一方面，提供一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)，包括無線通信接口傳感器，通過無線方式發(fā)送檢測的交通狀態(tài)信息；交通狀態(tài)獲取裝置，通過無線方式接收所述無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息并向交通管理終端發(fā)送；交通管理終端，從所述交通狀態(tài)獲取裝置接收所述交通狀態(tài)信息。本發(fā)明的實(shí)施例具有以下有益效果上述方案中，交通狀態(tài)獲取裝置設(shè)置有無線通訊接口，因此，能夠接收無線傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息，組網(wǎng)方式靈活。


圖1為本發(fā)明所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法的一實(shí)施例的流程示意圖；圖2為本發(fā)明所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法的另一實(shí)施例的流程示意圖3為本發(fā)明所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明所述的交通狀態(tài)獲取裝置的一實(shí)施例的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明所述的交通狀態(tài)獲取裝置的一實(shí)施例的具體硬件結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式；圖8為本發(fā)明所述的交通狀態(tài)獲取裝置的實(shí)施例的工作流程圖；圖9為傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的典型架構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明所述交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)的一實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，為本發(fā)明所述的一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法的一實(shí)施例，包括步驟11，通過無線方式接收無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；步驟12，將所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。如圖2所示，為本發(fā)明所述的一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法的另一實(shí)施例，包括步驟21，通過無線方式接收無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；步驟22，對所述交通狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)格式整合、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別、數(shù)據(jù)修復(fù)或數(shù)據(jù)平滑；步驟23，將預(yù)處理后的所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。所述方法還包括步驟對，根據(jù)接收的所述交通狀態(tài)信息判斷是否發(fā)生交通事件，生成判斷結(jié)果；步驟25，如果所述判斷結(jié)果為是，則將此所述通事件的信息發(fā)送給交通管理終端。如圖3所示，為本發(fā)明所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，包括無線數(shù)據(jù)采集單元31，通過無線方式接收無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；傳輸單元32，將所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，還包括處理單元33，對所述交通狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)格式整合、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別、數(shù)據(jù)修復(fù)或數(shù)據(jù)平滑；所述傳輸單元32具體為將預(yù)處理后的所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。所述處理單元33還用于，根據(jù)接收的所述交通狀態(tài)信息判斷是否發(fā)生交通事件， 生成判斷結(jié)果；所述傳輸單元32具體為如果所述判斷結(jié)果為是，則將將此所述通事件的信息發(fā)
送給交通管理終端。所述傳輸單元32包括依次連接的以太網(wǎng)接口、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元以及以太網(wǎng)控制器；
所述信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元用于，轉(zhuǎn)換所述傳輸單元的內(nèi)部電路和通信線路之間的電平，并隔離所述傳輸單元的內(nèi)部電路與通信線路之間的信號。所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，還包括有線數(shù)據(jù)采集單元34，用于接收現(xiàn)場總線接口的傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；所述有線數(shù)據(jù)采集單元34包括依次連接的總線控制器、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元以及現(xiàn)場總線接口；所述信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元用于，轉(zhuǎn)換所述有線數(shù)據(jù)采集單元的內(nèi)部電路和通信線路之間的電平，并隔離所述有線數(shù)據(jù)采集單元的內(nèi)部電路與通信線路之間的信號。如圖4所示，為本發(fā)明所述的一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)，包括無線通信接口傳感器41，通過無線方式發(fā)送檢測的交通狀態(tài)信息；交通狀態(tài)獲取裝置42，通過無線方式接收無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息，并向交通管理終端發(fā)送；交通管理終端43，從交通狀態(tài)獲取裝置接收所述交通狀態(tài)信息。以下描述本發(fā)明所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置的應(yīng)用場景。本發(fā)明所述的一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的城市道路交通狀態(tài)獲取裝置，具有現(xiàn)場總線通信、以太網(wǎng)通信和無線通信接口，并具有數(shù)據(jù)預(yù)處理功能。圖5示出了交通狀態(tài)獲取裝置的具體結(jié)構(gòu)。所述的處理單元由中央處理器和存儲器構(gòu)成。中央處理器采用具有較強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力的數(shù)字信號處理器(DSP)芯片，以便對交通數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。所述的DSP采用具有片內(nèi)總線控制器的芯片，省去DSP與片外總線控制器的硬件連接和軟件操作。存儲器可以是隨機(jī)存取存儲器(RAM)芯片。存儲器用于擴(kuò)展中央處理器的存儲空間，該存儲空間用于數(shù)據(jù)預(yù)處理的運(yùn)算過程。所述有線數(shù)據(jù)采集單元由總線控制器、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換電路和總線接口組成。所述的有線數(shù)據(jù)采集單元可以是控制器局域網(wǎng)(CAN)通信模塊。上述的傳輸單元可以為以太網(wǎng)通信模塊。所述的以太網(wǎng)通信模塊包括以太網(wǎng)控制器、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換電路和以太網(wǎng)接口。所述的有線數(shù)據(jù)采集單元和傳輸單元中的信號隔離與電平轉(zhuǎn)換電路用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電路電平和通信線路電平的轉(zhuǎn)換，并隔離內(nèi)部電路信號與通信線路的信號，以減少它們之間的相互干擾。所述的無線數(shù)據(jù)采集單元可以采用協(xié)議控制器芯片加射頻收發(fā)器芯片的結(jié)構(gòu)，也可以采用單片集成協(xié)議控制器與射頻收發(fā)器的芯片。本發(fā)明所述的交通狀態(tài)獲取裝置的具體工作方式為有線數(shù)據(jù)采集單元和無線數(shù)據(jù)采集單元分別以有線和無線的方式采集有線和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所測得的數(shù)據(jù)。中央處理器模塊對檢測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。然后將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)向交通管理終端傳輸。此外，本發(fā)明通過預(yù)設(shè)的交通事件判別條件和檢測得到的數(shù)據(jù)識別交通事件的發(fā)生，當(dāng)有交通事件發(fā)生時(shí)，及時(shí)向交通管理終端發(fā)出事件報(bào)告信息。圖6示出了基于以上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明實(shí)施例的具體硬件實(shí)現(xiàn)方式。所述的央處理器可以采用DSP芯片TMS320F2812，該芯片是面向測控應(yīng)用的數(shù)字信號處理器，指令執(zhí)行速度最高可達(dá)150MIPS，并且具有豐富的串行通信接口外設(shè)。所述的存儲器可以采用ISSI公司生產(chǎn)的高速靜態(tài)RAM芯片IS61LV25616該芯片與DSP之間通過并行數(shù)據(jù)總線連接，DSP通過預(yù)留的外擴(kuò)存儲空間尋址以并行方式從該芯片讀、寫數(shù)據(jù)。所述的有線數(shù)據(jù)采集單元采用CAN總線通信方式，總線控制器使用DSP芯片 TMS320F2812內(nèi)部所集成的CAN控制器，即eCAN模塊。該總線控制器經(jīng)過光耦隔離后連接到總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250，PCA82C250的CANH與CANL (CAN高電平與CAN低電平)管腳與 CAN接口相連。CAN總線控制器eCAN模塊的作用是實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，DSP通過對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲脕砜刂艭AN總線的工作狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。光耦電路用于將DSP輸出信號的電平由3. 3V轉(zhuǎn)換為5V，同時(shí)實(shí)現(xiàn)DSP與總線驅(qū)動(dòng)器的隔離以避免相互干擾。CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250是CAN控制器和物理總線之間的接口，用于實(shí)現(xiàn)邏輯電平與總線差分電壓的轉(zhuǎn)換。CAN接口是用于連接CAN總線雙絞線的接線口。所述的傳輸單元包括以太網(wǎng)控制器CS8900A、1OBASE-T以太網(wǎng)隔離傳輸模塊 HR60127和RJ45接頭。CS8900A為一種IOM以太網(wǎng)控制器，其內(nèi)部集成了用于實(shí)現(xiàn)完整以太網(wǎng)收發(fā)功能的模擬和數(shù)字電路，支持全雙工操作，完全符合IEEE802. 3(IS0/IEC8802-3， 1993)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。DSP通過并行數(shù)據(jù)總線對該芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，并由該芯片負(fù)責(zé)處理以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。HR60127是一種網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，它與CS8900相連，將以太網(wǎng)控制器的的邏輯電平變換成以太網(wǎng)通信信號，它與RJ45—同構(gòu)成了以太網(wǎng)的物理接口。所述的無線數(shù)據(jù)采集單元由CCM30芯片和天線構(gòu)成。CC2430內(nèi)置8051微處理器內(nèi)核以及2. 4GHz的無線射頻模塊，在硬件上支持IEEE802. 15. 4無線通信標(biāo)準(zhǔn)在此基礎(chǔ)上可通過向CCM30內(nèi)載入不同的上層軟件協(xié)議?？梢詫?shí)現(xiàn)多種不同的無線通信協(xié)議，比如低成本、低功耗的ZigBee協(xié)議。CCM30芯片與DSP之間通過串口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。其中，數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法具體如下(1)數(shù)據(jù)格式整合 由于傳感器種類很多，通信方式不一，所測的交通參數(shù)也不同。通過傳感器網(wǎng)絡(luò)從不同傳感器所采集的交通狀態(tài)數(shù)據(jù)格式也因而會(huì)有所不同。統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式便于后的處理和上傳。將從有線和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收到的協(xié)議數(shù)據(jù)去掉頭尾的協(xié)議控制內(nèi)容，得到原始數(shù)據(jù)，然后將所采集的數(shù)據(jù)整合成統(tǒng)一格式，如圖7所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，整合后的數(shù)據(jù)從高字節(jié)到低字節(jié)分別放置車流量、占有率、車速和采集時(shí)間。(2)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別傳感器的故障、通信故障和環(huán)境干擾會(huì)造成所采集的交通數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。 錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別采取的方法是設(shè)定各檢測參數(shù)的合理閾值，當(dāng)檢測值超出合理閾值的范圍時(shí)，判別為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。所述的合理閾值可通過歷史數(shù)據(jù)和/或道路的情況(如限速)來設(shè)定。(3)數(shù)據(jù)修復(fù)對于缺失和錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行修補(bǔ)和修復(fù)?？刹捎孟噜彟莻€(gè)時(shí)段數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行修復(fù)，計(jì)算式如下x*(t) = [x(t-n)+x(t-n_l)+. . .+x(t-l)]其中X*(t)為t時(shí)段數(shù)據(jù)的修復(fù)值；x(t)為t時(shí)段實(shí)際檢測值。
(4)數(shù)據(jù)平滑數(shù)據(jù)平滑的目的去掉交通數(shù)據(jù)中的噪聲，從而有利于提高后續(xù)的交通數(shù)據(jù)分析建模的質(zhì)量?？刹捎弥笖?shù)平滑法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平滑y(t) = α x(t) + (l-a )y(t-l)其中y(t)為t時(shí)段平滑值；x(t)為t時(shí)段檢測值；α為平滑系數(shù)。事件響應(yīng)功能具體通過以下方式實(shí)現(xiàn)。預(yù)設(shè)事件觸發(fā)條件，如速度超過閾值、占有率超過閾值、流量達(dá)到閾值等，當(dāng)這些條件滿足時(shí)分別對應(yīng)車輛超速、車輛滯留、流量飽和等交通事件的發(fā)生。本實(shí)施例的裝置在每個(gè)程序循環(huán)中對比檢測數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)條件對事件進(jìn)行判別，并在事件發(fā)生時(shí)通過以太網(wǎng)向交通管理終端發(fā)送事件報(bào)告，事件報(bào)告中包含事件的發(fā)生時(shí)間、事件類型以及傳感器檢測值等。由于在每次程序循環(huán)中都會(huì)進(jìn)行事件識別和上報(bào)，保證了對交通事件的及時(shí)上報(bào)。圖8示出了本發(fā)明所提供的交通狀態(tài)獲取裝置的實(shí)施例的具體工作流程圖。首先，上電后，裝置進(jìn)行初始化，包括DSP芯片初始化、通信接口初始化和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置等。然后，通過有線數(shù)據(jù)采集單元和無線數(shù)據(jù)采集單元向傳感器網(wǎng)絡(luò)中的有線傳感器和無線傳感器輪詢檢測數(shù)據(jù)。接下來，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)格式整合、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別、 數(shù)據(jù)修復(fù)和數(shù)據(jù)平滑。此后，通過對比預(yù)設(shè)的交通事件判別條件和檢測數(shù)據(jù)識別交通事件的發(fā)生，如果有交通事件發(fā)生，則立即向交通管理終端發(fā)送事件報(bào)告。向有線和無線傳感器采集完一輪數(shù)據(jù)之后，判斷是否采集了預(yù)定量的數(shù)據(jù)。如果沒有采集足夠的數(shù)據(jù)，則繼續(xù)輪詢檢測數(shù)據(jù)。如果已經(jīng)采集了預(yù)定量的數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)上傳至交通管理終端。此后回到數(shù)據(jù)輪詢階段循環(huán)進(jìn)行該過程。所述的檢測數(shù)據(jù)輪詢是指交通狀態(tài)獲取裝置按節(jié)點(diǎn)編號依次向連接在CAN總線和ZigBee無線信道上的傳感器節(jié)點(diǎn)以及接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)請求，并接收各節(jié)點(diǎn)回復(fù)的檢測數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，借助DSP的定時(shí)器定時(shí)，按一定周期向管理終端發(fā)送數(shù)據(jù)。在向有線和無線傳感器采集完一輪數(shù)據(jù)之后，查看定時(shí)器，判斷是否達(dá)到了預(yù)定的發(fā)送周期。如果沒有達(dá)到預(yù)定周期，則繼續(xù)輪詢檢測數(shù)據(jù)。如果已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的發(fā)送周期， 則將數(shù)據(jù)上傳至交通管理終端。此后回到數(shù)據(jù)輪詢階段循環(huán)進(jìn)行。如圖9所示，為傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的典型架構(gòu)，由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理終端組成。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部署若干傳感器節(jié)點(diǎn)，它們通過一定的方式組建網(wǎng)絡(luò)，并通過敏感元件對被測量進(jìn)行檢測，然后將檢測數(shù)據(jù)傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，通過廣域網(wǎng)絡(luò)送達(dá)交通管理終端。本發(fā)明中，將部署在道路上的傳感器節(jié)點(diǎn)通過有線和無線通信的方式構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)，并在網(wǎng)絡(luò)中對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸?shù)墓δ埽煌ㄟ^融合多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，完成單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)無法完成的任務(wù)。將傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)應(yīng)用于交通狀態(tài)獲取領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)各種交通檢測裝置的互聯(lián)，能夠更有效地利用交通檢測信息，減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力和交通管理終端的數(shù)據(jù)處理壓力。本發(fā)明所提供的一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的城市道路交通狀態(tài)獲取裝置可以為傳感器網(wǎng)絡(luò)中的匯聚節(jié)點(diǎn)。如圖10所示，為本發(fā)明實(shí)施例的交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)的使用狀態(tài)示意圖。在道路上部署各種類型的交通檢測傳感器，包括不具有通信能力的傳感器、具有CAN總線接口的傳感器和具有無線接口的傳感器。具有總線接口的傳感器和具有無線接口的傳感器分別通過CAN總線和無線射頻將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖緦?shí)施例的匯聚節(jié)點(diǎn)。不具通信能力的傳感器將檢測信號接入傳感器接入節(jié)點(diǎn)，再由接入節(jié)點(diǎn)連接到CAN總線向匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。 (所述接入節(jié)點(diǎn)的作用在于接入不具有通信能力的交通檢測傳感器并通過其CAN總線接口傳輸所接入傳感器的檢測數(shù)據(jù)。)一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)可以接入一個(gè)路段或一個(gè)區(qū)域內(nèi)的交通檢測傳感器，構(gòu)成一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)。匯聚節(jié)點(diǎn)收集該傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并定期或定量將數(shù)據(jù)上傳至交通管理終端。多個(gè)路段或區(qū)域的匯聚節(jié)點(diǎn)均通過以太網(wǎng)與交通管理終端相連。此外，匯聚節(jié)點(diǎn)識別交通事件的發(fā)生并及時(shí)向交通管理終端發(fā)送事件報(bào)告。本發(fā)明所取得的有益效果如下(一)通信接口豐富，具有較好的兼容性。采用有線與無線相結(jié)合的通信方式，既可以通過有線方式接入傳統(tǒng)的有線交通檢測設(shè)備，又可以通過無線方式接入新型無線傳感
ο(二)采用具有較好實(shí)時(shí)性的有線和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)相結(jié)合的通信方式，既能滿足對底層突發(fā)事件實(shí)時(shí)處理的需求，又能滿足向上層傳輸多傳感器數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)量通信需求。(三)能夠?qū)λ杉牡讓觽鞲衅鲾?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，從而能減輕交通管理終端的處理數(shù)據(jù)的壓力。(四)適用于以有線、無線及混合方式通信的交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)，并且便于在保留傳統(tǒng)的有線交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入無線傳感器。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲于存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括如上述方法實(shí)施例的步驟，所述的存儲介質(zhì)，如磁碟、光盤、只讀存儲記憶體 (Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。在本發(fā)明各方法實(shí)施例中，所述各步驟的序號并不能用于限定各步驟的先后順序，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，對各步驟的先后變化也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法，其特征在于，包括 步驟1，通過無線方式接收無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息； 步驟2，將所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法，其特征在于，所述步驟1之后，所述步驟2之前，所述方法還包括對所述交通狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)格式整合、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別、數(shù)據(jù)修復(fù)或數(shù)據(jù)平滑；所述步驟2具體為將預(yù)處理后的所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法，其特征在于，所述方法還包括根據(jù)接收的所述交通狀態(tài)信息判斷是否發(fā)生交通事件，生成判斷結(jié)果； 如果所述判斷結(jié)果為是，則將所述交通事件的信息發(fā)送給交通管理終端。
4.一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，其特征在于，包括 無線數(shù)據(jù)采集單元，通過無線方式接收無線傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息； 傳輸單元，將所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，其特征在于，還包括 處理單元，對所述交通狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)格式整合、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)識別、數(shù)據(jù)修復(fù)或數(shù)據(jù)平滑；所述傳輸單元具體為將預(yù)處理后的所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，其特征在于，所述處理單元還用于，根據(jù)接收的所述交通狀態(tài)信息判斷是否發(fā)生交通事件，生成判斷結(jié)果；所述傳輸單元具體為如果所述判斷結(jié)果為是，則將所述交通事件的信息發(fā)送給交通管理終端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，其特征在于，所述傳輸單元包括依次連接的以太網(wǎng)接口、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元以及以太網(wǎng)控制器；所述信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元用于，轉(zhuǎn)換所述傳輸單元的內(nèi)部電路和通信線路之間的電平，并隔離所述傳輸單元的內(nèi)部電路與通信線路之間的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取裝置，其特征在于，還包括 有線數(shù)據(jù)采集單元，用于接收現(xiàn)場總線接口的傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；所述有線數(shù)據(jù)采集單元包括依次連接的總線控制器、信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元以及現(xiàn)場總線接口；所述信號隔離與電平轉(zhuǎn)換子單元用于，轉(zhuǎn)換所述有線數(shù)據(jù)采集單元的內(nèi)部電路和通信線路之間的電平，并隔離所述有線數(shù)據(jù)采集單元的內(nèi)部電路與通信線路之間的信號。
9.一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)，其特征在于，包括 無線通信接口傳感器，通過無線方式發(fā)送檢測的交通狀態(tài)信息；交通狀態(tài)獲取裝置，通過無線方式接收所述無線通信接口傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息，并向交通管理終端發(fā)送；交通管理終端，從所述交通狀態(tài)獲取裝置接收所述交通狀態(tài)信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法、裝置以及系統(tǒng)，涉及智能交通領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)中交通狀態(tài)信息的獲取網(wǎng)絡(luò)不能接入具有無線通信接口的傳感器的技術(shù)問題而發(fā)明。所述基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法，包括步驟1，通過無線方式接收無線傳感器發(fā)送的交通狀態(tài)信息；步驟2，將所述交通狀態(tài)信息發(fā)送給交通管理終端。本發(fā)明能夠用于智能交通領(lǐng)域的交通信息的獲取。
文檔編號H04W84/18GK102184637SQ201110108559
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者葉華, 國彬, 孫偉, 張和生, 揭志熹, 楊軍, 潘成, 王強(qiáng), 賈利民, 鄭巨明, 金冀偉 申請人:北京交通大學(xué)