基于无线传感器网络的智能公交系统
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基于无线传感器网络的智能交通系统——智能交通系统
交优 先功 能需 要对现 有交通 信 号控 制器 进行 改 造 。通 过添 加 传感 器 等 辅助 设 备 ，交通 信 号 控制 器 可 以估 算 出 公交 车 辆 到 达交 叉 路 口的时 间 （ 旅行 时 间），计算 出公交 车 辆在 路 口是 否 需要 给 予优 先 （ 可选 择 乘客 数量 作 为优 先 权重 ） ，然 后选 择 合适 的 优先 控 制策 略 ，通 过 调 整绿 信 比 来优 先 放行 公 交 车辆 。交通 信 号控 制 器 的改 造 包括 ：① 车 载无 线 通讯 终 端 节 点；② 交叉 路 口交通 信 号 控制 器 上集 成 无 线 网关 ；③ 用于 公 交 车辆 定位 的 终端 节点 ；④ 通过 构 建基于 Ｚ ｇ ｅ ｉ Ｂ ｅ的无 线传 感器 网络可 以实现 上述 功能 。 ２ ５ 网络节 点和 网关 节点 的设计 终端节 点安装 不 同 的传 感 器用 于运 动 车辆 信 息采 集和 道路 信 息获 取等 。 其功 能 实现可 按照 精简 功 能设备 （Ｆ ，Ｒ ｄ ｃ ｄ Ｆ ｎ ｔ Ｏ ｅ ｉ ｅ 标 准来 Ｒ Ｄ ｅ ｕ ｅ ｕ ｃ ｉ ｉ Ｄ ｖ ｃ ） ｌ 实现 。终 端节 点与汇 聚 节点 按照 星型 网络 组 网，在 固定时 间点 由睡 眠状 态醒 来与 汇聚 节点 主动 通讯 。信息 路 由则交给 父 （ 聚） 点及 网络 中具 有路 由功 汇 节 能 的协调 器和 路 由器完 成 ，降低 了节 点功 耗和 软件 实现 复杂度 。汇 聚节 点是 终端 节 点软 件 功 能上 的扩展 ，实现 了扩 展 网络 及路 由消 息 的功 能 ，允 许更 多重 点节 点接 入 网络 。可 按照 全功 能设 备 （Ｆ ，Ｆ １ Ｆ ｎ ｔ Ｏ ｅ ｉ ｅ ＦＤ ｕ ］ ｕｃ ｉｉＤ ｖｃ） ｌ 标准进行 设计 。 网关 节 点是 网络 中所 需要 的协 调器 ， 负责 启动 网络 、配 置 网络 成 员地 址 、维护 网络 、维护 节 点 的绑 定 关系表 等 ，还负 责将 所采 集 的数据初 步 处理 并交 付交通 信 号控 制器传 输 到上 一级信 息 中心 ，需 要较 多存储 空 间、计 算及
基于B／S模式传感网络的智能公交站牌系统设计
参 考文献
［ １ ］ 武仲寅． 无 线传感器 网络在智能公交系统 中的应用［ Ｄ］ ． 南京 ：江苏大学，２ ０ ０ ７ ．
不同的天气给出不同的温馨提示语 ，给 出行 的乘客带来方便
和一种温馨感。
（ ２ ）站牌的另一个显示模块 就是播放动态 的广 告，不 仅能获得商家的投资，还 能给等车 的人们缓解无聊情绪。
的即时信 息，使等候公交车的乘客能准确地 了解 公交车况 。 将给人们 的出行带来更大的方便，人们将会喜欢这种交通 方
（ 上接第 ２ ２ 页） 于实现 ３ Ｓ技 术最优化 的集成 ， 进 一步提升 ＲＳ在土地管
４结 束语 土地资源 管理是一项非 常复杂 、庞大 的工作 ，需要 综合 分析和处理大量的信息数据 ，而传统的资源信 息获取能力有 限 ，管理体制落后 ，管理能力低下 ，已经不能满足土地 管理 的现 代化要 求 。近年 来 ，随着遥感 数据分 辨率 的提高 以及 Ｇ Ｉ Ｓ 、Ｇ Ｐ Ｓ广泛的应用，３ Ｓ技术在土地管理中的应用范围不 科技应用与管理 １ ４ 电子公交站牌子系统设计
电子公交站牌 内置浏览器 、传感器 ，通过传感网络获取 公交车的信 息，再把这些信息发送给服务器 ，然后从数据库 中提取车辆信 息显示在站牌上给乘客看 。站牌一共实现了一 下几个功能：
（ １ ）站 牌 显 示 当 前 的具 体 时 间 ， 天 气 状 态 ，还 会 根 据
式 并选择 它，这样就给解决交通拥挤 ，道路堵塞 问题 带来 了 福音。同时利用这种实时监控体系，后 台管理中心能更好地 了解 每个 路段 、不 同时段 的交通情况 ，有效快捷地对 公交车 进行调度 。这种智能化的公交体系将会 促进 一个 城市交通 的 发 展 ，更 加有 利 于 建 设 和谐 文 明 的现 代 城 市 。
无线传感器网络在智能公交中的应用
交 系统 中采 用 的 Ｇ Ｓ技 术相 比 ， 系统 具 有 更 高 的性 价 比。 Ｐ 本
关键词 ： 无线 传 感 器 网络 ， 能公 交 ， 息控 制 ， 智 信 自动报 站
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒｃ
Ｃｔ ｒａ ｉ ｕ ｎｏｍａｉｎ ｏｌｃｉｎ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｗｉ ｌｓ ｅ ｏ ｎ ｔ ｒ （ Ｎ ｔ ｅ ｌｅ ｔ ｆｃ ｉ ｅｌ ｅ ｔ ｉ ｅ ｌｔ ｙ ｍｅ ｂ ｓ ｉｆｒ ｔ ｃ ｌ ｔ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｅ ｓ ｓ ｎ ｒ ｅｗｏｋ ＷＳ ） ｏ ｒａｉ ｒ ｉ ｎ ｒｉ ｎ ｏ ｅ ｏ ｅ ｚ ａ ｔ ｌ ｇ
左 正 石 琴
吴 俊
（ 合肥 工业 大学机械 与 汽 车工程 学院 ， 安徽 合 肥 ２ ０ ０ ） ３ ０ ９
（ 安徽 省 四创 电子 股份有 限公 司， 徽 合 肥 ２ ０ ８ ） 安 ３ ０ ８
摘 要
基 于无 线 传 感 器 网络 构 建 成 的城 市公 交 实时 信 息采 集 系统 ， 实现 对 城 市公 交 的 智 能调 度 与 定位 。 据 网络 设计 相 应 的 根 传 感 器 节点 ， 写相 应 的 软件 ， 编 实现公 交车 自动报 站 和 电子 站 牌 车 辆 信 息显 示功 能。 无 线 传 感 器 网络 技 术 与 当前 在 智 能 公
Ｉ） ＭＯ ３Ｓ （
图 １ Ｃ ４ ０外 围 电路 的 扩 展 以 及 与 Ａ ｍｅ ａ ２ Ｌ的 接 口 Ｃ２ ２ ｔ ｇ ｌ８
在 Ｃ ４ ０ 的 射 频 输 出 部 分 加 入 低 功 率 微 波 放 大 器 Ｃ２ ２ Ｅ ＣＧ０ ３， 于 提 高 ＭＩＡ ０ 用 Ｃ ｚ节 点 的发 射 功率 ； 在 Ｃ ４ ０的射 频 输 入 部 分加 入 低 噪 声 放 大 器 ＭＡ ２ ４ ， Ｃ２ ２ Ｘ ６ ４ 用 于提 高 Ｍｌ ｚ节 点 的接 收 灵 敏 度 ； ＣＡ
基于ZigBee无线通信技术的智能公交系统设计
Ｉ Ｅ８ ２ １． 提 供 两 种 物 理 层 的选 （６ ／ １Ｍ ｚ ２ ４Ｈ ） Ｅ Ｅ ０ ． ５４ ８ ８ ９ ５Ｈ 和 ． Ｇ ｚ 。 这 两种 物 理 层 都 采 用 直 接序 列扩 频 （ｓ ｓ 技 术 。 Ｄｓ） ３ 系统 设 计
交通问题 日趋严峻 。表现为污染大 、交通效率低下等 。政 府随之提 出倡议 ，提 倡大 家乘坐 公共交 通 。但 就 目前 而 言，落后 的公交管理系统导致运营效率低下 以及乘客感觉 服 务质量差等结果 。本文提 出基 于ｃ ２ ２ 与ｍ ｐ ３ 构建的 ｃ ４ ０ ｓ４ ０ Ｚ ｇ ｅ 无线通 信网络将 公交 管理系统智能化，提高公交调 ｉＢ ｅ
中目西 部科技 ２ １ 年０ 月 （ ００ ６ 下旬 ）第０ 卷 第１ 期总 第２ ５ ９ ８ １ 期
基于Ｚｇ ｅ无线通信技术的智能公交系统设计 ｉ ｅ Ｂ
杨 光 魏 小景 李荣佳 张 晓娇 刘海南
（ 安 建 筑科 技 大 学 信 息 与控 制 工 程 学 院 ， 陕 西 西 安 ７ ０ ５ 西 １ ５） ０
关键 词：Ｚ Ｂｅ ｉ ｅ；公 交系统 ；ｃ２ ２ ； Ｍ Ｐ ３ ｇ ｃ４０ Ｓ４０
Ｄ Ｉ Ｉ ．９ ９ Ｊｔ ｎ１ ７１ ５ ６２ ．８０ Ｏ ： ３ ６ ／．ｓ． ６ —６ ９ ．０１ １ ．２５ Ｏ ｓ ０
ｌ 引言
随 着 经 济 的发 展 、环 保 和 可持 续 发 展 的提 出 ，城 市 的
电路就 能正常工作 。Ｃ２ ２射 频信号的收发采用差分方式进 Ｃ４０
度 效 率 ，提 升 公 交 服 务 质 量 。
本系统硬件 由微处理器、无线收发芯片及天线等 部分组 成 （ 见图２ ），微处理器通过Ｓ Ｉ Ｐ 总线和一些 离散控制信号与 Ｒ 收发器相连 。微处理器充当Ｓ Ｉ Ｆ Ｐ主器件而Ｒ 收发器充当从器 Ｆ 件 。控制器实现 了ＩＥ ０ ．５４ ＭＣ ＥＥ ８２ １． Ａ 层￣Ｚ ｇｅ协议层 ，包 ｉＢ ｅ 含 了特定应用 的逻辑，使用Ｓ Ｉ Ｐ 总线与Ｒ 收发器交互 。 Ｆ
智慧公交无线网络解决方案
智慧公交无线网络解决方案随着城市的快速发展和人民生活水平的提高，公交出行方式成为了人们生活中不可或缺的一部分。
然而，公交车上的无线网络信号常常不稳定，网速慢甚至无法连接，给人们的出行体验带来了一定的困扰。
为了解决这一问题，智慧公交无线网络解决方案应运而生。
首先，智慧公交无线网络解决方案需要实现在公交车上的网络信号覆盖。
为了实现这一目标，可以在公交车上安装无线基站设备。
这些基站设备可以通过接入移动网络提供网络连接，也可以通过接入有线宽带网络提供网络连接。
通过这些基站设备的安装，乘客可以在公交车上无线上网，享受到和在家中或办公室一样的网络体验。
其次，智慧公交无线网络解决方案需要解决人数众多时的网络瓶颈问题。
在高峰期，公交车上乘客较多，同时连接到网络的用户也较多，这很容易造成网络拥堵，导致网络速度变慢。
为了解决这一问题，可以考虑通过增加基站设备的数量来增加网络的覆盖范围和容量。
另外，还可以采用流量控制和带宽分配的技术手段，将网络资源合理地分配给每一个用户，从而保障每个用户都能够享受到较快的网络速度。
此外，智慧公交无线网络解决方案还可以结合公交车上其他智能设备的应用，提供更加完善的乘车体验。
例如，可以在公交车上安装电子屏幕，实时向乘客播放公交信息、天气预报和新闻等内容；还可以为乘客提供乘车码牌，方便乘客进行无感支付和身份识别等操作；甚至可以提供公交车上的在线购物服务，方便乘客在乘车期间购买所需商品。
通过这些智能设备的应用，可以进一步提高乘客的出行体验，增加公交出行的便利性和吸引力。
综上所述，智慧公交无线网络解决方案是通过技术手段解决公交车上无线网络信号不稳定、网速慢的问题。
通过在公交车上安装无线基站设备，实现网络信号的覆盖；通过增加基站设备的数量和采用流量控制和带宽分配的技术手段，解决高峰期网络瓶颈问题；通过结合其他智能设备的应用，提供更加完善的乘车体验。
这些措施的实施可以显著提高乘客的出行体验，为城市公交出行提供更好的网络服务。
基于物联网技术的智慧公交系统设计
基于物联网技术的智慧公交系统设计智慧公交系统设计：利用物联网技术实现城市交通智能化概述随着城市化进程的不断加速，城市交通拥堵成为了人们日常生活中的一大难题。
为了解决交通拥堵、提升公交服务质量，智慧公交系统应运而生。
本文将探讨如何基于物联网技术设计智慧公交系统，从实时定位、智能调度、乘客信息服务等方面提升公交系统的智能化水平。
一、实时定位与监测1. 公交车辆定位利用物联网技术，可以将公交车辆装备GPS定位设备，通过无线网络传输位置信息到中心服务器。
公交系统管理者可以通过实时监测公交车辆的位置，了解车辆的运行状态和当前位置，进而优化公交车辆的调度和运营。
2. 车流监测与交通状况预测在智慧公交系统中，可以安装传感器来监测道路上的车流情况和交通状况。
通过分析和处理传感器数据，可以预测即将到来的交通拥堵情况，并及时调整公交车辆的运行路线和车辆间距，以缓解交通拥堵问题。
二、智能调度与优化1. 公交车辆调度基于物联网技术，可以设计智能调度系统，根据公交车辆的实时位置和乘客需求，自动优化公交车辆的调度计划。
系统可以根据实际交通状况和需求量进行智能调度，确保公交车辆能够在最短时间内到达乘客上车地点。
2. 乘客流量分析与预测通过乘客刷卡、人脸识别等技术，可以实时监测公交车上的乘客数量和流量分布情况。
通过收集和分析这些数据，可以预测公交车站和线路的客流高峰时段，进而优化公交车辆的运行计划，提供更加高效的公共交通服务。
三、乘客信息服务1. 实时公交车辆到站提醒在智慧公交系统中，乘客可以通过手机应用程序查询公交车的实时位置和到站时间，系统将通过物联网技术和定位数据准确地提供公交车辆的到站信息，让乘客能够准确计划自己的出行时间。
2. 乘客行程推荐基于物联网技术，智慧公交系统可以根据乘客的出行需求，提供个性化的行程推荐。
系统根据乘客的目的地和出发时间，结合公交车辆实时位置和交通状况，推荐最优的出行方案，让乘客能够更加快捷地到达目的地。
基于ZigBee的公共交通信息平台系统设计
赵红 毅 ，曹 梅
（． １ 西安 理 工 大 学 高等 技 术 学 院 ，陕 西 西 安 ７ ０ ８ ； ． 安 工 业 大 学 计 算机 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ３ ） １０ ２ ２ 西 陕 １０ ２ 摘 要 ：随 着 我 国的 城 市发 展 速 度 越 来 越 快 ， 市 交 通 拥 堵 现 象 日益 恶化 ， 城 交通 拥 堵 状 况 严 重 成 为 我 国 大 中型 城 市 面
根 据 自己 的需 求 提前 的做 好 准备 ， 为乘 客 出行提 供 方 便 。
２ 系统 硬 件 设 计
智 能 公 交 系 统 下 位 机 硬 件 平 台 由 Ｃ ２ ３ ／４ １芯 片 、 Ｃ ４ ０２ ３
１ 系统 设 计 方 案
该 系 统 采 用 Ｚｇ ｅ 无 线 传 感 器 网 络 技 术 ， 时 、 确 的 ｉ ｅ Ｂ 及 准
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ —１ ２ １— ５ ０ 稿 件 编 号 ：０１ ０ ０ ６ ２ ２５７
网关 系 统 、 线 参 考 节 点 和 定 位 节 点 组 成 ， 采 用 无 线 定 位 无 并 机 制 对 正 在 行 驶 的 车 辆 进 行 定 位 并 对 定 位 数 据 进 行 采 集 与
即将 到 站 的 车 次 到站 时 间和 车 上 的 人 员 情 况 ．同 时 还 可 以 知
流 分 布 情 况 ， 制 定 行 车 时 刻 表 提 供 依 据 ， 时 ， 够 有 效 解 为 同 能 决 公 交 车 辆 运 营 现 状 ， 高 车 辆 管 理水 平 。 提
道 下 一 班 车 的 大 概 到站 时 间 ，这 样 就 能使 要 候 车 的乘 客 可 以
用价 值 。
关 键 词 ：智 能公 交 系统 ； ｉＢ ｅ Ｃ ２ ３ ／ Ｃ ４ １ Ｚｇ ｅ ； Ｃ ４ ０Ｃ ２ ３ ；终 端 节 点 中图 分 类 号 ： Ｐ ０ Ｔ ３２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ） ６ ０ ２ — ３ ６ ４ ６ ３ （０ ２ １ — ０ ５ ０
（． １ 西安 理 工 大 学 高等 技 术 学 院 ，陕 西 西 安 ７ ０ ８ ； ． 安 工 业 大 学 计 算机 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ３ ） １０ ２ ２ 西 陕 １０ ２ 摘 要 ：随 着 我 国的 城 市发 展 速 度 越 来 越 快 ， 市 交 通 拥 堵 现 象 日益 恶化 ， 城 交通 拥 堵 状 况 严 重 成 为 我 国 大 中型 城 市 面
根 据 自己 的需 求 提前 的做 好 准备 ， 为乘 客 出行提 供 方 便 。
２ 系统 硬 件 设 计
智 能 公 交 系 统 下 位 机 硬 件 平 台 由 Ｃ ２ ３ ／４ １芯 片 、 Ｃ ４ ０２ ３
１ 系统 设 计 方 案
该 系 统 采 用 Ｚｇ ｅ 无 线 传 感 器 网 络 技 术 ， 时 、 确 的 ｉ ｅ Ｂ 及 准
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ —１ ２ １— ５ ０ 稿 件 编 号 ：０１ ０ ０ ６ ２ ２５７
网关 系 统 、 线 参 考 节 点 和 定 位 节 点 组 成 ， 采 用 无 线 定 位 无 并 机 制 对 正 在 行 驶 的 车 辆 进 行 定 位 并 对 定 位 数 据 进 行 采 集 与
即将 到 站 的 车 次 到站 时 间和 车 上 的 人 员 情 况 ．同 时 还 可 以 知
流 分 布 情 况 ， 制 定 行 车 时 刻 表 提 供 依 据 ， 时 ， 够 有 效 解 为 同 能 决 公 交 车 辆 运 营 现 状 ， 高 车 辆 管 理水 平 。 提
道 下 一 班 车 的 大 概 到站 时 间 ，这 样 就 能使 要 候 车 的乘 客 可 以
用价 值 。
关 键 词 ：智 能公 交 系统 ； ｉＢ ｅ Ｃ ２ ３ ／ Ｃ ４ １ Ｚｇ ｅ ； Ｃ ４ ０Ｃ ２ ３ ；终 端 节 点 中图 分 类 号 ： Ｐ ０ Ｔ ３２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ） ６ ０ ２ — ３ ６ ４ ６ ３ （０ ２ １ — ０ ５ ０
基于测距无线传感器的公交信息采集系统设计
Ａｂ ｔａ ｔＴｈ ｒ ｒ ｎ ｈ ｒａ ｅ ｎ ｃ ｒｅ ｔｂ ｓ ｉｆｒ ａｉｎ ｃ ｌ ｃｉｎ ａ ｄ ｔａ ｓ ｏ ｔｔ ｎ ｓ ｓｅ ｓｒｃ ： ｅｅ ａｅ ｍａ ｙ ｓ ｏ ｔｇ ｓ ｉ ｕ ｒｎ ｕ ｎ ｏｍ ｔ ｏｌ ｔ ｎ ｒ ｎ ｐ ｒａｉ ｙ ｔｍ． Ｂ ｕｌｉｇ ａ ｏ ｅ ｏ ｏ ｙ ｂ ｉ ｎ ｄ
摘
要 ：针对 当前公交车辆信息 采集 及传递过程 中的问题 ， 通过构 建基 于新型 测距无 线传感 器 （ ｉＢ ｅ 的蜂 窝式 大 Ｚｇ ｅ ）
规模公交专用通信 网络 ， 以实现低成本 、 可 迅捷 的公交信息采集服务 。测试 结果表明 ， 提出的基 于新型芯片 Ｊ １ ８的 Ｎ５４ 公交信息采集系统易于实现 ， 有助于公交系统 的智 能化 改造 ， 具有较好 的应 用参 考价值 。
Ｚ ｇ ｅ ｅｌｌｒｓ ｅ ｉ ｃｌｒ ｅｓａｅｕ ｂ ｎ ｔａ ｓ ｏ ｔｔ ｎ ｎ ｔ ｒ ｓｗｉｈ ｎ ｗ ｒｌｓ ｅｗｏ ｋ ｓｎ ｏ ｓ（ Ｓ ｉＢ ｅｃ ｌ ａ －ｐ ｃｆ ａｇ －ｃ ｌ ｒ ａ ｒｎ ｐ ｒａ ｉ ｅｗｏ ｋ ｔ ｅ ｗｉ ｅｓｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒ Ｗ Ｎ） ｂ ｓ ｄｏ ｕ ｉ ｏ ｅ ａｅ ｎ ｔ ｅｏ ｒｉａ ＴＯＡ） ｈ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｌ ｅｅｆ ｉｎ ｏｌｃｉｎ ａ ｄ ｔａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｎ ｏ ｕ ｎｏ ｍ ａｉｎ ｗｉ ｅ ｙ１ｗ ｉ ｆａ ｒ １（ ｍ ｖ ，ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｒａｉ ｆｉ ｅ ｔｃ ｌ ｔｏ ｎ ｒｎ ｐ ｒａ ｉ ｆｂ ｓ ｉｆｒ ｔ ｔ ｖ ｒ ｏ ｚ ｃ ｅ ｏ ｏ ｈ
关键词 ：Ｚｇ ｅ ￣ ｉＢ ｅ无线 传感 器 ； 时测距 法 ； 测 智能公交 ； 蜂窝 中图分类号 ：Ｔ ９ ５ Ｐ １ 文献标 识码 ：Ａ
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[ 参 考 文 献]
[ 1] 孙泽宇, 丁国强. 智能公交与交 通网络系 统研究 [ J] . 数 据 通信, 2006, 10( 9) : 148- 151.
[ 2] Ci ardiello T. W irel es s communicat ions f or indu st rial con t rol and monit oring [ J ] . Comput in g & C on tr ol Engineerin g Journal, 2005, 16( 10) : 12- 15.
部分, 由主程序、子程序和中断服务程序组成, 如 图 4 所示。
率适当调小, 使得只有有限的 1、2 个网络节点能 同时接收到它的信号。必要时, 也可使用 2 个车 站节点接收到的来自同一辆公交车的信号强度组 合, 来决定该车辆的具体位置。另外, 还需要将安 装在公交车上的收发模块在网络中的无线标识, 与该辆车的车号相对应。
如在有条件的地方, 网络节点还可安装在街 道中央的路灯杆上, 兼顾 2 个方向行驶的车辆等。
( 5) 现场实测校验。为了避免可能出现的差 错, 在正式起用定位系统前, 还需要实际驾驶车 辆, 沿公交车辆的实际运行线路, 进行实际定位操 作, 特别是在那些可能存在环境干扰的地段。有 时接收到最大信号的节点, 并不一定是离该公交 车最近的节点, 此时就需要将定位结果做适当调 整, 或者增加节点。必要时, 还可使用 2 个节点信 号组合来定位的方法等[ 7] 。
图 3 系统硬件结构
图 5 系统原理图
图 4 系统软件结构
3 设计方案
本文需要定位的区域是整条公交线路, 公交 车站之间的距离为 600 m 左右, 要求定位精度为 200 m 半径范围。因而, 可在每个公交站点处设 置一个无线网络节点, 必要时还可在 2 个车站之 间增设一个网络站点( 在线路拐弯处需要做适当 位置调整, 或增加个别节点) 。可采用定向路由的 方法将这些节点( F FD) 组成一个无线互联网, 每 个车站的节点既可以与同方向相邻的上、下 2 个 节点进行直接通信, 同时又可与反方向的同一个 车站相邻的网络节点进行直接通信, 这样就保证 了通信微蜂窝网络的可靠性[ 6] , 如图 5 所示。
智能公交系统主要实现以下功能: 车辆的定 位、车辆到站信息的实时显示和车辆自动报站。首 先, 车辆可实现自动报站, 当即将到达站牌时会自 动通知乘客车辆到达的车站并预告下一站牌; 其 次, 位于车站内的电子站牌会及时向站内人员显示 即将到达的车号和到达时间等; 再次, 各站牌定时 地向监控中心传送站牌信息及到达车辆的信息, 监 控中心可以计算出车辆具体位置, 从而实现定位。
31 1 硬件设计 如图 6 所示, 移动终端安装在公交车内, 通过
无线模块将信号强度及车辆信息如车号、车速等 发送到附近的网络节点。
网络节点安装在整条公交线路上, 每隔一段
24
合肥工业大学学报( 自然科学版)
第 31 卷
距离一个, 相当于小型基站, 具有存储及路由功 能, 可以实现实时信息的发布与车辆信息的存储 转发。
如工业环境中的各种信息监控、军事应用中 的情报收集和恶劣环境下的多点通讯等。而且, 无线传感器网络也可以广泛应用于日常生活中, 利用传感器的定位功能以实现局域网中基于地理
收稿日期: 2006-12-31; 修改日期: 2007- 01-22 基金项目: 广东省教育部产学研结合项目( 2006D90304018) ; 安徽省重点科研计划资助项目( 7020303064) 作者简介: 宋 颂( 1983- ) , 男, 安徽宿州人, 合肥工业大学硕士生.
补这些问题[ 1] 。
1 无线传感器网络
无线传感器网络作为 Ad hoc 网络的一种特 殊类型, 具有动态、节点自主等特点之外, 更加注 重与网络的应用领域的结合, 可部署在各种工业、 生活领域, 起到智能监测和控制等作用。无需任 何基站或者中央控制器( 如路由器、A P 等) , 完全 动态, 由具有自适应性并配备各种微型传感器的 网络节点组成, 无线传感器网络可以被应用于各 种领域。
Abstract: T he paper deals w it h t he vehicle supervisio n syst em in cit ies, and an int ellig ent bus- superv ised syst em is desig ned. T he sy st em can achieve r ea-l tim e superv ision and int elligent m anagement of the r out e- f ixed vehicles by t he w ir eless comm unicat ion m dule, w hich int eg rates t he smart device wit h the contr ol cent er. T he syst em has the adv angag es of low er cost and hig her pr ecision in orientat ion. Key words: w ir eless sensor net w ork; int el lig ent bus- supervised system; w irless comm unicat ion; orient at io n
本系统由 3 部分组成, 即车载终端、电子站牌 和监控中心。车载终端主要用于将车辆信息, 如 车号、车内人数及车速等发送到邻近的电子站牌,
并实现自动报站功能; 电子站牌作为与车站内人 员的直接媒 介, 对其提供实时信息 发布, 其中包 括: 即将到站的车号和到站时间等, 另外站牌间会 构成无线网络, 每过一段时间通过此多跳网络将 自身接受到的信息传递给监控中心; 监控中心将 从电子站牌收集到的信息进行处理并显示, 可以 确定各个车辆的具体位置, 实现对公交系统的智 能调度[ 4] 。
( 1. 合肥工业大学 计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009; 2. 悉尼大学 信息技术学院, 澳大利亚 悉尼 2008)
摘 要: 对城市车辆监控系统进行了研究, 提出了一种新型的公交车辆的管理系统, 通过无线通信模块将车载
终端与调度控制中心相结合, 能够对定线行驶的 公交车辆进行 实时监控, 以实现 智能化管理 的目的。该系 统
图 2 系统框架结构
21 2 系统软件与硬件结构 本系统硬件分为移动终端和网络节点两部分,
移动终端由信号采集模块、数据分析处理模块及无 线通信模块组成; 网络节点由数据分析处理模块、
第1期
宋 颂, 等: 基于无线传感器网络的智能公交系统
23
无线通信模块及信息发布模块组成, 如图 3 所示。 本系统软件同样分为移动终端和网络节点两
( 3) 定位。当公交车行经某个网络节点附近 时, 该节点可能还有其他临近节点将接收到载有 该车身份标识的无线信号, 这些信号将通过无线 网络传往监控调度中心。这样, 调度中心将知道 该车辆某个时刻在线路上的具体位置, 并通过无 线网络提前通知车辆的前方到站, 并在站台的显 示板上加以显示。
( 4) 优化系统。在保证传输微蜂窝网络通信 可靠, 定位系统简单准确的前提下, 为了降低成 本、方便安装、使用和维护, 根据具体环境条件, 可 以对网络节点的数量进行增减, 位置进行调整, 以 达到最佳效果。
具有成本低、定位精度高等特点, 具有广阔的市场前景和应用价值。
关键词: 无线传感器网络; 智能公交系统; 无线通信; 定位
中图分类号: T N911
文献标识码: A
文章编号: 1003-5060( 2008) 01- 0021- 04
Design of an intelligent bus- supervised system based on wireless sensor networks
( 1) 确定移动目标。在每辆公交车上, 安装 一个可以与网络节点进行通信的子节点( RF D) 收 发机。由于定位精度要求不高, 往往使用简单节 点定位法即可。
此时, 只需将安装在公交车上模块的发射功
( 2) 建立通信联系。只需使用定向路由的方 式, 将邻近移动节点的网络节点接收到的车辆信 息传递到监控中心即可。
目前, 城市车辆监控系统大都选择了 GP S 定 位技术, 车载终端通过接收卫星信号测出车辆所 在位置的经纬度, 并将测量值经无线通信网络传 送到控制中心, 分析处理后按测定的经纬度在电 子地图上显示出车辆位置。
通常情况下, 由于 20 000 km 高空的 GP S 卫 星信号的传输和接收很容易受环境的影响, 因此 GP S 车辆跟踪定位系统对车 辆定位的准确度与 车辆运行的环境有密切关系, 容易被地形、地物遮 挡, 导致定位精度降低。尤其是在高楼林立、立交 桥纵横的大城市, 车载终端接收到的卫星信号的 有效性将降得更低, 导致车辆定位精度有较大误 差, 并且系统成本较高, 功能比较单一, 而专门为 特殊环境下设计的无线传感器网络可以较好地弥
图 6 移动终端与网络节点组成
31 2 软件设计 软件流程, 如图 7 所示。
车载终端主要完成车身信息的采集、初始化、 信号分析处理和模块通信等功能; 网络节点主要 完成车辆信息的接收、信息的实时发布以及路由 转发由别的网络节点发送的信息。
4 结束语
系统在无线传感器网络和嵌入式技术的基础 上完成智能公交管理的功能, 具有定位精度高、速 度快、传输及时和保密性强等特点, 是对现有公交 系统的良好补充, 拓展了无线传感器网络的应用 领域[ 8 ] , 具有广阔的市场前景和应用价值。
Sink 节点、网关节点和监控中心。 普通节点和 Sink 节点完成 数据采集和多跳
中继传输; 网关节点完成无线和 有线信号转换, 实现 Int ernet 的接入; 监控中心 完成区域数据的 综合处理, 如图 1 所示。
[ 1] 孙泽宇, 丁国强. 智能公交与交 通网络系 统研究 [ J] . 数 据 通信, 2006, 10( 9) : 148- 151.
[ 2] Ci ardiello T. W irel es s communicat ions f or indu st rial con t rol and monit oring [ J ] . Comput in g & C on tr ol Engineerin g Journal, 2005, 16( 10) : 12- 15.
部分, 由主程序、子程序和中断服务程序组成, 如 图 4 所示。
率适当调小, 使得只有有限的 1、2 个网络节点能 同时接收到它的信号。必要时, 也可使用 2 个车 站节点接收到的来自同一辆公交车的信号强度组 合, 来决定该车辆的具体位置。另外, 还需要将安 装在公交车上的收发模块在网络中的无线标识, 与该辆车的车号相对应。
如在有条件的地方, 网络节点还可安装在街 道中央的路灯杆上, 兼顾 2 个方向行驶的车辆等。
( 5) 现场实测校验。为了避免可能出现的差 错, 在正式起用定位系统前, 还需要实际驾驶车 辆, 沿公交车辆的实际运行线路, 进行实际定位操 作, 特别是在那些可能存在环境干扰的地段。有 时接收到最大信号的节点, 并不一定是离该公交 车最近的节点, 此时就需要将定位结果做适当调 整, 或者增加节点。必要时, 还可使用 2 个节点信 号组合来定位的方法等[ 7] 。
图 3 系统硬件结构
图 5 系统原理图
图 4 系统软件结构
3 设计方案
本文需要定位的区域是整条公交线路, 公交 车站之间的距离为 600 m 左右, 要求定位精度为 200 m 半径范围。因而, 可在每个公交站点处设 置一个无线网络节点, 必要时还可在 2 个车站之 间增设一个网络站点( 在线路拐弯处需要做适当 位置调整, 或增加个别节点) 。可采用定向路由的 方法将这些节点( F FD) 组成一个无线互联网, 每 个车站的节点既可以与同方向相邻的上、下 2 个 节点进行直接通信, 同时又可与反方向的同一个 车站相邻的网络节点进行直接通信, 这样就保证 了通信微蜂窝网络的可靠性[ 6] , 如图 5 所示。
智能公交系统主要实现以下功能: 车辆的定 位、车辆到站信息的实时显示和车辆自动报站。首 先, 车辆可实现自动报站, 当即将到达站牌时会自 动通知乘客车辆到达的车站并预告下一站牌; 其 次, 位于车站内的电子站牌会及时向站内人员显示 即将到达的车号和到达时间等; 再次, 各站牌定时 地向监控中心传送站牌信息及到达车辆的信息, 监 控中心可以计算出车辆具体位置, 从而实现定位。
31 1 硬件设计 如图 6 所示, 移动终端安装在公交车内, 通过
无线模块将信号强度及车辆信息如车号、车速等 发送到附近的网络节点。
网络节点安装在整条公交线路上, 每隔一段
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合肥工业大学学报( 自然科学版)
第 31 卷
距离一个, 相当于小型基站, 具有存储及路由功 能, 可以实现实时信息的发布与车辆信息的存储 转发。
如工业环境中的各种信息监控、军事应用中 的情报收集和恶劣环境下的多点通讯等。而且, 无线传感器网络也可以广泛应用于日常生活中, 利用传感器的定位功能以实现局域网中基于地理
收稿日期: 2006-12-31; 修改日期: 2007- 01-22 基金项目: 广东省教育部产学研结合项目( 2006D90304018) ; 安徽省重点科研计划资助项目( 7020303064) 作者简介: 宋 颂( 1983- ) , 男, 安徽宿州人, 合肥工业大学硕士生.
补这些问题[ 1] 。
1 无线传感器网络
无线传感器网络作为 Ad hoc 网络的一种特 殊类型, 具有动态、节点自主等特点之外, 更加注 重与网络的应用领域的结合, 可部署在各种工业、 生活领域, 起到智能监测和控制等作用。无需任 何基站或者中央控制器( 如路由器、A P 等) , 完全 动态, 由具有自适应性并配备各种微型传感器的 网络节点组成, 无线传感器网络可以被应用于各 种领域。
Abstract: T he paper deals w it h t he vehicle supervisio n syst em in cit ies, and an int ellig ent bus- superv ised syst em is desig ned. T he sy st em can achieve r ea-l tim e superv ision and int elligent m anagement of the r out e- f ixed vehicles by t he w ir eless comm unicat ion m dule, w hich int eg rates t he smart device wit h the contr ol cent er. T he syst em has the adv angag es of low er cost and hig her pr ecision in orientat ion. Key words: w ir eless sensor net w ork; int el lig ent bus- supervised system; w irless comm unicat ion; orient at io n
本系统由 3 部分组成, 即车载终端、电子站牌 和监控中心。车载终端主要用于将车辆信息, 如 车号、车内人数及车速等发送到邻近的电子站牌,
并实现自动报站功能; 电子站牌作为与车站内人 员的直接媒 介, 对其提供实时信息 发布, 其中包 括: 即将到站的车号和到站时间等, 另外站牌间会 构成无线网络, 每过一段时间通过此多跳网络将 自身接受到的信息传递给监控中心; 监控中心将 从电子站牌收集到的信息进行处理并显示, 可以 确定各个车辆的具体位置, 实现对公交系统的智 能调度[ 4] 。
( 1. 合肥工业大学 计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009; 2. 悉尼大学 信息技术学院, 澳大利亚 悉尼 2008)
摘 要: 对城市车辆监控系统进行了研究, 提出了一种新型的公交车辆的管理系统, 通过无线通信模块将车载
终端与调度控制中心相结合, 能够对定线行驶的 公交车辆进行 实时监控, 以实现 智能化管理 的目的。该系 统
图 2 系统框架结构
21 2 系统软件与硬件结构 本系统硬件分为移动终端和网络节点两部分,
移动终端由信号采集模块、数据分析处理模块及无 线通信模块组成; 网络节点由数据分析处理模块、
第1期
宋 颂, 等: 基于无线传感器网络的智能公交系统
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无线通信模块及信息发布模块组成, 如图 3 所示。 本系统软件同样分为移动终端和网络节点两
( 3) 定位。当公交车行经某个网络节点附近 时, 该节点可能还有其他临近节点将接收到载有 该车身份标识的无线信号, 这些信号将通过无线 网络传往监控调度中心。这样, 调度中心将知道 该车辆某个时刻在线路上的具体位置, 并通过无 线网络提前通知车辆的前方到站, 并在站台的显 示板上加以显示。
( 4) 优化系统。在保证传输微蜂窝网络通信 可靠, 定位系统简单准确的前提下, 为了降低成 本、方便安装、使用和维护, 根据具体环境条件, 可 以对网络节点的数量进行增减, 位置进行调整, 以 达到最佳效果。
具有成本低、定位精度高等特点, 具有广阔的市场前景和应用价值。
关键词: 无线传感器网络; 智能公交系统; 无线通信; 定位
中图分类号: T N911
文献标识码: A
文章编号: 1003-5060( 2008) 01- 0021- 04
Design of an intelligent bus- supervised system based on wireless sensor networks
( 1) 确定移动目标。在每辆公交车上, 安装 一个可以与网络节点进行通信的子节点( RF D) 收 发机。由于定位精度要求不高, 往往使用简单节 点定位法即可。
此时, 只需将安装在公交车上模块的发射功
( 2) 建立通信联系。只需使用定向路由的方 式, 将邻近移动节点的网络节点接收到的车辆信 息传递到监控中心即可。
目前, 城市车辆监控系统大都选择了 GP S 定 位技术, 车载终端通过接收卫星信号测出车辆所 在位置的经纬度, 并将测量值经无线通信网络传 送到控制中心, 分析处理后按测定的经纬度在电 子地图上显示出车辆位置。
通常情况下, 由于 20 000 km 高空的 GP S 卫 星信号的传输和接收很容易受环境的影响, 因此 GP S 车辆跟踪定位系统对车 辆定位的准确度与 车辆运行的环境有密切关系, 容易被地形、地物遮 挡, 导致定位精度降低。尤其是在高楼林立、立交 桥纵横的大城市, 车载终端接收到的卫星信号的 有效性将降得更低, 导致车辆定位精度有较大误 差, 并且系统成本较高, 功能比较单一, 而专门为 特殊环境下设计的无线传感器网络可以较好地弥
图 6 移动终端与网络节点组成
31 2 软件设计 软件流程, 如图 7 所示。
车载终端主要完成车身信息的采集、初始化、 信号分析处理和模块通信等功能; 网络节点主要 完成车辆信息的接收、信息的实时发布以及路由 转发由别的网络节点发送的信息。
4 结束语
系统在无线传感器网络和嵌入式技术的基础 上完成智能公交管理的功能, 具有定位精度高、速 度快、传输及时和保密性强等特点, 是对现有公交 系统的良好补充, 拓展了无线传感器网络的应用 领域[ 8 ] , 具有广阔的市场前景和应用价值。
Sink 节点、网关节点和监控中心。 普通节点和 Sink 节点完成 数据采集和多跳
中继传输; 网关节点完成无线和 有线信号转换, 实现 Int ernet 的接入; 监控中心 完成区域数据的 综合处理, 如图 1 所示。