基于ZigBee技术的交通信息采集系统设计
摘要：本文针对目前我国的交叉路口多，车流量大，交通较为混乱的现象，重点研究了如何利用ZigBee技术来搭建无线传感器网络，并最终实现基于无线传感器的交通信息采集系统设计。本文根据智能交通系统的国内外发展现状及发展趋势，接着介绍了无线传感器网络体系结构，采用ZigBee技术作为无线传感器网络的传输载体，以这个思路为基础，分析了ZigBee无线传感器网络的架构，包括网络节点类型和网络拓扑结构等，并对ZigBee技术的组网原理作了研究。
关键词：ZigBee，智能交通，无线传感器网络
Abstract: aiming at the intersection of our country, big cars, traffic more chaotic phenomenon, focuses on how to use ZigBee technology to build a wireless sensor network and ultimately based on wireless sensor traffic information collection system design. In this paper, according to the development of intelligent transportation system at home and abroad present situation and developing trend, then it introduces wireless sensor network system structure, adopt ZigBee wireless sensor network technology as the carrier, by this way as a foundation, analyzed the ZigBee wireless sensor network architecture, including the network node type and network topology structure, etc, and on the principle of the networking ZigBee technology.
引言
交通系统要想完善和可靠，就必须要有一个有效且准确地交通信息采集系统。交通信息采集系统完成的主要任务是将从底层采集到的实时交通信息数据迅速而且准确地传送给监控中心，然后由它将新的控制决策重新下载到各个监控器中来对交通参数完成优化。所以说，交通信息采集系统是实时的和历史统计的交通流数据信息进行进一步研究的基础，是智能交通系统中的一个重要构成元素。无线传感器网络技术作为一种新兴技术，在交通信息领域的应用当中极具有创新性和非常广阔的前景。
具有功耗低、成本低、时延短、网络容量大、安全、可靠等特点的短距离无线通信ZigBee技术就极其适合应用于无线传感器网络中。将各种交通设备（包括交通检测器）通过ZigBee块进行无线联网，从而可以建立一个可靠、实时和大范围内可发挥作用的交通系统。由于ZigBee技术的成本很低，能量消耗也不大，比现有的其它无线技术拥有更多的应用优势。
无线传感器网络
信息采集系统解决方案
信息采集系统解决方案 1系统概述 信息采集是信息服务的基础，为信息处理和发布工作提供数据来源支持。信息数据来源的丰富性、准确性、实时性、覆盖度等指标是信息服务的关键一环，对信息服务质量的影响至关重要。针对交通流信息数据，包括流量、速度、密度等，目前主要是基于微波、视频、地磁等固定车辆检测器以及浮动车等移动式车辆检测器进行采集，各种采集方式都存在响应的利弊。针对车驾管以及出入境数据，包括车辆信息、驾驶人信息、出入境办证进度信息等，主要是通过和公安相关的数据库进行对接，此类信息将在信息分析处理系统进行详细介绍。 针对目前交通信息来源的多样性以及今后服务质量水平发展对信息来源种类扩展要求，需要建设一套统一的，具备良好兼容性和前瞻性的交通信息统一接入接口。一方面，本期项目的各种交通信息来源可以使用该接口进行数据接入，另一方面，当新的或第三方的交通信息来源需要加入到本系统中来时，可以使用该接口进行数据接入，不需要再次投入资源进行额外开发。 统一接入接口建成后，根据各种数据来源系统的网络环境、系统技术特性和交通流信息数据特点，开发相应的交通信息数据对接程序，逐一完成微波采集系统、浮动车分析系统、人工采集等来源的交通信息数据采集接入。 2系统架构及功能介绍 2.1统一接入接口 统一接入接口的建设的关键任务包括接口技术规范制定、路网路段编码规则约定及交通信息数据结构约定等多个方面。
2.1.1接口技术规范 一方面由于本系统接入的交通信息数据来源多样，开发语言和系统运行的环境均存在差异，不具备统一的技术特性；另一方面，考虑到以后可能需要接入更多新的或第三方的信息系统作为数据来源，应当选择较成熟和通用的接口实现技术作为本项目的交通流信息采集统一接入接口实现技术。 根据目前信息系统建设的行业现状，选择Web Service和TCP/UDP Socket 作为数据传输接口的实现技术是较优的选择。Web Service和TCP/UDP Socket 具有实时性强、通用性强、应用广泛、技术支持资源丰富等优势，可以实现跨硬件平台、跨操作系统、跨开发语言的数据传输和信息交换。 项目实施时需要根据现有的信息采集系统的技术特点来具体分析，以选定采用Web Service或TCP/UDP Socket作为接口实现技术，必要时可以两种方式并举，提供高兼容度的接口形式。 为了保护接入接口及其数据传输的安全性，避免恶意攻击访问，避免恶意数据窃取，可以使用身份认证、加密传输等技术来加以保证。 统一数据采集接口的工作流程可以如下进行：
1.智能交通系统定义:是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机 技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。 2.数据预处理技术：交通检测设备及人工采集的原始数据，经常是不完整的或存在异常 的，这给数据融合，数据挖掘知识发现等进一步的数据处理造成了困难，因此要对数据进行整理，称之为数据预处理 3.McMaster算法：以基本的流量和占有率两个交通参数，将获得的交通流量和占有率表 示在二维空间上，并将流量占有率二维图形划分为四个区域，美国区域代表一种交通状态 4.信息(数据)融合定义:通过中心数据处理器把来自多个传感器的数据进行综合，多传感 器信息融合系统把各种传入数据进行综合处理，使数据在一定准则下加以自动分析综合以完成所需的决策和评估，使它产生的输出信息比各个部分分别处理产生的信息总和要更有价值 5.多路复用技术：就是将多路信号组合在一条物理信号道上进行传输，到接受端再用专 门的设备将各路信号分离开来。 6.多址技术：在无线信息传输中通常地面固定的基站要覆盖多个移动终端的通信，这是 一对多的通信接入方式称多址通信方式 7.共用信息系统平台框架：智能交通共用信息平台上整个ATMS信息组织过程中的中央枢 纽，承担着信息中转的功能，不同的子系统将其信息按照一定的编码规则和既定格式传输给共用信息平台，各系统再根据自己的需求从共用信息平台中获取所需的信息8.分布式数据库：集成了两个不同领域的技术，数据库和通信，一个分布式数据库是基 于一个同构数据库系统模型并由他构造而来的，数据和软件管理都分布在各个计算点，位于分布式计算系统的最顶层 9.空间分析：通过数字地形模型，以离散分布的点来模拟连续分布的地形，为道路设计 创建二维地表模型 10.通流机理法:通过交通流参数之间的关系，对两个甚至多个参数的一致性进行考察 11.基带传输:数字信号不经过调制就在信道上直接进行传输 12.线性参照系统：在一维空间中对象的位置度量形式和方法，是与其他参照系统类似的 13.动态分段技术：是基于网络重叠概念发展而来的一种新的线性特征的动态分析，限时 和绘图技术，提供了将属性数据与空间数据相关联的方法 14.数字基带信号:数字信号往往含有丰富的低频分量，甚至是直流分量 15.数据仓库：是从数据库技术发展而来的，为决策服务的数据组织和数据储存技术 16.数据库：计算机中用于数据处理的一种数据管理技术 17.加州算法原理：通过比较临近监测站对可能突发事件进行判断 18.移动检测:基于浮动车的检测原理，基于手机的检测原理 19.车载自组织网络：快速移动户外通信网络 20.日本ITS应用:先进的导航系统、自动收费系统、辅助安全驾驶系统、交通管理优化系 统、紧急救援系统、先进的公交运营系统、高效的货车管理系统、辅助人行交通措施21.美国ITS应用: 先进的导航系统、先进的旅行者信息系统、先进的公共运输系统、商用 车辆运营系统、先进的车辆控制系统、先进的乡村公路系统自动公路系统 22.智能交通系统的特点:技术的集成性、系统性、先进性、综合性、各种技术的相互关系 23.交通信息源:道路信息、车辆信息、乘客信息、自然环境信息、社会环境信息 24.主要交通信息采集技术:环形线圈感应式采集技术，视频采集检测技术，微波采集检测 技术。
ITS中的信息采集 简介 中的信息采集简介 姓名：何晓轩 学号：121604020016 专业：交通运输工程 年6月 2013 2013年
ITS ITS的概念 的概念ITS（Intelligient Transportation Systems) 利用最先进的信息、通讯技术实现交通的高度信息化，充分合理利用道路资源，实现车辆和行人在道路上的最佳流动，从而缓解道路的超负荷使用。出行者能有效调节自己的出行计划，分散拥挤路段的交通量，达到大幅度提高运输效率、安全性、舒适性并促进环境保护的目的。 实时、准确的交通信息采集是实现交通控制与管理、以及交通流诱导等应用的前提和关键。
交通信息的基础地位 ： 静态交通信息 静态交通信息： 相对固定不变的交通信 息。如：路网信息、交通基 础设施信息等。 ： 实时交通信息： 实时交通信息 随时间变化的交通流信 息。如交通流信息、交通事 故信息、加普通管制信息等。 交通信息采集主要关注 的是实时交通信息中的交通 流信息。如车流量、平均车 速、车辆定位、行程时间等。
当前主要采集技术 根据采集车辆是否与采集系统进行交互，交通信息采集技术分为两大类：独立式采集技术和协作式采集技术。 独立式： 感应线圈检测、地磁检测、微波检测、红外检测、视频检测。 协作式： 基于GPS定位的采集技术、基于RFID的采集技术、基于蜂窝网 络的采集技术。
感应线圈检测 感应线圈检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器，它的感应器是埋在地面下通有一定工作电流的环形线圈，通过检测线圈电感量的变化达到检测车辆存在的目的。 可实现车流量、平均 车速、车道占有率、平均 车长、平均车间距等交通 信息检测。
公安交警信息管理系统 系统建设综述 根据公安部“金盾工程”规划以及《交通管理总体方案》的要求，交警管理信息系统建设的主要目标是：在交通警察管辖的范围内建立一个以网络技术、计算机技术与现代信息技术为支撑的管理平台；以地理信息系统（GIS）为中心，配合电视监控系统、交通信号控制系统、全球定位系统（GPS）等全面、迅速、准确地掌握全市交通秩序、车流量、事故情况、违章情况、驾驶员情况以及其它突发事件，及时做出反映和处理，将现行以手工作业为主的业务管理活动提高到以上平台上，建成全交警系统信息高速公路，籍以提高工作效率和质量，提高交警队伍的战斗力，使交警这面全国公安战线上的红旗在信息建设方面也走到国内同行前列，成为一流的公安队伍。 项目概况及需求 项目概况为了加强对全省各地市的道路交通情况掌握，通过向科技要警力，在有限的警力资源状况下，提高出警效率，合理配置警力，及时有效的处理现场事故，完成总队与各地市支队指挥中心视频图像的连接，特此在省交警总队建立一套远程监控系统，将各个地市(共17个地市)的孤立资源通过这一套系统整合起来，达到资源共享的目的。 目前全省各地市均单独作战，采用传统方式向总队汇报，当有事件发生时总队很难在第一时间了解到现场的情况，更无法观察到现场的状况，为统一指挥、协同作战带来了一定的难度。为加强总队与各支队的联系，更大限度的节约警力，使现有的警力得到充分利用以发挥最大的潜能，更好的服务社会，省交警总队决定完成总队与各地市视频联网工作，决定在总队建立监控中心，将各地市的视频信号通过2M桢中继全部汇总到监控中心。在总队监控中心通过控制各地市的视频切换矩阵，能看到各地市的路口状况,但由于网络带宽的限制，目前各地市仅提供一路视频向总队传输。各地市同时能看到其它地市的视频图像，但因受网络带宽的限制同时只能看到一路视频。 需求分析交通管理信息系统按业务功能划分为：交警内务管理分系统、车管所管理分系统、交通管理分系统、地理信息系统。 1采用高性能路由交换机和光纤构成网络主干，连接支队、市区大队和车管所及车管分所，通过ＤＤＮ专线做备份； 2中队及县大队通过专线或ＰＳＴＮ与主干相连； 3基于客户／服务器（Ｃlient/Server）的体系结构； 4采用高性能小型机或高档ＰＣ服务器阵列，作为支队和车管所的中心服务器； 5采用大型数据库系统； 6在交警支队管辖范围内，采用国际标准网络协议，使支队与大队、车管所等单位连网，并通过高速信道与
一种新型的交通信息采集系统——浮动车交通信息采集系统研 究 一、浮动车系统简介 目前北京市现有的交通信息采集系统主要包括：环型线圈检测系统、微波检测系统、超声波检测系统、视频检测系统（含牌照识别检测系统）等。这些都是固定点交通流检测系统，能够检测道路断面交通流量、速度等交通参数，但覆盖范围有限。目前，系统基本覆盖二、三、四环和联络线，以及四横两纵的主干路，对次干路和支路没有覆盖。而且除牌照识别检测系统外，其它固定点检测系统检测到的交通流信息都是断面信息，不能完整反映区段交通运行情况，如只能获取断面速度，而不能获取路段平均旅行速度。 浮动车交通信息采集系统（简称浮动车系统，FCD）是伴随着ITS新技术应用而在近几年发展起来的动态实时交通流信息采集技术。所谓浮动车就是指安装有定位和无线通信装置的普通车辆(如出租车、公交车、警车等)，这种车辆能够与交通数据中心进行信息交换。而浮动车系统是指通过交通流中一定比例的浮动车辆与交通数据中心实时交换数据的一种新型交通信息采集系统。 浮动车系统之所以得到重视，主要原因在于浮动车系统有别于传统固定检测方法的突出特点：（1）覆盖面广，采集范围不再仅仅是点、线，而是面；（2）投资省。浮动车系统通常结合调度和诱导系统建设，大大节省了投资；（3）采集数据多样、准确。浮动车系统采集的路段平均车速、旅行时间对于了解道路运行状况、分析拥堵原因、提供交通诱导服务等都是非常关键的参数。 目前在欧洲（主要是英国、德国）、美国、日本都在积极研发和推广应用浮动车交通信息采集系统。交研中心自2003年开始，即通过与国外知名科研机构、企业等进行交流与合作，开展浮动车交通信息采集系统的相关研究工作。2004年，交研中心与美国通用公司合作完成了《北京2008奥运会浮动车实时交通流信息采集示范系统可行性研究》。 2005年，承担北京市科委科技计划课题《浮动车交通信息采集系统研究》，进行全面的技术研究和示范系统建设。经过近两年的深入研究，2007年3月，北京市科委组织专家对本课题成果进行了验收评审。 二、已取得的成果 1、技术研发 确定不同覆盖率要求条件下的浮动车数量规模。针对我国大城市复杂路网特性，开发了基于改进的最优路径选择的浮动车数据实时地图匹配算法，尤其解决了主辅路并行、立交匝道等复杂区域的地图匹配难题，既满足了浮动车交通信息采集系统实时计算的速度性能要求，也达到了95%的匹配准确率。建立了适合不同数据采集间隔的路段速度估算算法，通过对快速路的实际验证，算法精度达到90%以上。 2、应用系统搭建
交通信息采集技术综述 摘要：我们都知道，准确的交通信息采集是智能交通系统的基石。如何获得准确、实时的交通信息对ITS的应用效果起着至关重要的作用。而交通信息的采集又分为静态交通信息采集与动态交通信息采集。因此本文将分类介绍这两种交通信息所对应的采集技术，其中着重介绍动态交通信息技术采集，分析它们的优缺点与适用场所，并对交通信息采集技术的未来发展做出合理展望。 关键词：交通信息；采集技术；智能交通系统；动态；静态； Abstract:As we all know, the accurate traffic information collection is the foundation of Intelligent Transport System. How to obtain accurate and real-time traffic information plays an important role in ITS application. The traffic information collection is divided into two parts: static traffic information acquisition and dynamic traffic information collection. So this article will introduce classification of these two kinds of traffic information collection technology, which mainly focuses on dynamic traffic information collection, analysis the advantages and disadvantages of them and scope of application. Also, make reasonable forecast of the future development of traffic information collection technology. Key Words: traffic information; technology of collection; Intelligent Transport System; static; dynamic; 引言 20 世纪90 年代以来，智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）得到了飞速发展，并日益成为提高运输效率、改善行车安全、减少空气污染的重要途径。实时、准确的交通信息采集是实现交通控制与管理，以及交通流诱导等应用的前提和关键。我们通常根据信息的变化程度，将交通信息分为2 种：静态交通信息和动态交通信息。其中，静态交通信息指短期内不会发生太大变化的交通信息，如路网信息、交通基础设施信息等；动态交通信息是指随时间变化的交通信息，如交通流信息、交通事故信息、环境状况信息等。而智能交通的信息采集主要关注的是动态交通信息中的交通流信息，如车流量、平均车速、车辆类型、车辆定位、行程时间等。对于上述不同类型的交通信息，采集技术种类很多，动态交通信息采集可分为非自动采集和自动采集两大类。非自动采集需要人工干预才能完成交通信息的采集，需要大量的人力和物力，不适用于长时间的观测，而且人工采集获得的动态交通信息很难满足ITS对交通信息的实时性要求。自动采集技术完全依靠采集设备自动感知道路上车辆的存在和通过，实现对交通流信息全方位、实时的采集。本文通过对各种动态交通信息自动采集技术进行比较研究，分析了各自所能采集的交通流参数及优缺点，并对自动采集技术的优化选用进行了分析，最后根据交通工程和信息技术的发展状况，对未来动态交通信息采集技术的发展方向进行了展望。 1.静态交通信息采集技术 金泰交通信息主要包括与道路交通规划、管理相关的一些比较固定的、在短
基于Zigbee技术的智能家居系统设计方 家居设备通过Zigbee 进行无线组网，把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上， 进行实时的显示并进行后续的利用和控制；同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别。如入侵检测，人脸检测和识别等。 智能家居又称为智能住宅，在国外常用Smart Home 表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electr ON ic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（Intel ligent Home/Building）等。 智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。智能家居可以提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流通畅，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。 1 项目概述 1.1 智能家居发展概况 智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30 年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003 年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。 1.2 开发板主要参数 本项目所使用开发板为Real6410 开发板，采用三星公司的ARM11 内核的处理器 S3C6410.开发板上还集成了123 M的DDR 内存以及1 GB NandFlash, 同时预留了
交通运输管理信息技术 本课的目的： 了解管理信息系统在交通运输中的应用现状和前景，学习交通运输信息的基本技术和方法，通过对铁路主要的信息系统如铁路运输管理信息系统TMIS、铁路客票预售及发售系统、计算机编制列车运行图、铁路编组站货车信息系统等有一个系统的学习，进而使学生具有研究和开发交通运输信息系统的基本能力，对铁路运输现代化有一个初步的认识和了解。 学生学完本课程应达到以下基本要求： 1、掌握交通运输信息、交通运输信息系统的基本概念、基本方法和基本知识，了解交通运输信息的基本技术和方法。 2、初步了解和掌握铁路运输中铁路运输管理信息系统TMIS、铁路客票预售及发售系统等主要信息系统。 3、初步具备研究和开发交通运输信息系统的基本能力。 成绩考核方法 ①资料查阅及小论文（40％） ②卷面考试（60％）
教学容： 管理信息系统的基本概念 管理信息系统的开发方法 交通运输信息系统的技术基础TMIS系统 编组站自动化系统 客票发售和预售系统 客运站综合信息系统 计算机编制列车运行图系统 地理信息系统在交通运输中的应用联系方式： 吕红霞 87600706（办） 87630828（家）
交通运输管理信息系统 第一章绪论 一、铁路运输的特点 1．铁路是一个复杂的大系统 它是由许多部门，例如，车务、工务、机务、电务等系统密切配合、互相协调共同进行运输生产活动的综合性企业。各个子系统是相互独立的，但又是相互联系和制约的，而且是在集中同意指挥下各部门围绕着完成运行图所规定的运输任务而共同努力。 2．铁路运输生产过程具有点多、线长，连续性强、节奏性强等特点 1）点多：全路有5千多个大小车站，是铁路运输工作和基层生产单位。 2）线长：全路有6万多公里线路，到95年底营业线路超过6万公里。 3）连续性强：铁路是一年365天，每天24小时不停，全天候运转，除了特殊灾害，风雨无阻。 4）节奏性强：铁路就象一个交响乐队，各部门只有在统一的指挥下，协调的有节奏的进行工作，才能保证铁路运输的安全、正点，四通八达，畅通无阻，当好先行。铁路是半军事化企业，总调度长代表部长指挥生产。 二、在铁路运输生产中应用计算机的必要性
信息采集系统解决方案 1系统概述 信息采集是信息服务的基础，为信息处理和发布工作提供数据来源支持。信息数据来源的丰富性、准确性、实时性、覆盖度等指标是信息服务的关键一环，对信息服务质量的影响至关重要。针对交通流信息数据，包括流量、速度、密度等，目前主要是基于微波、视频、地磁等固定车辆检测器以及浮动车等移动式车辆检测器进行采集，各种采集方式都存在响应的利弊。针对车驾管以及出入境数据，包括车辆信息、驾驶人信息、出入境办证进度信息等，主要是通过和公安相关的数据库进行对接，此类信息将在信息分析处理系统进行详细介绍。 针对目前交通信息来源的多样性以及今后服务质量水平发展对信息来源种类扩展要求，需要建设一套统一的，具备良好兼容性和前瞻性的交通信息统一接入接口。一方面，本期项目的各种交通信息来源可以使用该接口进行数据接入，另一方面，当新的或第三方的交通信息来源需要加入到本系统中来时，可以使用该接口进行数据接入，不需要再次投入资源进行额外开发。 统一接入接口建成后，根据各种数据来源系统的网络环境、系统技术特性和交通流信息数据特点，开发相应的交通信息数据对接程序，逐一完成微波采集系统、浮动车分析系统、人工采集等来源的交通信息数据采集接入。 2系统架构及功能介绍 2.1统一接入接口 统一接入接口的建设的关键任务包括接口技术规范制定、路网路段编码规则约定及交通信息数据结构约定等多个方面。
2.1.1接口技术规范 一方面由于本系统接入的交通信息数据来源多样，开发语言和系统运行的环境均存在差异，不具备统一的技术特性；另一方面，考虑到以后可能需要接入更多新的或第三方的信息系统作为数据来源，应当选择较成熟和通用的接口实现技术作为本项目的交通流信息采集统一接入接口实现技术。 根据目前信息系统建设的行业现状，选择Web Service和TCP/UDP Socket 作为数据传输接口的实现技术是较优的选择。Web Service和TCP/UDP Socket 具有实时性强、通用性强、应用广泛、技术支持资源丰富等优势，可以实现跨硬件平台、跨操作系统、跨开发语言的数据传输和信息交换。 项目实施时需要根据现有的信息采集系统的技术特点来具体分析，以选定采用Web Service或TCP/UDP Socket作为接口实现技术，必要时可以两种方式并举，提供高兼容度的接口形式。 为了保护接入接口及其数据传输的安全性，避免恶意攻击访问，避免恶意数据窃取，可以使用身份认证、加密传输等技术来加以保证。 统一数据采集接口的工作流程可以如下进行：
交通信息采集技术综述 摘要：智能交通系统的发展离不开交通采集信息的支持，交通信息采集技术的不断成熟与革新为交通信息处理和服务提供了丰富的交通数据资源。总结目前动态交通采集信息流行的采集技术及方法；并分析多种采集技术的优缺点，为面向交通信息利用的交通信息采集、预处理技术方法提供参考。 关键词：交通信息；采集技术；智能交通；检测技术；综述 Traffic Information Acquisition Technology Overview Abstract:The development of the intelligent transportation system cannot leave the support of gathering information,traffic information collection technology matures and innovation for traffic information processing and service provides a rich data resources.Summary of the current dynamic traffic popular gathering information acquisition technology and method;And analyzes the advantages and disadvantages of various acquisition technology,for traffic information using the method of traffic information collection,pretreatment technology to provide the reference. Key words:Traffic Information; Acquisition Technology; Intelligent Transportation; Detection Technology; Overview 0引言 交通信息是ITS顺利实施的重要前提，及时、准确地感知多源的交通信息对于ITS来说是至关重要的。目前，世界上很多大中城市都已经具备了实时采集、处理、分析和发布大规范道路网络的交通信息的能力。交通信息采集的必要性主要体现在以下三个方面：1.智能交通系统建设的需要，2.提供交通信息服务的需要，3.交通规划的需要。由此可见，交通信息的采集已成为交通管理监控活动的重要组成部分。 1交通信息主要采集技术 1.1微波雷达交通信息采集技术 1.1.1技术原理 微波雷达检测器可安装在路中央的半空，也可安装在路边。当车辆穿过雷达波覆盖区域时，车辆会将雷达波束反射至雷达天线，接收器通过雷达天线接收车辆的信息，包括车速、车流量、车长等数据。 1.1.2 技术介绍 常用的微波雷达检测技术包括微波检测、红外检测、超声波检测和激光检测。 微波检测器是一种工作在微波频段的雷达探测器，行驶的车辆反射由它发射的调频微波，反射波的频率由于多普勒效应会发生偏移，根据这种频率的偏移可以检测车流信息。 微波检测器采集系统由微波检测器、串口数据传输线、系统软件和固定支架构成。安装在支架上的检测器利用串口数据传输线与通信设备相连。微波检测器可以与控制中心的主控机进行通信，检测器将采集的交通数据发送至主控机，主控机可以对检测器进行参数的设定和故障检测。 微波检测器在恶劣的气候下性能出色，能够全天候工作；安装维护方便；使用寿命长。但是在车辆拥堵以及车辆分布不均的情况下，可能会漏记车辆的通过数据，测量精度会降低。 红外检测器是基于光学原理的车辆检测器，包括有主动和被动两种类型。 主动红外检测器可以发射有一定能量的红外线，如果有车辆经过，该红外线会被车辆反射回检测器。检测器通过对反射回来的红外线的能量分析，可以获得交通量、车速、排队长度等交通数据。 主动型红外检测器包括一个红外发光管和一个接收管。检测器的红外发射管向道路上辐射由调制脉冲发生器产生的调制脉冲。红外接收管接收由车辆反射回来的红外线脉冲，红外线脉冲被接收后，经红外调解器调解，经过选通，放大，整流和滤波后触发驱动器输出一个检测信号。 被动红外检测器利用的是车辆本身辐射的能量，它利用一个能量接收传感器检测在一定区域内经过的车辆的能量。根据接收能量的变化，被动红外检测器可以获得交通量，排队长度等交通数据。 红外检测器安装和维护较方便，具有快速准确的检测能力。缺点是受周围环境和气象的影响较大，工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作，检测精度会降低，误检率较高。 超声波检测器利用车辆形状对超声波的影响，对车流量、车速以及道路占有率等交通信息进行采集，
辽宁建材 ２００８年第５期 基于Ｚｉｇｂｅｅ的智能家居无线图像监控系统设计与实现 １引言 随着计算机的普及和信息技术的迅猛发展，人们已不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入家庭及住宅小区，并迅速在世界各地发展起来。人们对居住环境要求的日见增高，体现在希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全。监控系统作为安全防范的重要手段，越来越多的应用在智能家居中。 无线监控系统集成了计算机技术、无线宽带通讯技术、图像解压缩技术、图像识别技术、红外图像采集技术、工业数据采集等诸多学科的技术。与传统的有线监控系统相比，它具有很大的优势：系统的组建比较简单，可省去布线的麻烦；具有可移动性，并且不受地点限制，可随意摆放在家里任何一个角落；在拆迁时直接取下布置的无线监控产品就可以带走了。 目前，无线图像监控系统广泛应用于家居监控、交通监控、１１０报警中心对城市重要现场监控、公安通讯指挥车的重要现场监控、收费站监控系统、油田及矿山的重要现场监控、重要仓库，码头、森林防火监控、银行监控联网等领域。 ２无线通信技术介绍 目前，各种无线传输技术林立，都在争取成为市场标准。每个技术都有其立足的特点：有基于传输速度、距离、耗电量等特殊要求的；有着眼于功能的扩充性的；还有符合某些单一应用的特别要求的。 （１）蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距离无线接口，能在近距离范围内实现相互通信或操作。但蓝牙技术遭遇最大的障碍是过于昂贵。突出表现在芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。 （２）ＩｒＤＡ是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网（ＰＡＮ）的技术。 ＩｒＤＡ的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功能低、连接方便、简单易用的特点。此外，红外线发射角度较小，传输上安全性高。ＩｒＤＡ的不足在于它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其它物体阻隔。 （３）Ｗｉ－Ｆｉ无线保真技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。虽然由Ｗｉ－Ｆｉ技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到１１ｍｂｐｓ，符合个人和社会信息化的需求。 （４）Ｚｉｇｂｅｅ是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“ＨｏｍｅＲＦＬｉｔｅ”或“ＦｉｒｅＦｌｙ”无线技术，主要用于近距离无线连接。与蓝牙、红外、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ和无线局域网等无线系统相比较，ＺｉｇＢｅｅ技术的主要包括数据传输速率低、功耗低、成本低、时延短、安全、网络容量大、优良的网络拓扑能力、有效范围小、工作频段灵活等特点。 赵强 （沈阳建筑大学，辽宁沈阳１１０１６８） ［摘要］本文结合智能家居监控系统的实际需求，提出了一种基于ＺｉｇＢｅｅ协议的无线图像监控解决方案，并介绍了该方案的硬件设计、软件开发的方法及过程。 ［关键词］ＺｉｇＢｅｅ；智能家居；图像监控；无线通信；微控制器 ［中图分类号］ＴＵ８５８［文献标识码］Ａ［文章编号］１００９－０１４２（２００８）０５－００２８－０３ ［收稿日期］２００８－０５－１４ ２８
八、交通流信息采集系统设计 1.交通信息采集系统背景简介 交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过获取全面的、丰富的、实时的交通信息不但可以把握城市道路的发展现状，而且可以对未来发展进行预测，为城市交通规划和交通管理部门的正确决策提供科学依据。交通信息服务也是智能交通系统功能的一个重要方面，未来智能交通系统先进的交通管理系统（ATMS）和先进的交通信息系统（ATIS）等都离不开交通信息，动态交通诱导功能是智能交通系统的核心之一，这一功能的实现也是以城市交通系统中实时交通信息为基础。因此，交通信息采集与处理技术无论对城市的交通规划、路网建设、交通管理，还是对未来智能交通系统功能的实现都是非常重要的，是城市交通发展规划和道路交通科学管理的重要建设内容。 现代化智能交通管理系统的建设过程中，实现交通状况的实时检测和判别是关键的一步，道路车辆数据采集器是交通信息数据重要的采集终端，主要功能是对于过往车辆进行计数、测速、车型分类，然后分析计算占道信息、单位时间内车流量、车流平均速度等，以此判断道路拥挤状况，然后通过通信接口，把采集到的数据按预定的时间处理周期发送到管理监控中心，为交通调度和交通事件告警提供决策服务。车流检测器伴随着智能交通系统技术的渐趋成熟而快速发展起来，独立的车检器在国外已经有80多年的历史。我国从上世纪90年代初开始逐步引入以线圈检测技术为代表的车辆检测器，经过十几年的发展，技术上基本走向成熟，性能价格比也很高，但在稳定性、抗干扰、检测灵敏度等方面还有所欠缺，因此国产车检器市场尚处于培育阶段。目前国内应用的车检器多数还是采用国外的进口设备，如英国PEEK公司的MTS4E，南非NORTECH的TD634ES，南非PROCON公司的LD系列车检器，英国的MoniSense系列、德国SIEMENS公司的产品等。 目前国际上对交通流量数据采集有很多种方式，微波雷达、视频、红外和地感线圈等，归纳起来主要有三大类：磁频、波频和视频。环形地感线圈采集方式属于磁频采集技术，当有机动车通过检测区域时，在电磁感应的作用下交通检测器内的电流会跳跃式上升。当该电流超过指定阀值时会触发记录仪，实现对车辆计数和通过时间的检测。通过设置双线圈可以实现车辆通过时速度的检测。 蓝盾LD-100地感线圈交通信息采集系统是一种采用磁频技术开发的交通流量检测器，它使用环形地感线圈作为车辆通过时的电磁感应传感器。可以对路段的交通流量进行检测，系统由前置路口设备和后台中心数据处理两部分组成。该系统是安徽蓝盾光电子股份有限公
交通信息采集与发布系统 4.1 交通信息采集系统 4.1.1 前言概况 现在社会交通的发展，交通检测器的应用越来越普及。交通检测器以车辆为检测目标，检测车辆的通过或存在状况，也检测路上车流的各种参数，其作用是为控制系统提供足够的信息以便进行最优的控制。常用的检测器有环形线圈检测器、超声波检测器、红外线检测器、微波检测器、视频图像处理机等。 检测器种类很多，其工作原理大致可分为两类：①检测能使某种开关触点闭合的机械力；②检测因车辆的运动或存在引起的能量变化。压力检测器就是利用机械力检测的例子，而利用能量变化进行检测则有环形线圈检测器超声波检测 按照能否检测静止车辆来分，检测器可分为两类。有些检测器如环形线圈、磁强计检测器能检测存在于检测区域的静止或运动的车辆，这类检测器称为存在型检测器；而另一类检测器只能检测运动通过检测区域的车辆，这类检测器称作通过型检测器。 检测器还可以检测和交通有关的环境条件，以便在出现有害的环境条件时能够对交通进行控制或提出警告。 4.1.2 信息采集方式 环形线圈检测器 1) 环形线圈检测器的构成及其检测原理环形线圈检测器是一种基于电磁感应原理的 车辆检测器，它的传感器是一个埋在路面下面、通过一定工作电流的环形线圈。 当车辆通过线圈或停在线圈上时，车辆引起线圈回路电感量的变化，检测器检测出
变化量就可以检测出车辆的存在，从而达到检测目的。 环形线圈检测器主要包括：环形线圈、线圈调谐回路和检测电路。 1、环形线圈 环形线圈是由专用电缆几匝构成（一般为4 匝），一般规格为2m×2m 的正方形，根据不同的需要，可以改变线圈的形状和尺寸。对车辆检测起直接作用的是环形线圈回路的总电感。总电感主要包括环形线圈的自感和线圈与车辆之间的互感。当铁磁性的车体进入环形线圈时，车体内会感生涡电流，并且产生与环路向耦合但方向相反的电磁场，即互感，降低线圈环路电感。由于线圈设计成涡流影响占支配地位的状态，所以环路总电感量L 减少。检测出线圈环路电感量的变化，就可以判断车辆的存在或通过。 2、调谐回路环形线圈作为一个感应元件，通过一个变压器接到被恒流源支持的调谐回路上，该调谐回路是LC 谐振回路，设计选择电容C, 使调谐回路有一个固定的震荡频率。车辆进入环形线圈将使回路总电感L 减少，因而也会使震荡回路频率增大。只要将该回路的输出送检测电路处理得到频率随时间变化的信号就可以检测出是否有车辆通过。 3、信号检测与输出 检测电路包括相位锁定器、相位比较器、输出电路等，现在很多型号的环形线圈检测器还包含微处理器，它与检测电路一起构成信号检测处理单元。相位比较器的一个输入信号是相位锁定器的输出信号，其频率为调谐回路的固有震荡频率，另一个输入信号跟踪车辆通过线圈时谐振回路的频率变化，从而使输出的信号为一反映频率随时间变化的电压信号也就是反映车辆通过环形线 圈的过程的信号 输出电路先将相位比较器输出的信号进行放大，然后以两种方式输出，即模拟量输出、数字量输出。模拟量输出用来分别车型，数字信号输出用来计数或控制。亦可用微机综合处理输出信号获得各种交通参数。带有微处理机的环形线圈 检测器则可以直接做到这一点。 2）环形线圈检测系统的构成 环形线圈检测系统包括埋于路面下面的环形线圈、接线盒、传输电缆、信号检测处理单元等。检测车辆时，将一个或多个环形线圈按一定的方法埋于路面下，线头接入接
智能交通信息采集技术研究与软件实现 发表时间：2019-11-14T11:04:32.650Z 来源：《科学与技术》2019年第12期作者：朱旭 [导读] 我国解决交通拥堵的一个出路是建成智能交通信息采集系统，通过对各类数据的获取和计算，合理调整不同道路中的车流量以及交通指示灯的运行情况。 摘要：我国解决交通拥堵的一个出路是建成智能交通信息采集系统，通过对各类数据的获取和计算，合理调整不同道路中的车流量以及交通指示灯的运行情况。基于对智能交通信息采集系统整体性实现方法的了解和明确，本文重点分析了软件系统的实现方式，从而让该系统能够发挥其本身具有的作用，实现对于交通拥堵问题的全面解决。 关键词：智能交通系统；数据采集系统；分析软件 引言：智能交通信息采集技术一方面要实现对所有数据的收集和整理，为后续的工作过程奠定基础，尤其是要了解交通系统是否处于最优质的运行状态。另一方面要分析该系统是否能够处于安全稳定的运行状况下，尤其是通过对软件系统的使用，主动或被动消除运行过程中存在的干扰，提高系统运行稳定性。 一、智能交通信息采集技术的实现 （一）道路信息获取 道路信息获取包括多种信息，首先是整个道路系统中的车流量以及人行流量，实现今后一段时间内交通拥堵程度的准确预测。其次明确道路在单位时间内的车辆类型，大型车辆对于交通系统的堵塞危害更为严重，小型车辆在达到一定的量级后也会出现大面积的堵塞问题，通过对这类信息的描述，可以预测交通高峰期的到来时间，为具体的设施运行参数控制过程奠定基础。最后则是需要记录其余的信息，包括道路的整修信息、人流量的信息以及交通事故的发生信息等，这些信息都需要具备极高的权重，分析该道路交通系统是否会出现严重的堵塞问题。 （二）获取信息分析 获取信息的分析要经过对于信息的全面整合，并提高信息的精度，采用方法是通过滤波的形式去除干扰，依靠对于采集到图像的像素分析，了解整个道路系统中是否存在严重的交通堵塞隐患，以此为标准了解今后是否能够获取相关的信息。了解该参数后需要对信息进行整理和核算，整理的方法是把信息输入到已经建成的数学模型中，由模型明确和分析该系统今后存在的问题以及安全隐患，尤其需要预测在单位时间整个系统是否会出现严重的交通堵塞问题。 （三）必要算法选用 由于数据采集系统并不能够属于理想运行环境，所以会受到各类干扰，这就要求选用的算法能够实现滤波工作，通常情况下，运行中能够通过对于各类干扰波的核算和检测，向整个系统中发送与之相反的信号波，以实现对于干扰信号的主动清除[1]。此外选用的软件算法系统也要确保占据更小的空间，以防止对于硬件系统造成严重的影响，并且从最终取得的实际效果上来看，该系统要能够自主清除产生的缓存碎片以及数据碎片，防止整个数据系统的存储空间逐渐下降。 （四）通信系统建成 通信系统建设过程首先要完成对于各类数据的精确传递，可通过建成无线通信系统实现这一功能，将获取的数据传递给接受设备中，将无线信号转换为电信号，通过光缆将其传递到信息化处理服务器中。 该服务器经过对信号的处理完成滤波工作，并完成像素计数工作，在此基础上了解不同区域的实际交通情况，之后则需要发出相关的指令。指令的发送过程则属于通信系统的逆运行过程，通过不同的线缆以及具体前置信号字节的使用，让不同区域的控制指令信号接收设备能够获取对这一区域被控对象的具体控制指令，并将这一指令发送给被控对象，在此基础上调节各类设施的实际运行状况。另外从实际的作用效果上来看，该系统要能够建成信号的发出和接收设备，并且借助对于各类信号作用效果的了解和描述，为这一系统的运行过程奠定基础，尤其是在相关信号的接受过程，更是需要保持所有的信号都能够被正确的设施响应，所以对通信系统的运行稳定性、安全性以及数据的处理能力都提出了极高要求。今后可通过建成的5G通信技术，实现对于各类信号的即时性传递，此外5G基站建设后可在一定程度上去除光纤通信技术，以达到削减智能交通系统建设成本的目的。 二、智能交通信息采集系统的软件实现 （一）网络功能确定 网络功能确定中，通过对当前整个交通系统需要满足项目的了解，可以确定首先要能够实现对于数据的采集和预处理、数据的储蓄等。 采集系统可由摄像头等装置记录，并通过对于像素的核算与处理，实现对于该区域单位时间内车流量、人流量等信息的全面有效分析。其次要实现对于今后一段时间交通系统运行情况的预测工作，要把已经获取的参数代入到专用的数据模型中，该模型可以通过对所有数据的核算，预测今后一段时间内是否会出现严重的交通拥堵问题。 最后则是相应的控制指令发出，通过对当前已经开发出算法和软件开发方法的研究，本文认为要在该系统中设置相应的定位体系，可借助GPS系统以及北斗卫星导航系统实现对于不同测量区域的定位工作，并且该信息要能够整合到后续的计算过程，另外通信系统可采用目前已开发出了4G通信技术或5G通信技术实现对于各类数据的及时性传输工作，从而让整个系统的运行稳定度能够获得大幅度的提高，同时对相关端口进行接入和调整，可考虑采用数据处理和采集过程中的A/D卡实现，这一技术当前已经经过了多年的发展和检验，发现能够满足智能交通系统的数据获取要求和检测要求。 （二）系统平台选择 系统平台中最基础的工作时硬件平台选择，对于智能交通系统来说，由于要全面保障其运行的稳定性，所以要在考虑整个平台性能的基础上，再完成成本、安装需求和日常检测要求的全面分析工作，其中系统的性能是需要考虑的重点。 对于软件平台，首先要考虑开发环境，可以采用Linux系统，原因是该系统与各类硬件平台之间都具有更好的兼容性，并且运行过程中，该系统具有核心稳定、功能强大等特征，可以实现数据的全面监测和管理。对于开发语言的选择，本文认为可采用C++，该语言能够实现对于所有关键功能的实现以及数据获取，并且该语言已经成为当前世界范围内最为常用的语言，可以进一步提高软件运行的稳定性和