毕业设计（论文）
相关材料
题目基于物联网的交通
专业电子信息工程技术
班级电信一班
学生刘精
指导教师何丽芳
重庆交通大学
2014年5月15日
重庆交通大学应用技术学院
毕业论文
论文题目基于物联网的交通
系别应用技术系
专业班级电子信息工程技术一班
毕业生姓名刘精学号2011680107
指导教师何丽芳
课题小组成员：刘精、宋强
填表日期2014年5月
摘要
摘要
物联网技术是全球信息化产业的一个重要科技，受到各界重视。是发源于互联网的一种新型信息技术。物联网技术在智能交通领域中的应用已经得到了国内外相关研究机构的高度重视。本文主要通过介绍物联网的基本概念及重要技术来实现对城市交通系统的智能化管理。实现对交通密集区域的需求分析，从而达到最大化优化。分析了该智能化管理系统的工作流程和其对城市交通优化后带来的便利。以及基于物联网交通的应用进行了分析研究和发展物联网的重大意义。
关键字：物联网技术、交通
ABSTRACT
ABSTRACT
The Internet of things technology is an important technology of global information industry, various attention. The Internet of things originated in the Internet is a new information technology. The application of EPC system network technology in intelligent transportation system has been caught great attention of relevant research institutions at home and abroad. This paper introduces the concept of Internet of things and important technology to realize the intelligent management of the city traffic system. The demand analysis of the traffic area, so as to achieve the maximization. Analysis of the intelligent management system work flow and the city traffic convenience brought after optimization. Based on the application and network traffic are of great significance to study and the development of the Internet of things
Keywords: internet of things technology, transportation
目录
摘要 (Ⅰ)
ABSTRACT (Ⅱ)
第1章绪论 (1)
1.1 研究背景 (1)
1.2 研究的目的与意义 (1)
1.3 国内外的研究现状 (2)
1.3.1 国内的研究现状 (2)
1.3.2 国外的研究现状 (3)
1.4 基于物联网技术交通系统的应用现状 (4)
第2章基于物联网的交通系统 (6)
2.1 物联网交通的基本概念 (6)
2.1.1 物联网的基本概念 (6)
2.1.2 物联网交通的含义与基本特征 (7)
2.2 物联网用于交通系统的关键技术 (8)
2.2.1射频识别技术（RFID） (8)
2.2.2车辆识别技术 (9)
2.2.3全球定位技术 (9)
2.2.4区域需求分析技术 (9)
第3章基于物联网的交通信息系统 (10)
3.1 基于物联网交通信息需求及其特征 (10)
3.1.1交通信息的需求分析 (10)
3.1.2交通信息需求特征 (10)
3.2 交通信息网络物联的构建 (11)
3.2.1 交通设备网络的定位 (11)
3.2.2 需求区域的交通信息 (11)
3.2.3 交通信息网络的体系结构 (12)
3.3 系统模块组成及工作流程 (13)
3.3.1系统组成模块说明 (13)
3.3.2系统工作流程 (14)
3.3.3 系统的调度及信息分配管理 (14)
3.4 本章小结 (15)
第4章基于物联网的交通诱导系统 (16)
4.1 交通诱导系统的基本概念 (16)
4.2动态交通诱导系统的分析 (16)
4.2.1 动态交通诱导系统的需求分析 (17)
4.2.2 动态交通诱导系统的决策分析 (17)
4.2.3 动态交通系统的动态路径分析 (18)
4.2.4 动态交通诱导系统的框架设计 (19)
4.3交通诱导系统工作流程 (20)
4.4 本章小结 (21)
第5章结论与展望 (23)
5.1 结论 (23)
5.2 展望 (23)
致谢 (24)
参考文献 (25)
第1章绪论
1.1 研究背景
物联网技术是继计算机技术和互联网发展后信息科技的最新发展方向，是信息产业革命的第三次浪潮。它正影响着各个产业的发展格局，而随着国民经济和人均收入水平的提高，我国交通领域的发展呈现出爆炸性的增长，交通的发展正处于从传统的“眼睛看”模式向智能信息化模式过渡进程中，现今恰逢信息时代，信息的交流和处理占据了很大的作用。交通急需用现代科技进行模式改造，用信息化经营形式去推进。用上服务发展理念加以引领。交通运输是人们社会生活中的不可或缺的重要方式。也是大众生活沟通交流的交通线路工具。基于物联网的交通是利用感知技术、信息技术、通信技术、控制技术等高新技术的有机结合来改善驾驶行为实现车辆间的实时监控，优化道路交通资源，推进智能化交通的发展。
1.2 研究的目的与意义
随着我国经济的快速发展，汽车行业进入一个迅猛发展的时期，汽车的普及率越来越高。这在方便大众出行的同时，也给城市交通带来了诸多不便。现如今，我国的各大一线城市中出现限号、限牌、不遵守交通规则、乱闯红绿灯、打车难、城市早晚高峰出行问题的不断出现、道路资源不能得到最大最好的利用、道路拥堵、上下班高峰时期、停车场的使用效率过低等等问题。
为了缓解城市发展对交通系统带来的巨大压力，也为了方便人们的出行，智能化的交通是应运而生。而物联网技术使得这个想法可以成为现实，IPv6的使用，可以推动物联网的巨大发展，创造一个智能化的现代。
我们不能忽略一个事实，那就是无论发达国家还是发展中国家的道路建设速度永远赶不上汽车增长的速度交通拥堵愈演愈烈。城市拥堵不能靠政府颁布限购、限号甚至收拥堵费等政策来治理。现在是信息社会，我们要用物联网下的智能交通来解决。因此,在大力发展各项基础设施的同时, 如何在现有的道路情况下实现对人、路、车的有效监
控实现道路利用效率的最大化, 便成了有效解决目前交通拥堵问题的当务之急。幸运的是一种高度信息化、可合理利用道路资源、可实现车辆与行人、车辆与车辆之间最佳流动的交通解决方案一一智能交通(ITS) 己应运而生。为了解决此类问题，本文提出了一种基于物联网的交通管理系统方案，并分析该方案为交通所带来的便利和效益。
1.3 国内外的研究现状
1.3.1 国内的研究现状
近几年来,物联网成为国内外热烈讨论和重点研究的问题之一,很多国家已经将物联网上升为国家战略的高度。目前,物联网的一些初级应用已经在很多领域为我们服务,而物联网理念是在很多基础应用上推出的聚合型集成的创新,这些先进的初级应用让我们坚信了物联网未来潜藏的巨大经济价值。但由于物联网发展处于起步阶段,目前我国发展物联网还存在很多困难,如概念不清、应用不足、前景不明等诸多问题。
2010年,我国将物联网发展问题写入《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》,物联网产业得到较快发展。之后,2011年,物联网产业得到政策的扶持力度继续加大,多项支持方案落到实处。2011年4月,工信部和财政部设立物联网专项资金,推动产业快速发展。2012年2月,工信部正式发布《物联网"十二五"发展规划》,指明产业未来发展道路。
目前，我国的相关企业和中国移动、中国电信等电信运营商都正在积极开展与物联网相关的研究工作，并取得了一系列的成果。国内不少省份已经大量采用传感网来对物流、电力、交通、公安、农业和渔业等领域进行控制并提供相关服务，物联网已经在我国的物流信息化、公交视频化、校讯通、农村信息化、渔牧业、监控水文水质等方面进行了应用。国务院相关部委在2011年相继公布了一系列的促进物联网产业发展的政策措施项目产业规划与示范工程，政府的积极推动为物联网产业营造了良好的发展环境。
物联网的发展在给我们的工作，学习和生活带来极大便利的同时，也存在着诸多的问题。虽然，现在我国各行各业都在提物联网，都或多或少地参与到物联网的建设与应用中来，但是这些工作在很大程度上都是重复性的，存在着浪费人力、物力，却没有取得实质性成果的情况。这些都需要从国家层面上做出统一的发展规划，并在相关企事业单位之间充分协调，最终实现相关领域的标准化和研究的可持续性发展，使物联网健康持续发展。相比其他国家，我国在“物联网”的启动及发展上并不落后。“新一代宽带
移动无线通信网”作为《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006--2020年）》中的一项重大科技专项，它代表了我国信息技术的主要发展方向。在这一重大科技专项中明确提出重点研究传感器及其网络。
目前，由于我国的国情比较特殊，人口基数大，物品繁多。因此我国物联网交通的发展要显得尤为艰难。我国物联网交通的应用以闭环应用为主，相关企业在各自较为熟悉的应用领域中独自为战，如我们所熟悉的腾讯公司所推出的“滴滴打车”这种互联网应用，也算是不完全的物联网。产业较为分散，导致这一现象发生的根本原因在于我国物联网技术缺乏统一的标准，在新兴领域缺乏成熟的商业模式。相关公司开发的与物联网有关的业务以定制项目为主，这种定制项目缺乏可复制性; 相关企业间没有标准通信联系，使得企业间的资源无法共享在物联网中实现物物互联，造成极大的资源浪费。而且在传统网络中实现计算机与计算机互联一样，首先需要解决海量待联物品唯一编码的问题，这首先涉及到全国车辆的统一编码; 其次是物物通信寻址的问题，这涉及到所有参与物联网活动的设备的统一编址问题。并且，物联网交通是一个浩大的工程，仅仅凭借一个相关单位或者企业是不可能完全实施的，需要国家政府的大力支持。给以一定的帮助。本文就我国物联网发展现状、关键技术进行讨论,旨在为我国物联网建设、完善和创新提供参考与启示。
1.3.2 国外的研究现状
在国际上，美国、欧盟、日本和韩国等发达国家都十分重视物联网的发展，并且已经投入了大量的资金与技术力量对其进行研究，且取得了大量的成果在美国政府的积极推动下，美国各相关企业如TI、Intel、Symbol、IBM和微软等公司都对物联网进行了大量的研究。目前射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）已经在美国的交通、物品与身份识别、工业自动化控制、商业零售、仓储管理和物流等领域广泛应用。2008年，由IBM公司提出的“智慧地球”项目得到了政府的肯定，被列为振兴美国经济确立领先优势的关键战略。该项目利用传感器、电子标签和实时信息处理软件，把美国的铁路、银行、医疗、城市电力、交通、商业零售等基础设施联系起来，其核心是利用物联网技术信息通信技术实现对美国未来的产业发展模式和结构的改变，实现政府企业与人们交互方式的改变，从而提高工作效率获得较高的灵活性和较快的响应速度。智慧地球云计算和物联网的提出是美国希望继续成为新一轮技术革命领头羊的有力证明。
在时间上欧盟发展物联网先于美国，其围绕物联网的技术研究与应用做了大量工作，取得了不少的成果。目前已经覆盖整个物联网产业链，开发出了微型标签、低功耗读写器、智能物理系统等软硬件产品，并在药品防伪供应链管理，制造过程管理等方面实行了深入的应用。2011年11月，在北京召开的全球物联网会议上，欧盟专家介绍了欧盟物联网行动计划，其目的也是希望在物联网的发展上引领世界。
日本也提出了在2015年前将日本建设成为一个随时随地任何物品任何人都可以接入网络的社会，并从2004年就开始致力于物联网的基础建设
韩国也早在2004年就提出了与大力发展物联网有关的IT839 战略，在战略中涵盖了物联网基础设施建设信息产业服务等内容。
1.4 基于物联网技术交通系统的应用现状
到目前为止,智能交通系统(ITS) 是基于物联网交通最广泛的应用之一。智能交通系统的应用范围包括机场与车站旅客疏导系统,城市交通调度系统,高速公路调度系统,运营车辆调度管理系统,自动控制系统等。智能交通系统由三大部分组成:交通信息采集系统,信息处理分析系统与信息发布系统。交通信息采集系统包括人工输入、GPS 车载导航仪器、GPS导航手机、车辆通行电子信息卡、红外雷达检测器等。信息处理分析系统含有信息服务器、专家系统、GIS应用系统、人工决策。信息发布系统具有互联网、手机、车载终端、广播。
智能交通的重点内容的体系可以由一个共享平台，七个应用领域来做概括。一个共享平台就是交通综合的信息共享平台。七个重点领域包括公共交通、交通管理、应急指挥、电子商务、货物运输、还有包括特种车辆、危险品的运输、电子收费、公共服务。
目前世界上应用智能交通系统最为广泛的是日本,其次美国、欧洲等地区。其中在美国的应用率达到80%以上, 到2010年市场规模达到500 亿美元。我国在ITS 领域的研究起步较晚, 但随着全球范围智能交通系统研究的兴起, 进入20 世纪90年代, 我国明显加快了对智能交通技术研究的步伐。国家科技部于1999年11月批准成立了国家智能交通系统工程技术研究中心。2011年一季度,我国智能交通项目数量825 个，市场规模76 亿元。其中城市智能交通市场项目数量621 个，市场规模23.5 亿元,，同比增长32.8%，高出2010年平均增长率一倍。目前, 北京、上海等地也已广泛使用该系统。世博会已经使上海市智能交通系统的总体发展水平接近发达国家中心城市的水平，部分领
域世界领先。
第2章基于物联网的交通系统
2.1 物联网交通的基本概念
2.1.1 物联网的基本概念
物联网的定义就是通过射频识别装置（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备按照约定的协议可将任何物品与互联网连接，来进行信息交换和通信。以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网主要通过传感器、射频识别器、全球定位系统等技术来实现实时采集需要监控、连接和互动的物体或过程，包括声、光、热、力、电、化学、生物位置等各种需要信息，然后通过各类网络接入，进行物与物、物与人的泛在链接。实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网物联就是指以计算机技术为基础,把各种事物相互联系起来的互联网。但不同的人就会有不同的看法,有的人认为传感网络就是物联网,有的认为各个实物能实现智能控制以及相互传输信息的就是互联网。不同的说法都有它特定的角度与看法。在中国,也有相当多的通信学术界泰斗给过自己的看法,如邓中翰院士认为:物联网只是把过去很多区域化的专门应用的网络和互联网再进一步渗透、连接起来,是很多新一代增值服务在更广泛的网络平台上的集合。不应将物联网仅当作一个技术热点来看,因为物联网不是一个独立的网络,它是对现在的互联网进一步发展、泛在的一种形式。从技术手段上来说,它将传感器、传感器网络及RFID(射频识别)等感知技术、通信网与互联网技术、智能运算技术等融为一体, 实现全面感知、可靠传送、智能处理, 是连接物理世界的网络“智能化”、“高清”等将成为物联网的关键词。虽然大家纵说纷纭,但是这些过程来看, 物联网的提出,既有人们对物品信息网络化的需要, 也有当前技术发展的推动,但最终还是振兴经济这个大旗使物联网得到广泛追捧。
国际电信联盟(ITU)在2005 年的年度报告中对物联网的内涵进行了扩展，指出信息与通信技术发展的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，万物的连接形成了物联网。
物联网技术为交通信息资源整合提供了新的可供参考的模式。物联网技术是综合互联网技术、传感技术、射频标签、人工智能、无线数据通信等，用于构造实现物品（商
品）能够彼此进行“交流”的分布式计算网络环境，实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。物联网概念将改变人们长期以来所形成的对于物理基础设施和I T 基础设施建设的难以协调和不同种类IT基础设施资源难以整合和共享的观念和现状。具体所示为物联网实现原理图，如下：
图1 物联网实现原理图
2.1.2 物联网交通的含义与基本特征
将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术及计算机软件处理技术等有效的集成运用整个陆路、海上、航空、管道交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统，是一个系统工程。
目前的交通车辆调度系统中,依靠大量的经验策略对交通远程图像观察后制定规则,存在数据采集混乱,调度主观性强,调度效率低下的问题。将物联网的思想引入到大型交通车辆调度中,首先,使用物联网中的RFID技术改造信息采集模块,配合GPS全球定位技术对大型交通车辆实现自动远距离、实时的数据采集,保证调度策略中的数据来源的充足与准确;在软件设计中,引入一种模糊函数制定车辆调度优化的评估模型,解决了传统交通调度非线性强,无精确模型评定的缺陷。
我国汽车工业的发展和城市化进程的加快,汽车已经进入寻常百姓家庭,随之带来的城市交通问题也日益突现出来,交通拥挤,车流不畅,大大影响了人们的出行速度,进而降低了生产和工作效率。因此,城市交通拥挤问题成为当今我国城市发展的重要问题。实践证明,解决城市交通问题的有效方法是在现有交通基础设施的基础上,提高交通管理水平,达到从根本上解决问题的目的。先进的交通管理系统(ATMS-Advanced Traffic
Management Systems)可以有效提高城市现代化交通的有效利用率和交通流量,减少道路的交通拥挤程度、交通事故的发生率以及由于交通拥挤、事故等造成的出行延误。城市智能交通管理系统正是通过对物联网高科技、高水平的技术的应用,来提高交通管理系统的工作效率,达到改变城市交通混乱的局面的目的。
物联网交通的基本特征就是交通信息的快速传递性、智能导向性和信息的及时交互。它的主要特征有：第一，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。第二，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。第三，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。
2.2 物联网用于交通系统的关键技术
2.2.1射频识别技术（RFID）
射频识别（RFID，Radio Frequency Identification），又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID 是构成物联网的关键技术之一。RFID 的基本组成部分包括标签（Tag）、阅读器（Reader）、天线（Antenna）组成。其中，标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线在标签和读取器间传递射频信号。
目前，RFID 技术已经被广泛应用于物流系统、电子收费系统、安防系统、供应链系统、车辆识别系统等各个行业。也是该交通系统中的最为关键的技术。
2.2.2车辆识别技术
车牌识别(Vehicle License Plate Recognition，VLPR) 是通过计算机的视频及模式识别功能，对车辆拥有的唯一车牌号进行定位识别的系统技术。该技术主要应用于停车场收费管理，交通流量控制指标测量等交通自动化相关领域。技术的基本步骤包括：牌照定位、字符分割、牌照字符识别。
2.2.3全球定位技术
全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是获取物体空间位置信息的主要应用技术，它是美国军方在20 世纪70 年代研制的新一代空间卫星导航定位系统，由覆盖全球的24 颗通信卫星组成。GPS 具有高精度、高效率和操作简便的优点。GPS 全球卫星定位系统由三部分组成：（1）空间部分——卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息；（2）地面控制部分——负责收集由卫星传回讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据；（3）用户设备部分——GPS 信号接收机。或者，中国国家自主的北斗卫星通信全球定位系统。
2.2.4区域需求分析技术
该技术没有特定的标准，可根据各地各个城市不同的交通情况事先做好调查，比如，一些大的商圈，超市，工作区域，在不同的时间点，不同的地点的交通情况，然后做一个计算机分析，或者使用分析软件进行区域需求的分析，合理的分配交通运输资源。或者在一些车站采用视频采集技术，通过安装摄像头的方式判断分析出该区域的人员流动情况和对交通资源的需求状况。
第3章基于物联网的交通信息系统
3.1 基于物联网交通信息需求及其特征
3.1.1交通信息的需求分析
先进的交通信息服务系统(ATIS) 是建立在完善的信息网络基础上的。交通参与者通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备，向交通信息中心提供各地的实时交通信息；ATIS得到这些信息并通过处理后，实时向交通参与者或者车辆提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息；出行者根据这些信息确定自己的出行方式、选择路线。更进一步，当车上装备了自动定位和导航系统时，该系统可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。而对于需要交通资源的区域就增加更多的传感器等传输设备，这样就可以尽可能多的采集到交通信息，然后经过管理平台的处理，平台再向交通工具发布进一步的信息。
我们采集到的信息，运用一些数学软件或者数学方法进行进一步的解析分析，制定出最符合当前区域的交通需求情况，最大程度的优化交通资源。
3.1.2交通信息需求特征
交通信息的需求遵循一个时间差别和空间差别。时间差别是指在一个7×24小时的自然星期内，每天的早上6：30～9:00的一段时间为上班早高峰，大量的人流和物流对于交通资源的消耗非常大，这个时候就需要对于交通有一个很好的调控管理。而一天中，这样的时间段就至少有三个，这对交通的要求就更高了。空间差别就是，在整个城市中，需求交通的区域大致可以分为高需求区域、次高需求区域、低需求区域。高需求区域一般位于超市、地产、大商圈、学校、医院。根据这些地区可以按照不同的需求来分配交通资源。
3.2 交通信息网络物联的构建
3.2.1 交通设备网络的定位
运用RFID自动识别技术辅助GPS全球定位系统，能更为精确的定位车辆到M的级别。能够将较为准确的位置信息传送出来，方便管理系统的及时调控。RFID是一种自动识别技术，可以通过无线信号识别特定目标，并读写有关数据。由于，RFID技术具有非视距、非接触、成本低、技术成熟和定位精度高等优点，已经被广泛应用到物流和供应管理生产制造和装配港口码头集装箱管理邮件快递图书馆管理医疗道路收费以及门禁控制等各个方面。各个车辆终端的发射出的信号，根据信号的强弱的不同，以计算机通过算法规则计算判断出距离的远近，再辅以GPS全球定位系统，精确的判断出终端的远近及自身情况。如下图：
图2 自动识别技术原理图
3.2.2 需求区域的交通信息
通过最底层终端与RFID射频技术的相互结合应用，借助运营商的基站，完成信息的传输任务，最后由基站反馈到交通管理系统平台，经过交通管理平台对信息的处理，并将最后的结果返回终端，引导完成最终的结果。而构建交通信息网络的物联就是这个之中的关键，首先要构建最底层的结构，使之能够完成对交通信息的采集与第一步的传输，通过我们现有的技术措施能够将这一环节绝对掌握，而第二环节就是经过运营商基站的初步处理，使之能够更为快捷，更有效的方式传播开来。第三环节就是系统管理平
台，完成最终的信息处理，以及后续的一系列操作指令。在这个过程中各个环节起到了不同的作用，却有缺一不可。对信息的采集、信息的融合、信息的的提供有不同的分工：
(1) 信息采集从各基站按规定格式提取数据, 完成静态车驾信息和动态交通信息的重组, 并保证数据的正确性、可读性, 可避免大量数据的冗余。
(2) 信息融合根据信息服务系统的功能要求和内在联系, 对采集来的信息在一定准则下加以分类、统计、关联,挖掘出更深层次的信息, 以用于交通管理决策。
(3) 信息提供向外部提供和发布涉车、涉驾的应用信息等;控制基站运行状态, 向基站群系统下发控制指令;与基站群系统通信, 获取车驾及设备信息; 对外提供业务接口, 实现涉车、涉驾的各行各业应用。
3.2.3 交通信息网络的体系结构
基于RFID技术的交通管理系统分为两大部分, 分别是基站群和信息中心。基站群系统是由策略性分布在陆地交通系统中的重要交通监测部位的信息采集基站和监控拦截基站构成的监测网络。信息中心通过集成、综合前端基站群提供的信息,为辅助管理决策者进行快速决策和指挥运营提供。
1、基站控制子系统
采用基于自由流的开放式数据采集模式, 在数据采集基站, 我们设置了若干RFID 天线组成天线阵列对通行车辆电子标签和司机电子标签进行识别。电子标签数据采集子系统由RFID天线阵、读写器组成, 当装载有电子标签的车辆经过天线阵的RFID探测区域后, 天线阵自动识别电子标签的ID号, 并将采集到的ID号上传至基站采集数据库PC服务器。
2、信息处理系统
前端基站实时将采集的数据传送至信息处理系统, 并从信息处理系统获取拦截控制指令。信息处理系统提供远程接口与信息中心相连, 实现采集数据的远程上传与及时调控。信息包含在车辆通过前端基站的天线阵时, 天线阵会多次采集到同一台车辆上车卡电子标签和司机卡电子标签数据并上传至信息处理系统。信息处理系统根据相应的判定
规则, 对某一时间段内的同一车辆上电子标签和司机卡电子标签的ID号信息进行筛选和确认, 最终将确认后的唯一一对车卡电子标签和司机卡电子标签的ID号信息上传至信息中心。对于缺卡车(仅有车卡或司机卡), 则只将其单一电子标签的ID号信息上传至信息中心。
3、管理系统平台
因为各基站的信息处理系统位置比较分散, 可采用租用电信光纤透传或者通过电信公网VPN的方式与信息中心进行通讯连接。把本地系统工作日志信息、过车信息、基站控制反馈信息通过加密模块上传至信息中心, 从信息中心获取基站控制指令信息, 包括基站过车操作控制信息、基站业务数据同步信息等。信息处理系统数据库服务器还提供数据导出服务接口, 支持将本地缓存数据导出至移动存储设备中, 以便网络出现故障时以人工处理的方式将数据提交到信息中心。
3.3 系统模块组成及工作流程
3.3.1系统组成模块说明
该系统的模块功能如下：
（1）车辆标签模块：可采用电子标签技术，记录了车主的信息、车牌信息、费用情况等，由车主随身携带。
（2）射频识别模块：可采用RFID技术，读取车辆标签信息，并返回给控制中心模块。（3）GPS模块：负责定位车辆的具体位置，并返回给控制中心模块。
（4）GPRS模块、互联网模块：负责发送车辆的信息到车主的终端设备。
（5）控制中心模块：是整个系统的中枢模块，由管理系统、数据库系统、上位机控制系统组成。一是负责向车辆管理单位打财务报表等统计信息，二是负责接收处理GPS 模块、射频识别模块的数据信息，三是负责生成提示信息发送给车主终端设备。
如图示下：
图3 系统模块图
3.3.2系统工作流程
因为车辆自身就是一个RFID射频发射系统，所以车辆既可以发射和接受信号，而当车辆进入射频采集单位时，需经过射频识别模块，将车辆标签所包含的信息读取出来，并发送给控制中心模块，如果数据符合，则允许车辆正常行驶，并且通过GPRS模块或者互联网等方式发送到最终的终端设备如手机、主机等；如果数据采集完毕后系统根据整个城市的大局分析计算，则发出相应的位置信息和交通资源需求信息，由管理平台处理。车辆进入管理单位后，由GPS模块将定位信息发送给控制中心。车主可随时通过终端设备查询车辆的具体位置。车辆准备离开管理单位时，同样需要通过射频识别模块读取车辆标签的信息。车主再根据这些信息判断，去哪里？怎么走？走什么路线？这样，系统就可以起到总调控的作用，大量缓解特殊时间和空间对于交通资源的利用。
3.3.3 系统的调度及信息分配管理
该智能交通管理系统主要由两个部分：系统运行管理平台和平台信息服务中心。系统包括有主数据库，独立的子数据库，接受、发送信息的发射中心，操作系统、传输设备等必需结构。下面是一个简易的核心交通管理系统的图片：
物联网与智能交通系统 物联网的英文名：Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。 物联网定义为通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别(RFID)技术、全 球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采 集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的 是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 智能交通系统(ITS)，是指将先进的传感器技术、信息技术、网络技术、自 动控制技术、计算机处理技术等应用于整个交通运输管理体系从而形成的一种信 息化、智能化、社会化的交通运输综合管理和控制系统。智能交通系统使交通基 础设施能发挥最大效能。随着互联网、移运通信网络和传感器网络等新技术的应 用，物联网应用于智能交通已见雏形，在未来几年将具有极强的发展潜力。 智能交通体系： 智能交通是一个综合性体系，它包含的子系统大体可分为以下几个方面： 一、车辆控制系统。指辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系 统。该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪，可以准确地判断车 与障碍物之间的距离，遇紧急情况，车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让， 并根据路况自己调节行车速度，人称“智能汽车”。目前，美国已有3000多家 公司从事高智能汽车的研制，已推出自动恒速控制器、红外智能导驶仪等高科技 产品。
二、交通监控系统。该系统类似于机场的航空控制器，它将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。哪里发生了交通事故。哪里交通拥挤，哪条路最为畅通，该系统会以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。 三、运营车辆高度管理系统。该系统通过汽车的车载电脑、高度管理中心计算机与全球定位系统卫星联网，实现驾驶员与调度管理中心之间的双向通讯，来提供商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。该系统通讯能力极强，可以对全国乃至更大范围内的车辆实施控制。目前，行驶在法国巴黎大街上的20辆公共汽车和英国伦敦的约2500辆出租汽车已经在接受卫星的指挥。 四、旅行信息系统。是专为外出旅行人员及时提供各种交通信息的系统。该系统提供信息的媒介是多种多样的，如电脑、电视、电话、路标、无线电、车内显示屏等，任何一种方式都可以。无论你是在办公室、大街上、家中、汽车上，只要采用其中任何一种方式，你都能从信息系统中获得所需要的信息。有了该系统，外出旅行者就可以眼观六路、耳听八方了。 随着信息技术的发展，智能交通系统也开始实现不停车收费、交通信号灯智能控制、智能抓拍违章车辆等功能。 目前我国的智能交通系统主要有三部分： 1)城市智能交通 为了缓解越来越大的城市交通压力，智能交通系统在我国城市交通管理中得到了重视和应用。城市智能交通系统是通过先进的交通信息采集技术、数据通信传输技术、电子控制技术和计算机处理技术等，把采集到的各种道路交通信息和各种道路交通相关的服务信息传输到城市交通指挥中心，交通指挥中心对来自交通信息采集系统的实时交通信息进行分析处理，并利用交通控制与交通组织优化
物联网技术在智能交通中的应用 颜志国唐前进 公安部第三研究所物联网技术研发中心 摘要：本文主要介绍了基于物联网架构的智能交通信号采集与控制体系，指出了物联网技术和智能交通领域的相互融合趋势。文章以智能交通中的信号实时采集、动态控制诱导、最优路径规划等环节入手，阐释了各种智能传感器、电子标签、地理信息系统及定位技术在智能交通中的应用情况，整体描述了物联网架构的智能交通的具体实现。 关键词：物联网智能交通动态诱导电子标签地理信息系统1.概述 随着经济的发展和社会的进步，城市人口增多，汽车的数量持续增加，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，由此引发的环境噪声、大气污染、能源消耗等已经成为现在全球各工业发达国家和发展中国家面临的严峻问题。智能交通系统（IIS，intelligent transportation system）作为近十年大规模兴起的改善交通堵塞减缓交通拥挤的有效技术措施，越来越受到国内外政府决策部门和专家学者的重视，在许多国家和地区也开始了广泛的应用。 随着近两年物联网技术在国内的迅捷发展，智能交通领域被赋予了更多的科技内涵，在技术手段和管理理念上也引起了革命性变革[1]。 目前，社会各界对物联网“理解”不一，专家对物联网解读各有侧重。一般认为，物联网指通过射频识别、传感器网络、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出物联网概念，它实质上等于RFID技术和互联网的结合应用。2005年，ITU在
《The Internet of Things》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻，任何地点，任意物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，除RFID技术外，传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。 相对于以前以环形线圈和视频为主要手段的车流量检测及依此进行的被动式交通控制，物联网时代的智能交通，全面涵盖了信息采集、动态诱导、智能管控等环节。通过对机动车信息和路况信息的实时感知和反馈，在GPS、RFID、GIS等技术的集成应用和有机整合的平台下，实现了车辆从物理空间到信息空间的唯一性双向交互式映射，通过对信息空间的虚拟化车辆的智能管控实现对真实物理空间的车辆和路网的“可视化”管控。 作为物联网感知层的传感器技术的发展，实现了车辆信息和路网状态的实时采集，从而使得路网状态仿真与推断成为可能，更使得交通事件从“事后处置”转化为“事前预判”这一主动警务模式，是智能交通领域管理体制的深刻变革。 2.基于物联网的智能交通体系框架 针对目前交通信息采集手段单一，数据收集方式落后，缺乏全天候实时提供现场信息的能力的实际情况，以及道路拥堵疏通和车辆动态诱导手段不足，突发交通事件的实时处置能力有待提升的工作现状，基于物联网架构的智能交通体系综合采用线圈、微波、视频、地磁检测等固定式的多种交通信息采集手段，结合出租车、公交及其他勤务车辆的日常运营，采用搭载车载定位装置和无线通讯系统的浮动车检测技术，实现路网断面和纵剖面的交通流量、占有率、旅行时间、平均速度等交通信息要素的全面全天候实时获取。通过路网交通信息的全面实时获取，利用无线传输、数据融合、数学建模、人工智能等技术，结合警用GIS系统，实现交通堵塞预警、公交优先、公众车辆和特殊车辆的最优路径规划、动态诱导、绿波控制和突发事件交通管制
物联网智能交通系统 建设方案
目录 一、物联网信息平台 (3) 1.1 物联网信息平台简介 (3) 1.2 物联网信息平台创新点 (3) 1.3 产品优势及特点 (4) 1.4 物联网信息平台设备清单 (6) 二、智能交通系统 (6) 2.1 系统概述 (6) 2.2 系统技术方案 (8) 2.3 智能小车系统 (8) 2.4 道路交通管理系统 (9) 2.5 路灯自动控制系统 (11) 2.6 ETC系统 (11) 2.7 智能停车系统 (12) 2.8 城市照明系统 (13) 2.9 支持的实验 (14) 2.10 智能交通实训系统设备清单 (15) 三、配置清单及规格参数 (16)
一、物联网信息平台 1.1 物联网信息平台简介 物联网信息平台以光载无线交换机和上层应用程序为核心，构建WiFi无线局域网，覆盖物联网实验室及其周边区域，配合实验室现有的有线网络交换机、网络路由器，建立融合有线网络、无线局域网络的物联网关键部分——网络层。 物联网信息平台是物联网综合应用实训室整体解决方案的核心和基础，在此基础上配合解决方案中的其他物联网接入设备和控制设备可以实现物联网基础教学、物联网基础实验、无线传感器网络教学、RFID技术的应用、传感器的学习及应用、智慧教室、物联网创新应用等功能，学生可亲身真实体验和感受到物联网技术给未来生产和生活带来的改变。 图（4）物联网信息平台组网图 1.2 物联网信息平台创新点 以物联网信息平台为核心构建的物联网综合应用实训室在实验教学、学生学习、教学管理、科学研究等方面都有创新： 实验室建设的创新 以工程实践为背景，将物联网感知层、网络层、应用层等3层架构清晰、完整地体现出来，构建整体化的物联网综合应用实训室，实现系统内的物与物、物与人的泛在链接，使各个实验区和实验设备不再是信息孤岛；
物联网与智能交通系统
一、前提简介： 物联网的英文名：Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。 物联网定义为通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 智能交通系统(ITS)，是指将先进的传感器技术、信息技术、网络技术、自动控制技术、计算机处理技术等应用于整个交通运输管理体系从而形成的一种信息化、智能化、社会化的交通运输综合管理和控制系统。智能交通系统使交通基础设施能发挥最大效能。随着互联网、移运通信网络和传感器网络等新技术的应用，物联网应用于智能交通已见雏形，在未来几年将具有极强的发展潜力。二、智能交通体系： 智能交通是一个综合性体系，它包含的子系统大体可分为以下几个方面： 一、车辆控制系统。指辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系统。该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪，可以准确地判断车与障碍物之间的距离，遇紧急情况，车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让，并根据路况自己调节行车速度，人称“智能汽车”。目前，美国已有3000多家公司从事高智能汽车的研制，已推出自动恒速控制器、红外智能导驶仪等高科技产品。 二、交通监控系统。该系统类似于机场的航空控制器，它将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。哪里发生了交通事故。哪里交通拥挤，哪条路最为畅通，该系统会以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。 三、运营车辆高度管理系统。该系统通过汽车的车载电脑、高度管理中心计算机与全球定位系统卫星联网，实现驾驶员与调度管理中心之间的双向通讯，来提供商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。该系统通讯能力极强，可以对全国乃至更大范围内的车辆实施控制。目前，行驶在法国巴黎大街上的20辆公共汽车和英国伦敦的约2500辆出租汽车已经在接受卫星的指挥。 四、旅行信息系统。是专为外出旅行人员及时提供各种交通信息的系统。该系统提供信息的媒介是多种多样的，如电脑、电视、电话、路标、无线电、车内
1. 1 物联网基本概念 物联网( T he internet o f thing s) 是将各种物体相互联系在一起的网络。按照国际电信联盟的定义, 物联网是一种通过各种信息标示和传感设备, 如射频识别( RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等, 将物体连接成网, 以进行信息的交换和共享, 最终实现物体的实时、智能化管理的网络。 1. 2 物联网的原理和结构 1. 2. 1 原理部分 物联网是通过在物体上嵌入电子标签等能够存储物体信息的标识, 由相应阅读器读取其中信息并通过无线网络将即时信息发送到后台信息处理系统, 而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络, 从而达到对物品实施跟踪、监控等智能化管理的目的。其实质是利用射频自动识别( RFID) 技术, 通过计算机互联网、电信网等实现物体的自动识别和信息的互联与共享 智能交通是将信息、通信、控制、计算机网络等高新技术有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准确、高效的交通运输管理系统。它是目前世界交通运输领域研究的前沿课题，也是目前国际公认的解决城市交通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污染等的最佳途径。可以预见，智能交通系统将成为21 世纪现代化地面交通运输体系的模式和发展方向，是交通运输进入信息时代的重要标志 3. 1 智能交通与物联网之间的关联 智能交通是一个很宽泛的概念, 其主要特点是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机处理技术等有效的综合运用于整个运输系统, 从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。其目的是使人、车、路密切的配合、和谐的统一, 极大地提高交通运输效率、保障交通安全、缓解交通问题、改善环境质量和提高能源利用率。智能交通领域是物联网重要的应用领域, 也是物联网最有可能取得产业化成功的行业之一。智能交通系统( IT S) 所涉及的技术较多, 从数据的采集到信息的发布和共享其中涉及到各种技术且跨度较大, 但稍加对比不难发现, ITS 许多方面都与物联网技术息息相关, 两者之间有着天然的联系, 物联网与ITS关联 1) 物联网具有强大的数据采集功能, 可为ITS提供较为全面交通数据。底层的数据是系统的基础。IT S 离不开基础数据的采集, ITS 需要时刻不间断的掌握路网上的交通信息才能有效的控制和管理道路交通。实时、准确和全面的交通数据是智能交通系统高效运行的基本保障。物联网最重要和本质的特点就是实现物物相连, 只要嵌入有电子标签的物体都可以成为被采集的对象。大量交通参与者, 无论是人或车, 甚至是道路相关设施的信息都将快速的汇集到物联网中, 利用物联网ITS 可以方便的采集到路面上各类交通数据。 2) 物联网可为交通数据的传输提供良好的渠道, 为交通信息的发布提供广阔的平台。物联网本身就是一个巨大的信息传输渠道, ITS 如果能与物联网无缝的连接, 利用物联网的底层的传输体系, 通过有线和无线传输方式, ITS 所需的交通数据即可实现从采集设备到处理中心的传输。ITS 在实际应用中不仅需要底层的设备为上层提供数据, 有时上层也会有向下传送相关指令的要求, 也就是说, IT S中数据或信息的传输不是单向的, 兼有上传和下行的需求。
目录 第一章课题背景与意义 (3) 1.1课题研究的背景 (3) 1.2课题研究的意义 (4) 第二章国内外发展现状及文献综述 (5) 2.1 物联网 (5) 2.1.1物联网简介 (5) 2.1.2 RFID简介 (8) 2.1.3 WSN简介 (9) 2.2 智能交通管理系统（ITMS） (10) 第三章研究内容 (12) 3.1 基于物联网技术的ITMS的系统架构 (12) 3.2 物联网技术在ITMS中的应用 (13) 3.2.1 交通执法管理 (13) 3.2.2 需求管理 (14) 3.2.3 交通控制 (15) 3.2.4 交通诱导 (16) 3.2.5 紧急事件处理 (16) 3.2.6 其他 (17) 3.3 关键技术 (17) 3.3.1 城市交通领域专用RFID标签 (17) 3.3.2 基站分布网络的优化 (17) 3.3.3 多传感深度融合的系统集成关键技术 (18) 3.3.4 交通信息深度挖掘 (18) 3.4 未来研究的方向 (19) 第四章技术路线 (19)
第五章预期成果与进度安排 (20) 5.1 预期成果 (20) 5.1.1 完成本科毕业设计论文 (20) 5.1.2 提出基于物联网的智能交通管理系统的系统架构 (20) 5.1.3 提出关键技术的解决方法 (20) 5.2 进度安排 (20) 第六章参考文献 (20) 附录A 外文资料的书面翻译 (21)
第一章课题背景与意义 1.1课题研究的背景 1999年，美国麻省理工学院（MIT）Auto-ID中心的Ashton教授在研究射频识别（RFID）时首次提出了物联网（Internet of Things，简称IOT）的概念，即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。 2004年日本总务省提出U-Japan构想中，希望在2010年将日本建设成一个“Anytime，Anywhere，Anything，Anyone”都可以上网的环境。同年，韩国政府制定了U-Korea战略，韩国信通部发布的《数字时代的人本主义：IT839战略》以具体呼应U-Korea。 2005年11月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。 2008年11月，IBM提出“智慧地球”（Smart Planet或Smart Earth）概念，即“互联网+物联网=智慧地球”，以此作为经济振兴战略。如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内打造一个成熟的智慧基础设施平台。 2009年6月,欧盟委员会提出针对物联网行动方案，方案明确表示在技术层面将给予大量资金支持，在政府管理层面将提出与现有法规相适应的网络监管方案。2009年8月,温家宝总理在无锡考察传感网产业发展时明确指示“要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。 物联网这个词在最近一两年出现的频率大幅度增加，受到了社会各界的广泛关注，被认为是信息革命的第三次浪潮，将会为社会带来巨大的经济效益。据美国权威咨询机构Forrester预测，到2020年，世界上“物与物互联”的物的数量
物联网在智能交通方面的应用 1、概述 随着经济的发展和社会的进步，城市人口增多，汽车数量持续增加，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，由此引发的环境噪声、大气污染、能源消耗等已经成为现在全球各工业发达国家和发展中国家面临的严峻问题。智能交通系统作为近十年大规模兴起的改善交通堵塞减缓交通拥挤的有效技术措施，越来越收到国外政府决策部门和专家学者的重视，在许多国家和地区也开始了广泛的应用。 随着近两年物联网技术在国的迅捷发展，智能交通领域被赋予了更多的科技涵，在技术手段和管理理念上也引起了革命性变革。 目前，社会各界对物联网“理解”不一，专家对物联网解读各有侧重。一般认为：物联网指通过射频识别、传感器网络、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1999年由麻省理工学院Auto-ID 研究中心提出物联网概念，它实质上等于RFID技术和互联网的结合应用。2005年，ITU在《The Internet of Things》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻，任何地点，任何物体之间的互联，无所不再的网络和无所不在计算的发展愿景，除RFID技术外，传感器网络、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。 相对于以前环形线圈和视频为主要手段的车流量检测及依次进行的被动式 交通控制，物联网时代的智能交通，全面涵盖了信息采集、动态诱导、智能管控等环节。通过对机动车信息的实时感知和反馈，在GPS、RFID、GIS（地理信息系统）等技术的集成应用和有机整合的平台下，实现了车辆从物理空间到信息空间的唯一性双向交互映射，通过对信息空间的虚拟化车辆的智能管控实现对真实物理空间的车辆和路网的“可视化”管控。 作为物联网感知层的传感器技术的发展，实现了车辆信息和路网状态的实时采集，从而使得路网状态仿真与推断成为可能，更使得交通事件从“事后处置”转化为“事前预判”这一主动警务模式，是智能交通领域管理体制的深刻变革。 目前的智能交通系统主要包括以下几个方面。先进的交通信息服务系统，先进的交通管理系统，先进的交通公共交通系统、先进的车辆监控系统、先进的运载工具操作辅助系统、先进的交通基础设施技术状况感知系统、货运管理系统、电子收费系统和紧急救援系统。 根据ITS的定义，ITS是将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、视频检测识别技术、GPS、信息发布技术等运用于整个交通运输管理体系中。从而建立起实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。显然，智能交通行业中无处不在利用物联网技术、网络和
智能交通物联网研究报告 北京理工大学自动化学院 2010-09-05
0 前言 智能交通系统(ITS)，是指将先进的传感器技术、信息技术、网络技术、自动控制技术、计算机处理技术等应用于整个交通运输管理体系从而形成的一种信息化、智能化、社会化的交通运输综合管理和控制系统。智能交通系统使交通基础设施能发挥最大效能。该技术于上世纪80年代起源于美国，随后各国都积极寻求在这一领域中的发展。随着互联网、移运通信网络和传感器网络等新技术的应用，物联网应用于智能交通已见雏形，在未来几年将具有极强的发展潜力。 1 智能交通系统 21世纪将是公路交通智能化的世纪，人们将要采用的智能交通系统，是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中，车辆靠自己的智能在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，借助于这个系统，管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。传统的城市交通管理基本是自发进行的，每个驾驶者根据自己的判断选择行车路线，交通信号标志仅仅起到静态的、有限的指导作用。这导致城市道路资源未能得到最高效率的运用，由此产生不必要的交通拥堵甚至瘫痪。而智能交通系统可以将所有车辆和道路信息实时收集起来，并通过计算处理中心动态地计算出最优的交通指挥方案和车行路线。 智能交通是一个综合性体系，它包含的子系统大体可分为以下几个方面： 一、车辆控制系统。指辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系统。该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪，可以准确地判断车与障碍物之间的距离，遇紧急情况，车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让，并根据路况自己调节行车速度，人称“智能汽车”。目前，美国已有3000多家公司从事高智能汽车的研制，已推出自动恒速控制器、红外智能导驶仪等高科技产品。 二、交通监控系统。该系统类似于机场的航空控制器，它将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。哪里发生了交通事故。哪里交通拥挤，哪条路最为畅通，该系统会以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。 三、运营车辆高度管理系统。该系统通过汽车的车载电脑、高度管理中心计算机与全球定位系统卫星联网，实现驾驶员与调度管理中心之间的双向通讯，来提供商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。该系统通讯能力极强，可以对全国乃至更大范围内的车辆实施控制。目前，行驶在法国巴黎大街上的20辆公
物联网技术在智能交通管理中的应用展望 一、物联网技术概述（是什么） 1、物联网基本概念 物联网的英文名称叫?The Internet of things?，简单地说，物联网就是?物物相连的互联网?。严格而言，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。国际电信联盟2005年一份报告曾描绘?物联网?时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会?告诉?洗衣机对颜色和水温的要求等等。有一些专家认为，物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。美国咨询研究机构Forrester预测，到2020年，全球物物互联的业务与现有的人人互联业务之比将达到30∶1，因此，?物联网?被称为是下一个万亿级的通信业务。根据
预测，到2035年前后，我国的传感网终端将达到数千亿个；到2050年，传感器将在生活中无处不在。 2、物联网产生背景 信息化已经成为当代社会发展的主流标志之一，然而，多年来，信息化的最后一公里的问题始终难以打破，移动信息化是为之而努力的中间阶段，而物联网概念的提出以及物联网技术的发展与应用将最终打通信息化的最后关口。实际上，物联网概念起源于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。随着技术不断进步，国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念，而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的?智慧地球?积极响应后，物联网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网（物联网的另一称谓）的多次提议表明我国物联网的发展也正式提上议事日程，同时也表明我国物联网的发展将加快。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。 作为物联网技术核心之一的近距离通信技术近些年来已经成为移动信息化的重要方向之一，包括红外、蓝牙、WIFI、RFID等近距离通信技术为不同行业实现信息化的最后一公里的通信解决了大问题。其中，RFID技术在诸多行
1 概述 业界对物联网应用理解有较多差异，导致物联网应用概念扩展广泛。真正意义上的物联网[1]应用是能同时实现感知、互联和处理等功能的各类行业与公众应用，它具有网络化、智能化和感知控制物理实体的特点。物联网可以很好地应用到诸多领域，智能交通领域即是其中之一。目前的智能交通系统（ITS，Intelligent Transport System）主要包括以下几个方面：先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、先进的运载工具操作辅助系统、先进的交通基础设施技术状况感知系统、货运管理系统、电子收费系统和紧急救援系统。 根据ITS的定义[2]，ITS是将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、视频检测识别技术、GPS、信息发布技术等运 用于整个交通运输管理体系中，从而建立起实时的、准 【摘 要】文章概述了物联网技术和智能交通领域的融合趋势，结合美国成功应用的智能交通系统案例，系统阐述了新一代基于物联网的智能交通模型系统，详细介绍了各子系统的功能和特点，以典型的交通诱导应用为例，介绍物联网智能交通模型的关键技术和具体实现。【关键词】物联网 智能交通 交通诱导 收稿日期：2010-07-16 物联网在智能交通中的 应用研究 李 野 北京邮电大学 王晶波 广东兆鸿通信技术有限公司 董利波 周国志 中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司宋俊德 北京邮电大学
确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。显然，智能交通行业中无处不在利用物联网技术、网络和设备来实现交通运输的智能化。ITS，是作为继计算机产业、互联网产业、通信产业之后的又一新兴产业，其与物联网的结合是必须的也是必然的，智能交通行业已被公认为是物联网产业化发展落实到实际应用的最能够取得成功的优先行业之一，必将能够创造出巨大的应用空间和市场价值。 智能交通的发展，将带动智能汽车、导航、车辆远程信息系统、RFID、交通基础设施运行状况的感知技术（如智能道路、智能铁路、智能水运航道等）、运载工具与交通基础设施之间的通信技术、运载工具与同种运载工具或不同种运载工具之间的通信技术、动态实时交通信息发布技术等多个产业的发展，具有很广泛的应用需求。 随着车载导航装置的发展和手机的普及，在北京、上海、广东珠海等比较发达的城市已经出现了基于车载导航装置和手机的动态交通信息服务（如珠海的“安捷通”系统），这些发布方式必将随着城市智能交通的发展进一步得到普及。可以说，随着交通信息发布系统的进一步建设，广大交通参与者将能够越来越方便、越来越及时的获得各种交通信息，从而更好的帮助其出行。 本文将以“智慧珠海暨物联网产业化示范基地建设咨询”项目为支撑，该项目由北京邮电大学、广东兆鸿通信技术有限公司与中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司共同合作，旨在对珠海市物联网在交通、市政、医疗、农业和物流等应用领域作出整体的规划，形成完整的“感知珠海”的建设发展框架。 2 物联网智能交通模型 ITS作为一个信息化的系统，它的各个组成部分和各种功能都是以交通信息应用为中心展开的，因此，实时、全面、准确的交通信息是实现城市交通智能化的关键。 从系统功能上讲，这个系统必须将汽车、驾驶者、道路以及相关的服务部门相互连接起来，并使道路与汽车的运行功能智能化，从而使公众能够高效地使用公路交通设施和能源。其具体的实现方式是：该系统采集到的各种道路交通及各种服务信息，经过交通管理中心集中处理后，传送到公路交通系统的各个用户，出行者可以进行实时的交通方式和交通路线的选择；交通管理部门可以自动进行交通疏导、控制和事故处理；运输部门可以随时掌握所属车辆的动态情况，进行合理调度。这样，路网上的交通经常处于最佳状态，能够改善交通拥挤，最大限度地提高路网的通行能力及机动性、安全性和生产效率。 美国是应用ITS较为成功的国家。1995年美国交通部出版的“国家智能交通系统项目规划”，明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能。7大领域包括出行和交通管理系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。目前ITS在美国的应用已达80%以上，而且相关的产品也较先进。美国ITS应用在车辆安全系统（占51%）、电子收费（占37%）、公路及车辆管理系统（占28%）、导航定位系统（占20%）、商业车辆管理系统（占14%）方面发展较快。下面结合美国成功的ITS案例，简要说明物联网下的智能交通系统模型[3]，如图1所示。 （1）中心型子系统（Center Subsystems） 该子系统包括交通管理子系统（Traffic Management Subsystem）、突发事件管理子系统（Emergency Management Subsystem）、收费管理子系统（Toll Administration Subsystem）、商用车辆管理子系统（Commercial Vehicle Administration Subsystem）、维护与工程管理子系统（Maintenance & Construction Management Subsystem）、信息服务提供子系统（Information Service Provider Subsystem）、尾气排放管理子系统（Emissions Management Subsystem）、公共交通管理子系统（Transit Management Subsystem）、车队及货运管理子系统（Fleet and Freight Management Subsystem）及存档数据管理子系统（Archived Data Management Subsystem）10个子系统。该类子系统的共同特点是空间上的独立性，即在空间位置的选择上不受交通基础设施的制约。这类子系统与其它子系统的联络通畅依赖于有线通讯。
雏攒Ｐ物联网技术与发展”专题；； 李野王晶波ｔ利波宋俊德 北京邮电大学 广东兆鸿通信技术有限公司 周国志中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司北京邮电大学 【摘要】文章概述了物联网技术和智能交通领域的融合趋势，结合美国成功应用的智能交通系统案例，系统阐述了新一代基于物联网的智能交通模型系统，详细介绍了各子系统的功能和特点，以典型的交通诱导应用为例，介绍物联网智能交通模型的关键技术和具体实现。 【关键词】物联网智能交通交通诱导 １概述 业界对物联网应用理解有较多差异。导致物联网应用概念扩展广泛。真正意义上的物联网…应用是能同时实现感知、互联和处理等功能的各类行业与公众应用．它具有网络化、智能化和感知控制物理实体的特点。物联网可以很好地应用到诸多领域，智能交通领域即是其中之一。目前的智能交通系统（ＩＴＳ，Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ 收稿日期：２０１０－０７—１６ ３０ｌ貔豁铲ＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ）主要包括以下几个方面：先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、先进的运载工具操作辅助系统、先进的交通基础设施技术状况感知系统、货运管理系统、电子收费系统和紧急救援系统。 根据ＩＴＳ的定义【２】，ＩＴＳ是将传感器技术、ＲＦＩＤ技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、视频检测识别技术、ＧＰＳ、信息发布技术等运用于整个交通运输管理体系中，从而建立起实时的、准 ≤≤≤责任编辑周霞ｚｈｏｕｘｉａ＠ｍｂｃｏｍ．ｃａ万方数据
万方数据
万方数据
与其它载体车辆进行车辆间通讯。 每种类型的子系统通常共享通讯单元。作为子系统间信息渠道的一个构成部分，通讯单元所起的作用仅仅是传递信息，并不参与智能交通系统的信息加工和处理。具体通讯单元的选定具有相当大的自由度，有线通讯单元可选择光缆、同轴电缆或双绞线网络等。而广域无线通讯是近些年来发展很快的一个领域，可供选择的技术种类繁多且更新很快。 ３物联网智能交通应用举例——交通诱导３．１技术突破点 在实际的应用中，智能交通有以下几个关键技术突破点： ◆先进的检测、感知、识别技术和车载设备。通过采用射频识别技术、传感器技术获取人与物的地理位置、身份信息等，实现物物相通，包括新一代车载电子装置、车辆自动驾驶设备、驾驶员驾驶能力和精神状态自动检测仪表的研制与开发使用。 ◆建立信息网络。信息网络需要收集的信息包括：交通基础设施的现行自然状态。设计、施工、使用与维护档案，环境状况，有关的天气条件和预测的天气变化等信息。 ◆交通事故自动检测、预警应变技术。交通事故一旦发生，关键是要尽快地将救护人员召集到事故现场。要求车载装置能自动检测事故的发生，及时自动地通报事故发生地点和伤员人数及其伤情。 ◆先进的交通管理调度系统。需要具备“智能地”、白适应地管理各种地面交通的能力，实时地监视、探测区域性交通流运行状况，快速地收集各种交通流运行数据，及时地分析交通流运行特征，从而预测交通流的变化，并制定最佳应变措施和方案。如：“车辆一道路自动化协作系统”、“车联网系统”。 ３．２交通诱导概述 交通诱导系统指在城市或高速公路网的主要交通路口，布设交通诱导屏，为出行者指示下游道路的交通状况．让出行者选择合适的行驶道路，既为出行者提供了 责任编辑周霞ｚｈｏｕｘｌａ＠ｍｂｃｏｍｃｒｌ＞＞：ｊ? 雏“物联网技术与发展”专题臻；；； 图２交通诱导示例图 出行诱导服务，同时调节了交通流的分配，改善交通状 况。 交通诱导系统（如图２功能示例）由以下四个子系 统构成：交通流采集子系统、车辆定位子系统、交通信 息服务子系统和行车路线优化子系统。 （１）交通流采集子系统 城市安装自适应交通信号控制系统是实现交通诱导 的前提条件。这个子系统包括两个关键词：一个是交通 信号控制应是实时自适应交通信号控制系统，另一个是 接口技术的研究，即把获得的网络中的交通流传送到交 通流诱导主机，利用实时动态交通分配模型和相应的软 件进行实时交通分配，滚动预测网络中各路段和交叉口 的交通流量，为诱导提供依据。 （２）车辆定位子系统 车辆定位子系统的功能是确定车辆在路网中的准确 位置。车辆定位技术主要有如下几种方法：地图匹配 （ＭａｐＭａｔｃｈｉｎｇ）定位、推算（Ｄｅａｄ—Ｒｅｃｋｉｎｇ）定 位、全球定位系统（ＧＰＳ）、惯性导航系统（ＩＮＳ）、 路上无线电频率（ＴＲＦ）定位。 （３Ｊ交通信息服务子系统 交通信息服务子系统是交通诱导系统的重要组成部 分，它把主机运算出来的交通信息（包括预测的交通信 息）通过各种传播媒体传送给公众。这些媒体包括有线 电视、联网的计算机、收音机、路边的可变信息标志和 车载的信息系统等。 （４）行车路线优化子系统 行车路线优化子系统的作用是依据车辆定位子系统 所确定的车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地， 秒２幻０１０２０嚣１信５２ｌ３３ 年第 ＵＵ 万方数据
物联网技术在智能交通中的应用 ——无线传感器网络技术 姓名：华春来 学号：3012204226 专业：电子信息工程 班级：电信二班
[摘要] (3) 1概述 (3) 2基于物联网的智能交通体系框架 (4) 2.1 交通信号实时采集系统 (6) 2.2 交通诱导系统 (7) 2.3 交通控制系统 (9) 3 结束语 (11) (12)
摘要：本文主要介绍了基于物联网架构的智能交通信号采集与控制体系，指出了物联网技术和智能交通领域的相互融合趋势。文章以智能交通中的信号实时采集、动态控制诱导、最优路径规划等环节入手，阐释了各种智能传感器、电子标签、地理信息系统及定位技术在智能交通中的应用情况，整体描述了物联网架构的智能交通的具体实现。 关键词：物联网智能交通动态诱导电子标签地理信息系统 一．概述 随着经济的发展和社会的进步，城市人口增多，汽车的数量持续增加，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，由此引发的环境噪声、大气污染、能源消耗等已经成为现在全球各工业发达国家和发展中国家面临的严峻问题。智能交通系统（IIS，intelligent transportation system）作为近十年大规模兴起的改善交通堵塞减缓交通拥挤的有效技术措施，越来越受到国内外政府决策部门和专家学者的重视，在许多国家和地区也开始了广泛的应用。 随着近两年物联网技术在国内的迅捷发展，智能交通领域被赋予了更多的科技内涵，在技术手段和管理理念上也引起了革命性变革[1]。 目前，社会各界对物联网“理解”不一，专家对物联网解读各有侧重。一般认为，物联网指通过射频识别、传感器网络、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1999年由麻省理工学院Auto-ID 研究中心提出物联网概念，它实质上等于RFID技术和互联网的结合应用。2005
基于物联网技术的智能 交通 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
南通大学电子信息学院 物联网技术论文 题目：基于物联网技术的智能交通 班级：信112 姓名：常 学号： 指导教师：杨永杰 基于物联网技术的智能交通 摘要 智能交通系统(ITS)，是指将先进的传感器技术、信息技术、网络技术、自动控制技术、计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统，可提高交通系统的运行效率、减少交通事故、降低环境污染，是一种信息化、智能化、社会化、人性化的新型交通运输系统。因为当前交通系统越来越复杂，传统的基于经验模式的交通管理已经不能适应当代交通的快速发展，准确、快捷、智能的交通管理工作显得越来越重要，越来越急迫。引进高科技来控制交通变得越发迫切。所以由于物联网的出现，可以通过相关技术实现智能化识别和管理，从而解决或者缓解上述社会矛盾。因为智能节能系统和智能交通系统是普通民众生活中不可或缺的典型应用，所以将物联网技术应用到这两个典型场景中显得尤为重要。因此通过研究与实现新型的基于物联网技术的智能节能系统和智能交通系统，能够带动相关产业链的发展，对于推动和谐社会的快速发展具有深远的社会意义。 关键词:物联网技术；智能交通
Abstract Intelligent transportation system (ITS), refers to the advanced sensor technology, information technology, network technology, automatic control technology, computer processing technology used to effectively integrate the entire ground traffic management system established in a larger scope, full play the role of efficient, convenient, safety, environmental protection, comfort, real time, accurate and comprehensive transportation management system, can improve the efficiency of traffic system, reduce traffic accidents, reduce environmental pollution, is a new transport system a kind of information, intelligence, socialization, humanization. Because the current traffic system becomes more and more complex, the traditional model based on traffic management experience already can not adapt to the rapid development of modern transportation, accurate, fast, intelligent traffic management is becoming more and more important, more and more urgent. The introduction of high-tech to control traffic becomes more and more urgent. So because of the emergence of the Internet of things, can realize intelligent identification and management through the correlation technique, so as to solve or alleviate the social contradiction. Because the intelligent energy saving system and intelligent transportation system is a typical application of an ordinary life, so will the Internet of things technology is applied to the two typical scene is particularly important. The research and implementation of the Internet of things technology of intelligent energy saving system and intelligent transportation system based on the model, to promote the development of related industrial chain, has the profound social significance to promote the rapid development of a harmonious society Keywords: Technology of the Internet of things; intelligent transportation 1.概述 物联网概念从提出到大家熟知只用了短短几年时间，它是继计算机、互联网 和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。随着中国城镇化进程的推进， 城市人口越来越多，汽车数量随之增加，城市交通拥堵现象已给市民生活带了严 重影响，随之而来的环境污染、能源消耗等问题已成为全球面临的严峻问题。城市智能交通系统近十年成为改善交通堵塞减缓交通拥挤的有效技术措施，国内外越来越受重视。然而通过射频、传感器技术、全球定位系统（GPS）等信息传感设备建立起来的物联网可以把任何物品与互联网连接起来，通过通讯技术，实现了对在网物体智能化识别、跟踪、定位、监控和管理。物联网概念是在1999 年提出，2005 年，在ITU 的