基于无线传感器网络的智能车辆监测与控制系统

科学论坛　

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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　

汪鹏飞　何聪ｚ　

（１．中南大学土木工程学院湖南长沙４１００７５：　２．中南大学土术工程学院湖南长沙）　

［摘　要］无线传感器网络（ＷＳＮ）是一种融合短程无线通讯技术、微电子传感器、嵌入式系统的新技术。智能交通系统作为感知终端，将交通信息收集　

到控制中心，控制中心对多源交通信息进行分析，为用户提供最优行车路线。　［关键词］无线传感器网络Ｚｉｇｂｅｅ技术智能交通系统　交通信息采集　

中图分类号：ＴＰ２１２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１１）３０—０４１７一Ｏ１　

１前夸　目前已经有多种技术用于道路交通信息的采集，例如：ＧＰ　Ｓ、视频、　

线圈等等，这些技术都有各自的优缺点，ＧＰ　Ｓ加无线收发装置可以用来监　

测交通流量，但是要求车辆安装这种装置增加用户的成本，另一方面涉及　

用户隐私信息，多数用户不愿意安装无线收发装嚣，视频虽然采集丰富但　

易受背景环境的影响，镜头需要经常擦拭，费用昂贵不利于扩展等，它原　

理简单、精确度搞而得到广泛应用，但是布设和维护是都会破坏路面，影　响车辆正常行驶。与上述装置相比较，无线传感网络交通信息系统具有以　

下优点：（１）其无线自组、泛在协同的特点使系统布设和维护十分方便，便　

于提高交通信息采集系统的可扩展性；（２）用户可以与传感器网络进行信息　

交互，可以进行数据查询、空中编程，节点健康监测等，极大地方便用　

户的使用，减少维护成本：（３）规模的分布式监测和协同计算技术在能力上　

优于传统的单节点或局部监测技术。　

基于ＩＥＥＥ　８０２．１５．４规范的ＺｉｇＢｅｅ技术，具备以下良好特性：①功　

耗低，２节普通５号电池可支持一个节点工作６～２４个月；②组网能力强，网　

络最多可达个节点，并支持树状、星状、网状等多种组网方式；③传输距离　远，两节点室外传输距离可达几百米，在增加发射功率后可达几千米；④可　

靠性高，具备多级安全模式；⑤成本低，开放的简化ＺｉｇＢｅｅ协议栈，工作在　

基于无线传感器网络的智能家居系统设计

摘要：利用无线传感器网络进行智能家居系统的设计，能够使家居系统更加智能化和人性化。基于这种认识，本文对无线传感器网络进行了介绍，然后对基于该网络的智能家居系统设计方案展开了分析。从分析结果来看，该种系统具有更好的可扩展性和性价比，能够更好的满足室内家居的智能控制要求。

关键词：无线传感器网络；智能家居系统；设计

引言：所谓的智能家居系统，其实就是利用嵌入式系统技术实现智能家居管理的终端，能够利用多种通信手段进行控制指令的获取，并借助传感器网络提供的信息完成智能判断。该种系统在家居环境管理方面具有安全、便捷等优势，所以随着人们生活水平的提升，智能家居系统也开始逐渐深入到人们的生活中。因此，还应加强对智能家居系统设计研究，从而为人们提供更加智能化的家居系统。

1无线传感器网络

所谓的无线传感器网络，其实就是通过在指定监测区内完成大量微型传感器节点布置，然后利用各无线通信方式实现节点间通信的网络。所以在网络末梢，布置有大量传感器，能够对外部世界进行感知和检查，并借助无线网络完成数据通信。建设该种网络，能够完成网络和设备的灵活设置，并且与互联网建立连接关系，具有自组织、成本低、功耗低和可靠性强等优点，最早在环境探测和军事侦察等方面得到了运用。而随着现代网络技术的发展，该网络也在家居网络中得到了应用，可以利用网络完成室内家电和环境等信息的采集，并通过连接互联网和移动通信网络完成信息的传递。

2基于无线传感器网络的智能家居系统设计

2.1系统架构设计

从系统架构组成上来看，利用无线传感器网络进行智能家居系统的设计，系统由传感器网络、传输网络和应用网络构成。其中，传感器网络就是系统使用的无线传感器网络，在家居环境中完成了多个硬件节点设置，并利用无线链路完成了自组织网络的构建。传输网络为由外部网络和家庭网关构成的网络，其将借由网关与传感器节点连接，采取的连接方式为无线方式。而在与互联网和移动通信网等外部网络连接时，系统将采用有线和无线两种通信方式，能够自动完成通信协议的转换，以确保数据信息能够得到顺数传输。借助该网络，用户也可以进行家居设备信息查询或运行控制的指令。此外，系统还配备有应用网络，该网络中包含较多终端设备，能够利用外部网络完成家居信息读取，并根据信息实现家居设备控制。

１４０　传感器与微系统（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）　２０１２年第３ｌ卷第２期　

基于智能传感器网络的环境信息监测系统设计　

张粤　，倪桑晨　，倪伟　

（１．淮阴工学院计算机工程学院，江苏淮安２２３００３；　２．东南大学信息科学与工程学院，江苏南京２１１１８９：　３．淮阴工学院电子与电气工程学院，江苏淮安２２３００３）　

摘要：通过分析和研究环境参数大滞后和大惯性的特点，设计一种基于Ｚｉｇ　Ｂｅｅ　ＣＣ２４３０的无线通信技　术多环境参数监测系统。在监测区域部署网络节点，监测环境中的温度和湿度等环境参数，完成数据无线　传输，由监控系统对数据进行处理，实时监测环境参数变化并为其有效控制提供依据。该系统克服了传统　方式的布线复杂、节点功耗大、监测管理不便等缺陷，且具有功耗低、组网灵活、可扩展性强等优点。将该　系统应用于环境温湿度的监测，监测实验结果表明：该系统运行稳定，数据精度高，可广泛应用于各领域的　环境参数自动监测，适合推广应用。　关键词：智能传感器网络；ＣＣ２４３０；环境信息；监测　中图分类号：ＴＰ２０２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００－９７８７（２０１２）０２－０１４０－０３　

１一　●　ｎ　●　·　－■　ｎ　·■　●·　■　·　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｏｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｉｎｔｏｒｍａｔｉ０ｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｂａｓｅｄ　０ｎ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

ＺＨＡＮＧ　Ｙｕｅ　，ＮＩ　Ｓａｎｇ—ｃｈｅｎ。，ＮＩ　Ｗｅｉ。　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｉｙｉｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｅｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉａｎ　２２３００３，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１１１８９，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｉｙｉｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｅｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉａｎ　２２３００３。Ｃｈｉｎａ）　

传感器网络在智能交通系统中的应用

随着全球城市化进程的加速和人口的不断增长，交通堵塞已经成为一个日益严重的问题。在过去的几年里，智能交通系统已成为现代城市化的一个关键领域，提供了一些创新的和许多新的解决方案，为城市交通带来了巨大的改进。这里，我们将介绍传感器网络在智能交通系统中的应用。

一、传感器网络的背景介绍

现代传感器网络是一种由连续或离散的传感器节点组成的多级体系结构。传感器网络中的节点集合可以完成一些特定的任务，如收集光、声、温度、湿度等信息。传感器还可以通过无线网络与其他节点通信，从而实现数据的传输和处理。随着传感器技术的不断发展和完善，传感器网络成为了一种重要的技术手段，广泛应用于各个领域。

二、移动传感器网络在智能交通系统中的应用

移动传感器网络是一种包含多个通信节点和一些可移动节点的网络结构。这种网络结构可以自组织、灵活和可扩展，并且可以自适应环境变化和用户需求的变化。当移动传感器网络应用于智能交通系统时，它可以通过车辆、交通路口和道路等节点的集成来实现更加准确、高效和自主的交通流监测和管理。

移动传感器网络在智能交通系统中的应用包括以下几个方面：

1.交通流量检测：通过在道路上部署移动传感器节点，可以实现对车辆数量、速度和密度等交通信息的实时检测。这些节点可以通过多种方式进行位置和速度的推导，如利用GPS、摄像头和红外线传感器等。这些数据可以提供给交通部门，以帮助规划和开发更优化的交通管理策略。

2.停车管理：移动传感器网络可以提供实时和准确的停车信息，这对城市交通管理至关重要。通过在街道和停车场的罚单记录系统中使用节点，可以实时监测车辆停放位置和时间，并帮助城市交通部门实现更精确的罚单管理和最优解决方案的规划。

3.交通辅助系统：智能交通辅助系统可以通过移动传感器网络监测道路状况及其它信息来建立实时的交通管理体系，帮助驾驶员避免交通拥堵和安全事件。现代车辆支持了许多安全功能，如自动制动和自动驾驶，这些功能需要大量的传感器数据来完成交通场景的分析和决策。