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短距離無線通信交通資訊檢測系統設計論文

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0引言

短距離無線通信交通資訊檢測系統設計論文

隨着經濟高速發展,交通擁塞問題也日益嚴重。目前,現有的交通檢測系統主要依靠視頻檢測處理技術。但是視頻檢測技術仍然存在一些問題,視頻圖像數據存在極強的數據冗餘,霧霾天氣對視頻監控影響較大,視頻監控不能實現與普通出行人羣的實時交互,對於複雜交通路段和新修路段並不適用。本文針對交通資訊檢測中存在的問題,提出了一種新型的城市路口車輛排隊長度檢測方法。該系統透過短距離無線通信進行車輛排隊長度的實時檢測,並透過GPRS將檢測資訊和定位資訊進行無線上傳,系統開發有發佈網頁,可以滿足交通資訊的實時查詢。該系統有效地解決視頻監控存在的問題,採用太陽能板供電,具有環保低功耗的優點。

1短距離無線通信技術

短距離無線通信是一種在較短範圍內透過無線電波傳輸資訊的技術,該通信技術具有低成本、通信對等和低功耗的特徵。目前,發展較爲成熟的短距離無線通信技術主要包括WiFi,藍牙,Addoc和ZigBee等,短距離通信技術主要應用於智能泊車、環境自動監控、工廠倉庫自動化監測與管理、軍事勘察以及智能家居等方面

2系統結構設計

基於短距離無線通信技術的交通資訊檢測系統主要由路口車輛排隊長度資訊採集單元、網絡應用服務器單元、資訊查詢應用三部分組成。各部件間依賴多模式互聯通信進行資訊交互和協同工作,實現基於RSSI車輛排隊長度檢測,並經GPRS無線傳輸至網絡服務器。遠程PC終端或者手持設備應用可透過上網途徑對相應交叉路口的擁堵狀況進行實時查詢,實現車-路-人的有機交互,以此提高現有交通系統的通行效率,提供安全、舒適的行駛路線。

3系統硬件設計

系統透過架設在交叉路口兩側的資訊採集單元實現車輛排隊長度的檢測與資訊上傳。資訊採集單元包括信標發射裝置和信標接收裝置。信標發送裝置包括CC2420通信模組、定向天線和太陽能板。信標接收裝置包括RaspberryPi數據處理器、GPRS數傳模組、GPS定位模組、CC2420通信模組、定向天線和太陽能板。GPRS數傳模組用於與MoPaaS雲服務端通信。在系統安裝時,將多對資訊採集單元部署在城市路口道路兩側,即可實現對交叉路口車輛排隊長度的檢測與資訊上傳。道路一側的信標發射裝置連續發送數據包,與其對應的信標接收裝置接收並透過信標接收裝置中的RaspberryPi數據處理器計算信號接收強度RSSI值,RSSI的值隨着道路有無車輛而變化。有車時RSSI的值比無車時低,而且方差會大很多,因爲一個無線接收器的信號強度由於多路徑衰減、散射和反射會降低。如果發送方和接收方之間有車的阻礙,這些傳播效果會變得差。RSSI的低價值和高可變性會引起相關聯特徵值的變化,如連結質量指標(LQI)等,因此可以用這些值來更加準確地判定有無車的.情況,透過數據分析即可得出此時的車輛排隊長度值。

4應用服務器開發

在應用開發時,需要應用服務器具有快速部署和彈性擴展的性能。MoPaaS雲服務平臺作爲一個安全、免費開放的智能化雲計算服務器,可以滿足應用開發者快速的在線監控與應用管理,極大地壓縮了應用開發時間和運營成本。測試中,透過在MoPaaS網站上申請免費的服務器,建立新的應用和MySQL進行綁定。將寫好的網頁代碼打包壓縮成格式上傳至服務器,服務器會自動解釋執行。再經過GPRS以HTTP協議將數據上傳至服務器供用戶訪問,供後臺管理人員進行操作,方便用戶的檢視。

5資訊查詢應用

系統使用PHP語言開發了跨平臺的檢測資訊查詢頁面,藉助於PHP的優點使得查詢頁面比使用CGI等可以更快速地執行與重新載入。使用時,將檢測到的車輛排隊長度資訊發往服務器,用戶即可透過系統設計的Web網頁獲取路口車輛排隊情況,從而選擇一條更有效率的行車方案。

6軟件流程設計

將檢測節點安放在道路兩側,基於IEEE802.15.4短距離通信進行組網通信,由於車輛行駛與停止時對無線信號包的傳輸影響不同,可根據實驗對RSSI值進行數據建模,依據發送與接收信號包的RSSI值來對當前路口車輛排隊長度進行檢測,檢測方法相對簡易。圖5給出了資訊檢測與上傳的基本流程圖。

7結語

基於短距離無線通信的交通資訊檢測是一種全新的城市路口車輛排隊長度檢測系統,該系統依據IEEE802.15.4進行組網通信,實現了城市路口車輛排隊長度的檢測與資訊發佈。系統將路口資訊上傳網絡,提醒後來車輛選擇交通情況較好的路段出行,這樣既緩解了路口的交通擁堵,又使得後來車輛可以順暢行駛,人們可以透過PC或者手機隨時隨地檢視某一交通路口的交通擁堵情況,對智慧城市的建設起到了推動作用。