[發(fā)明專利]一種公交信息采集和信息傳輸的方法及其實現(xiàn)系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610030859.2
• 申請日: 2006-09-06
• 公開（公告）號: CN101141413A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 楊曉光;儲浩;潘玉琪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04L12/58
• 分類號: H04L12/58;G05B19/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發(fā)明屬于交通控制系統(tǒng)，尤其涉及到采用無線傳感器網絡(WirelessSensor?Networks，WSN)實現(xiàn)公交優(yōu)先控制系統(tǒng)(Bus?Signal?Priority?System，BSP)的信息采集與傳輸。其相關應用領域主要包括：智能公交系統(tǒng)信息采集與傳輸、城市公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)信息采集與傳輸、城市智能交通系統(tǒng)的信息采集與傳輸。

背景技術

目前國內外在公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)中應用的信息采集與通信技術主要包括感應式環(huán)形線圈檢測器、GPS技術、RFID技術等，這些技術應用于公交信號優(yōu)先控制時存在的優(yōu)缺點如下所述：

1.感應式環(huán)形線圈檢測器：利用埋設在車道下的環(huán)形線圈或存在于線圈上的車輛引起電磁感應的變化進行處理而達到檢測目的。當車輛通過線圈時產生電感量的變化引起相位的變化，通過相位比較器獲得一個相應信號。

優(yōu)點：技術成熟、易于掌握；檢測精度高，全天候工作；設備價格低。

缺點：需要切割路面，影響路面壽命，并且安裝過程對線圈可靠性和壽命影響很大；安裝或維護需要中斷交通，對已建成的道路應用比較困難；容易被重型車輛、路面修理等損壞。

2.GPS：通過車載設備和監(jiān)控中心計算機完成信息采集；能采集車輛位置、車速信息；結合GPRS/CDMA技術實現(xiàn)信息的實時傳輸。

優(yōu)點：數據采集的連續(xù)性；車輛可實時定位；需要安裝的硬件設備較少。

缺點：系統(tǒng)后期運營費用、維護費用和通信費用高；數據精度受城市的地形影響大；GPS容易受電磁干擾；通信費用和數據采集頻率直接相關；城市高架道路、樓房、隧道等是影響其定位精度的主要因素。

3.RFID：通過車載標簽、路側讀卡器以及監(jiān)控中心計算機完成信息的采集與傳輸；路側讀卡器與監(jiān)控中心計算機采用電纜通信；車輛ID信息和定位信息通過路側讀卡器非連續(xù)性采集。

優(yōu)點：數據采集穩(wěn)定準確；可準確實現(xiàn)公交進出場管理；可準確實現(xiàn)公交自動報站

缺點：硬件投資大；安裝麻煩，路側讀卡器需要電源支持；系統(tǒng)后期維護費用高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：提供一種公交信息采集和信息傳輸的系統(tǒng)和方法，解決上述技術的缺點。

為達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種公交信息采集和信息傳輸的系統(tǒng)，其中包括：

(1)多個微型傳感器節(jié)點及匯聚節(jié)點、計算機控制中心；

(2)多個微型傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和計算機控制中心之間，通過無線或有線網絡形成多跳的自組織網絡系統(tǒng)；

(3)該自組織網絡系統(tǒng)中，采集信息的方式為WSN節(jié)點定位技術；

(4)傳感器節(jié)點之間傳輸信息的方式為休眠機制和喚醒機制。

一種公交信息采集和信息傳輸的方法，其中包括：

(1)對傳感器分類，將路邊單元、車載單元設置為傳感器節(jié)點，將停靠站單元設置為采集數據量大的匯聚節(jié)點；

(2)依據傳感器節(jié)點的無線通信半徑與公交停靠站的站距等因素，確定傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點的數量和分布；

(3)匯聚節(jié)點攜帶初始ID信息、時間信息；

(4)根據節(jié)點定位技術，通過與傳感器節(jié)點的無線網絡信息交換，匯聚節(jié)點采集車載單元的途中定位信息、速度信息；

(5)匯聚節(jié)點通過有線網絡將上述信息傳輸給計算機中心；

(6)在上述過程中，傳感器節(jié)點在采集和傳輸信息中采用休眠和喚醒機制。

一種公交信息采集和信息傳輸的系統(tǒng)，包括：多個微型傳感器節(jié)點及匯聚節(jié)點、計算機控制中心，多個微型傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和計算機控制中心之間，通過無線或有線網絡形成多跳的自組織網絡系統(tǒng)，該自組織網絡系統(tǒng)中，采集信息的方式為WSN節(jié)點定位技術。

路邊單元、車載單元設置為傳感器節(jié)點，停靠站單元設置為匯聚節(jié)點。

匯聚節(jié)點與控制中心間以有線方式組網。

路邊單元在相鄰兩個停靠站間均勻布設，間距值小于100米。

作為匯聚節(jié)點的停靠站單元，攜帶信息包括ID信息、時間信息，當裝有車載單元的公交車到站時，以包括信號標桿定位方式的方法，通過ID信息定位。

作為路邊單元的傳感器節(jié)點，不攜帶ID信息，傳感器節(jié)點分為信標節(jié)點和未知節(jié)點，信標節(jié)點是未知節(jié)點定位的參考點，除了信標節(jié)點外，其它傳感器節(jié)點就是未知節(jié)點，它們通過信標節(jié)點的位置信息來確定自身位置，信標節(jié)點對應路邊節(jié)點，未知節(jié)點對應車載節(jié)點。

用到三邊測量法、三角測量法或極大似然估計法計算未知節(jié)點的位置；用傳感器節(jié)點發(fā)送的每一幀信息中包含的時間信息，以及相鄰兩個數據包中的位置以及時間信息之差計算車速。