基于无线传感器网络技术智能交通信息采集系统探究

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1、基于无线传感器网络技术智能交通信息采集系统探究　　摘要：本文通过介绍无线传感器体系结构及特点，提出了一种基于无线传感器网络技术的智能交通信息采集系统，并对系统进行试验测试，以供实践参考。关键词：无线传感器；网络技术；智能交通；试验测试中图分类号：TP27文献标识码：A1无线传感器网络体系的结构及特点无线传感器网络是运用无线通信的方式将大量的廉价传感器节点进行汇聚，并最终形成的一个自组织的网络系统。主要目的是感知网络覆盖区域中存在的对象信息，并对其进行采集、处理，然后再发送给观察者。通常典型的无线传感器网络系统，其组成部分主要包括互联网、传感器节点、通信卫星、汇聚节点以及管理节点

2、等。无限传感器网络系统具体工作步骤为：首先在监测区内部或附近部署大量传感器节点，以便监测周边环境，然后收集相关数据信息，用无线收发装置收集到的数据信息输至汇聚节点处的数据处理中心。输送时选择多跳路由的方式。然后再将数据中心的数据信息通过汇聚节点输送至用户端，用户才能够通过管理节点实现对传感器网络的配置与管理以及对目标区域的监测。2无线传感器网络系统的设计52.1层次型网络体系结构层次型网络体系，是以无线传感器网络系统的结构为基础模型，然后根据目前交通智能化要求而设计出的一种交通监测体系。其主要组成内容为传感器节点、汇聚节点、基站和终端用户。层次型网络体系的主要运行方法是：部署大

3、量的传感器节点在目标监测区域内及其周边地区，对其周围的的交通数据信息进行全面有效的收集；通过相应的收发装置将收集到的数据信息输送到汇聚节点的数据处理中心，并进行相应的处理，再将其传送至基站，进行数据的接收、汇总和分析处理，最终用互联网将输送至高速公路监控中心，实现对交通数据信息实时监测，如图1所示。2.2无线传感器节点的设计无线传感器网络的智能交通信息采集中，传感器节点的设计要点是，以模块化组成整个节点系统。包括电源模块、无线通信模块、微处理器模块以及传感器模块等组成，如图2所示。5传感器节点中的电源模块：电源模块主要作用是提供给传感器节点能量，系统节点用电池供电。户外工作中，

4、无线传感器节点的电池更换常比较困难。因此为了能解决这一问题，尽量减小节点体积，目前无线传感器网络系统的交通信息采集中，大多使用可充电锂离子钮扣电池来完成系统供电。该电池优点在于无充电记忆，能量密度高等，能实现连续输出电压的提供，确保最大下拉电流。无线通信模块：主要任务是负责传感器的节点间以及节点域基站间的通信，同时包括传感器节点间数据收发以及信息交换。微处理器模块：无线传感器节点中的核心单元为射频单元和处理器单元。一般射频单元的选择和节点通信的距离、频段以及数据通信接收和发送速率都有直接的关系。处理器单元的选择则与传感器节点的整体耗能量及其工作寿命有着及其密切的联系。传感器模块

5、：该模块为交通信息采集系统中最基本的一个单元，主要任务是进行无线传感器网络数据采集。2.3建立通信协议IEEE802.15.4是ZigBee的规范基础，它提出ZigBee的帧结构主要包括数据信息、数据长度、目标地址、数据模式以及校验等五个部分。其中数据信息，占据字节数通常和数据长度相关并由其决定，主要表示用户通过异步收发器输送的数据或者命令；数据长度，占1个字节，主要用来表示数据信息长度；目标地址同样占1个字节，主要表示的是发送数据目标位置；数据模式主要占据1个字节；校验，1个字节，主要任务是对帧结构当中的所有数据信息进行校验。5本文以ZigBee协议为基础，在其基础上建立了无

6、线传感器网络交通信息采集系统的通信协议，并给出了数据信息字段的具体设计方法。包括数据、功能编码以及节点信息等。通常节点信息字段数据占1个字节，其终端节点的节点号是低4位，控制端节点的节点号为高4位。只有通过掌握高4位，将采集到的节点数据帧传输至与其相对应的现场采集点，才能实现目标数据采集。3无线传感器节点软件的设计流程无线传感器网络形成，需要系统对其节点实行上电初始化，一般要进行扫描频段，才能选定信道。其信息数据的采集系统中，节点的工作状态主要有两种：一种是工作状态，另一种是休眠状态。具体表现为：节点上电复位后，无线传感器的节点模块就会开始对整个网络进行扫描，以检测节点是否正在

7、开始网络运行或者是否在进行信息的发送工作，如果检测的结果显示没有信息，处理器为休眠状态；如果检测到有信息，处理器将会被唤醒，再次进入工作状态。通常如果处理器未接收到确认帧，表明信息正在处理过程中；如果处理器已经接收到确认帧，则表明其已经进入休眠状态，为掉电模式。在无线传感器节点运行过程中，为了能够实现最大程度的降低其使用功耗，通常要求传感器的节点模块必须确保能够在固定的时间内进行网络扫描，保证其节点位于整个网络当中。图3所为具体的无线传感器节点软件设计流程。4无线网络传感器的应用测试5为对无