基于WSN技术的智能交通指挥系统设计与实现

论文摘要

城市交通智能化是减少交通拥堵、提高道路吞吐量和利用率的重要手段之一。为了克服传统智能交通实施成本高、部署难度大等问题,本文将无线传感器网络技术引入智能交通系统中,利用传感器网络成本低廉、部署方便、适应性强和灵活等特点,设计实现基于无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的智能交通指挥系统。该系统具备部署成本低,可扩展性好等优点。在基于WSN的智能交通指挥系统中,要确定路面车流量,首先需要获得车辆的位置、速度等信息,因此需要解决搭载了传感器节点的车辆的定位问题。本文利用传感器节点通信距离可控特点,研究了基于RF半径信息的节点定位算法(RFRCL,RF RangeControlling Localization),该算法具有定位速度快、定位精度高和节点负载小等优点,能够满足智能交通指挥系统对定位精度的要求。在解决了车辆定位问题后,本文完成基于WSN的智能交通指挥系统设计工作,给出基于WSN的智能交通指挥系统组成、框架和数据流。该框架能够实时收集路面和车辆信息,并根据这些信息综合指挥调度信号灯、指示牌等疏导工具。最后利用.Net技术编成实现了基于WSN的智能交通指挥系统,并在小范围内进行系统试验和软件测试。结果表明,基于WSN的智能交通指挥系统能够完成交通信息采集、指挥策略生成等功能,达到疏导交通目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 本文贡献
• 1.4 本文组织结构
• 第2章 国内外研究现状与相关技术
• 2.1 智能交通技术研究现状
• 2.1.1 智能交通中车道管理技术
• 2.1.2 智能交通中数据传输技术
• 2.1.3 智能交通中红绿灯管理技术
• 2.2 WSN特点分析
• 2.3 WSN节点定位技术
• 2.3.1 节点定位技术的相关概念
• 2.3.2 节点定位的重要性
• 2.3.3 节点定位的技术背景
• 2.3.4 节点定位技术的分类
• 2.3.5 节点定位技术研究现状
• 2.4 智能交通与无线网络技术结合现状
• 2.5 小结
• 第3章 WSN技术在智能交通系统中应用
• 3.1 基于WSN技术的智能交通系统框架
• 3.2 WSN中节点定位算法
• 3.2.1 定位算法数学描述
• 3.2.2 定位算法流程
• 3.2.3 定位算法实现
• 3.3 算法性能
• 3.4 小结
• 第4章 基于WSN的智能交通指挥系统设计
• 4.1 基于WSN的智能交通指挥系统需求分析
• 4.2 基于WSN的智能交通指挥系统概要设计
• 4.2.1 基于WSN的智能交通系统组成
• 4.2.2 基于WSN的智能交通系统接口
• 4.2.3 基于WSN的智能交通系统运行环境要求
• 4.2.4 系统运行设计
• 4.3 数据库系统概要设计
• 4.4 系统安全性设计
• 4.5 小结
• 第5章 基于WSN的智能交通指挥系统实现
• 5.1 基于WSN的智能交通指挥系统功能实现
• 5.2 用户界面分系统实现
• 5.3 数据库分系统实现
• 5.3.1 用户数据表
• 5.3.2 参考节点信息表
• 5.3.3 车载节点信息表
• 5.3.4 调度信息表
• 5.4 网络通信实现
• 5.4.1 接口方式
• 5.4.2 传输格式
• 5.5 小结
• 第6章 系统测试
• 6.1 测试目的
• 6.2 单元测试
• 6.3 组装测试
• 6.3.1 测试环境
• 6.3.2 系统风险和优先级
• 6.3.3 测试策略
• 6.4 实例运行
• 6.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢