[发明专利]一种公交信息采集和信息传输的方法及其实现系统

说明书

技术领域

本发明属于交通控制系统，尤其涉及到采用无线传感器网络(WirelessSensor Networks，WSN)实现公交优先控制系统(Bus Signal Priority System，BSP)的信息采集与传输。其相关应用领域主要包括：智能公交系统信息采集与传输、城市公交信号优先控制系统信息采集与传输、城市智能交通系统的信息采集与传输。

背景技术

目前国内外在公交信号优先控制系统中应用的信息采集与通信技术主要包括感应式环形线圈检测器、GPS技术、RFID技术等，这些技术应用于公交信号优先控制时存在的优缺点如下所述：

1.感应式环形线圈检测器：利用埋设在车道下的环形线圈或存在于线圈上的车辆引起电磁感应的变化进行处理而达到检测目的。当车辆通过线圈时产生电感量的变化引起相位的变化，通过相位比较器获得一个相应信号。

优点：技术成熟、易于掌握；检测精度高，全天候工作；设备价格低。

缺点：需要切割路面，影响路面寿命，并且安装过程对线圈可靠性和寿命影响很大；安装或维护需要中断交通，对已建成的道路应用比较困难；容易被重型车辆、路面修理等损坏。

2.GPS：通过车载设备和监控中心计算机完成信息采集；能采集车辆位置、车速信息；结合GPRS/CDMA技术实现信息的实时传输。

优点：数据采集的连续性；车辆可实时定位；需要安装的硬件设备较少。

缺点：系统后期运营费用、维护费用和通信费用高；数据精度受城市的地形影响大；GPS容易受电磁干扰；通信费用和数据采集频率直接相关；城市高架道路、楼房、隧道等是影响其定位精度的主要因素。

3.RFID：通过车载标签、路侧读卡器以及监控中心计算机完成信息的采集与传输；路侧读卡器与监控中心计算机采用电缆通信；车辆ID信息和定位信息通过路侧读卡器非连续性采集。

优点：数据采集稳定准确；可准确实现公交进出场管理；可准确实现公交自动报站

缺点：硬件投资大；安装麻烦，路侧读卡器需要电源支持；系统后期维护费用高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种公交信息采集和信息传输的系统和方法，解决上述技术的缺点。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种公交信息采集和信息传输的系统，其中包括：

(1)多个微型传感器节点及汇聚节点、计算机控制中心；

(2)多个微型传感器节点、汇聚节点和计算机控制中心之间，通过无线或有线网络形成多跳的自组织网络系统；

(3)该自组织网络系统中，采集信息的方式为WSN节点定位技术；

(4)传感器节点之间传输信息的方式为休眠机制和唤醒机制。

一种公交信息采集和信息传输的方法，其中包括：

(1)对传感器分类，将路边单元、车载单元设置为传感器节点，将停靠站单元设置为采集数据量大的汇聚节点；

(2)依据传感器节点的无线通信半径与公交停靠站的站距等因素，确定传感器节点和汇聚节点的数量和分布；

(3)汇聚节点携带初始ID信息、时间信息；

(4)根据节点定位技术，通过与传感器节点的无线网络信息交换，汇聚节点采集车载单元的途中定位信息、速度信息；

(5)汇聚节点通过有线网络将上述信息传输给计算机中心；

(6)在上述过程中，传感器节点在采集和传输信息中采用休眠和唤醒机制。

一种公交信息采集和信息传输的系统，包括：多个微型传感器节点及汇聚节点、计算机控制中心，多个微型传感器节点、汇聚节点和计算机控制中心之间，通过无线或有线网络形成多跳的自组织网络系统，该自组织网络系统中，采集信息的方式为WSN节点定位技术。

路边单元、车载单元设置为传感器节点，停靠站单元设置为汇聚节点。

汇聚节点与控制中心间以有线方式组网。

路边单元在相邻两个停靠站间均匀布设，间距值小于100米。

作为汇聚节点的停靠站单元，携带信息包括ID信息、时间信息，当装有车载单元的公交车到站时，以包括信号标杆定位方式的方法，通过ID信息定位。

作为路边单元的传感器节点，不携带ID信息，传感器节点分为信标节点和未知节点，信标节点是未知节点定位的参考点，除了信标节点外，其它传感器节点就是未知节点，它们通过信标节点的位置信息来确定自身位置，信标节点对应路边节点，未知节点对应车载节点。

用到三边测量法、三角测量法或极大似然估计法计算未知节点的位置；用传感器节点发送的每一帧信息中包含的时间信息，以及相邻两个数据包中的位置以及时间信息之差计算车速。