廣東省公路建設(shè)有限公司 梁卓宇

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法研究與設(shè)計(jì)

廣東省公路建設(shè)有限公司 梁卓宇

當(dāng)前ZigBee、傳感器、RFID等技術(shù)得到快速普及和發(fā)展，有效地促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用，取得了顯著的應(yīng)用成果。本文詳細(xì)地描述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀，同時(shí)提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法，設(shè)計(jì)了算法的處理流程，保證車輛行駛的安全性。

物聯(lián)網(wǎng)；傳感器；智能交通；距離判斷

1.引言

智能交通是信息化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，也是未來(lái)交通發(fā)展的主要趨勢(shì)和方向，其將機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)通訊、電子芯片、傳感器等先進(jìn)技術(shù)集成在一起，構(gòu)建了一種立體的、多維的、全方位的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車輛之間的信息傳輸和數(shù)據(jù)共享[1]。物聯(lián)網(wǎng)的誕生更加有效促進(jìn)了智能交通的發(fā)展和改進(jìn)，具有重要的作用和意義。本文詳細(xì)地描述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，同時(shí)提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法，該算法能夠動(dòng)態(tài)地、實(shí)時(shí)地判斷任意兩車之間的距離，將其發(fā)送給控制司機(jī)，司機(jī)就可以據(jù)此作出駕駛決策，確保交通安全。

2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀分析

物聯(lián)網(wǎng)可以利用傳感器、RFID、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)等多種技術(shù)，采集目標(biāo)物體及周圍環(huán)境信息，并且可以將其發(fā)送給服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)物物互聯(lián)、人物互聯(lián)等。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，比如物流倉(cāng)儲(chǔ)管理、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、廠房監(jiān)控等場(chǎng)所，提高了人類社會(huì)的信息化水平[2]。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一種具體應(yīng)用形式，其也是當(dāng)前智能交通發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，車聯(lián)網(wǎng)在車輛前后、四周部署傳感器，利用傳感器向四周發(fā)射輪詢信號(hào)，這樣就可以利用電磁波傳輸?shù)木嚯x，實(shí)現(xiàn)信息的服務(wù)操作支撐。

物聯(lián)網(wǎng)采集、傳輸和共享信息時(shí)采用的傳感器包括兩類，一類是終端傳感器，另一類是路由傳感器。終端傳感器可以完成數(shù)據(jù)采集、發(fā)送、接收指令等功能，路由傳感器引入了ZigBee物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，其主要功能是匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，定時(shí)采集、建立、更新和維護(hù)路由表，快速確定和計(jì)算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)[3]。物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)過(guò)程中，其涉及的設(shè)備很多，分別是交換機(jī)、服務(wù)器、路由器、傳感器等，構(gòu)建一個(gè)層次化的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，形成了數(shù)據(jù)服務(wù)器層、單元交換層和核心交換層。核心交換層僅僅作為傳輸骨干網(wǎng)存在，不需要執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理內(nèi)容，這樣就可以提高數(shù)據(jù)傳輸性能，并且保證網(wǎng)絡(luò)的冗余能力，為網(wǎng)絡(luò)提供高帶寬、高安全、高可靠的數(shù)據(jù)傳輸。單元交換層可以為網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)器接入端口、軟件接入端口，這樣為網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)可擴(kuò)展的軟硬件資源接入口，并且單元交換子層可以按照不同的部門劃分VLAN，這樣就可以控制同一部門的人員僅能夠訪問(wèn)本部門的資源，不經(jīng)過(guò)允許就無(wú)法訪問(wèn)外部資源。網(wǎng)絡(luò)最核心的部分就是服務(wù)器，服務(wù)器的類型包括Web服務(wù)器、防火墻服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，Web服務(wù)器可以部署應(yīng)用軟件資源，解析邏輯業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器保存數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改和查詢；防火墻服務(wù)器可以部署訪問(wèn)控制策略和軟硬件查殺規(guī)則，這樣就可以保證網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的安全性。物聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法設(shè)計(jì)

智能交通主要目標(biāo)是幫助駕駛員實(shí)現(xiàn)駕駛決策，提高人類社會(huì)的信息化、智能化操作水平，幫助人們實(shí)現(xiàn)智能交通管理。目前，距離判斷是車輛行駛過(guò)程中一個(gè)重要的工作，其可以幫助駕駛員確定是否加速、是否可以變道，同時(shí)也可以提醒駕駛員是否與其他車輛距離太近，注意保持行駛距離。在操作距離判斷系統(tǒng)的過(guò)程中，車頭傳感器可以監(jiān)控前端現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)地發(fā)出輪詢信號(hào)，判斷與其他車尾之間的距離；車尾傳感器可以監(jiān)控后端現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)地發(fā)出輪詢信號(hào)，與其他的車頭傳感器進(jìn)行距離測(cè)量。距離測(cè)量完成之后，可以將這些信息上傳到服務(wù)器，以便能夠由網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的終端進(jìn)行分析處理，同時(shí)將分析結(jié)果發(fā)送給司機(jī)，司機(jī)從倒車影像雷達(dá)顯示屏中看到這些距離信息。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通距離判斷算法包括四個(gè)模塊，分別是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)查詢和距離判斷四個(gè)功能模塊。每一個(gè)功能描述如下：

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備功能。在距離識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行算法處理的過(guò)程中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可以設(shè)置傳感器的參數(shù)，控制端口信息狀態(tài)、狀態(tài)切換等功能，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可以實(shí)現(xiàn)信息采集、存儲(chǔ)和管理服務(wù)，具有重要的作用和意義。

（2）系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收功能。數(shù)據(jù)接收包括兩個(gè)重要模塊，分別是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收、傳感器標(biāo)簽讀取等功能。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收可以顯示串口接收信息內(nèi)容，觀察數(shù)據(jù)是否符合處理需求。傳感器標(biāo)簽讀取可以判斷傳感器的標(biāo)識(shí)，并且對(duì)傳感器進(jìn)行區(qū)分。距離判斷系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時(shí)，每一輛車都存在一個(gè)智能電子車牌，其本質(zhì)是一個(gè)電子標(biāo)簽，通過(guò)信息采集和監(jiān)測(cè)，采集周圍環(huán)境電子標(biāo)簽數(shù)目，獲取車輛周圍的環(huán)境信息。

（3）距離判斷功能。距離判斷可以根據(jù)任意兩個(gè)車輛攜帶的傳感器發(fā)射、接收的信號(hào)時(shí)間判斷距離，這樣就要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，保證任意兩個(gè)車輛之間數(shù)據(jù)傳輸是準(zhǔn)確的，傳輸時(shí)間和數(shù)據(jù)速度之間的乘積就是一個(gè)交通距離判斷的結(jié)果。

（4）系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢模塊可以顯示距離判斷結(jié)果查詢內(nèi)容，其可以查詢過(guò)去某一段時(shí)間內(nèi)某一個(gè)車輛與其他車輛的距離等內(nèi)容，為用戶提供強(qiáng)大的信息服務(wù)功能。

4.結(jié)束語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的距離判斷算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中采用了超高頻芯片技術(shù)，以解決距離遠(yuǎn)、大流量、高速移動(dòng)等造成數(shù)據(jù)傳輸中斷的問(wèn)題，能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體距離的識(shí)別，將這些信息發(fā)送給駕駛員，同時(shí)也可以發(fā)出報(bào)警聲音，這樣就可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的距離判斷與操作功能。

[1]趙靜．基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流探測(cè)技術(shù)研究[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,36(34):111-112．

[2]吳燕．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)架構(gòu)中的應(yīng)用[J]．自動(dòng)化與儀器儀表,2016,8(6):131-132．

[3]張海鵬．基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)中的車輛通信網(wǎng)絡(luò)[J]．電子技術(shù)與軟件工程,2016,20(19):10-10．