摘 要：就目前現(xiàn)代的城市化發(fā)展來講，交通出行也變得越來越復雜多樣化，那么道路安全問題也就成了重中之重。交通道路路面狀況需要定期勘察深入監(jiān)測，因為交通路面安全問題是出行的基本前提，道路路面的損壞是再正常不過的一件事情，但需要做的是將后期的完善工作準備充分，路面檢測系統(tǒng)技術(shù)要足夠的成熟全面，才可以保證交通出行的正常進行不被外界因素所影響。而無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)則是由分布安裝在各個道路監(jiān)測系統(tǒng)中的多個微型傳感器節(jié)點組成，然后利用無線網(wǎng)絡的通信技術(shù)構(gòu)成一個多格式多元化的組織網(wǎng)絡，最后通過它的感應系統(tǒng)，采集信息，并搜集處理覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標對象的信息，傳達給信息需求者，這就是在路面監(jiān)測系統(tǒng)中使用無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)的目的所在。

關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡；路面監(jiān)測系統(tǒng)；匯聚節(jié)點設計；嵌入式系統(tǒng)

前言：本篇文章主要講述了道路路面監(jiān)測中故障監(jiān)測問題，在無線網(wǎng)絡傳感器技術(shù)的基礎下，結(jié)合其功能特點設計一套應用于道路監(jiān)測系統(tǒng)的方案。以便在道路行駛過程中更好的了解路面狀況，監(jiān)測道路是否安全以及位置信息?；诂F(xiàn)代傳感器技術(shù)，無線通訊信號技術(shù)，數(shù)據(jù)信號處理技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)等科技的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了綜合這幾門技術(shù)為一體發(fā)展的傳感器器件，這種既具有無線通訊功能又有數(shù)據(jù)信號處理功能類的傳感器結(jié)合自身構(gòu)成了自組織的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，它的誕生大大的方便了城市交通中路面監(jiān)測系統(tǒng)的應用?，F(xiàn)階段在無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展中，需要運用創(chuàng)新的思想，并能解決實際問題的特點來設計開發(fā)。首先需要了解無線傳感器網(wǎng)絡的特點和路面監(jiān)測系統(tǒng)匯聚節(jié)點的特性，再做接下來的具體分析，了解它們之間的相同點和互補點，結(jié)合實際現(xiàn)狀分析研究。

一、無線傳感器網(wǎng)絡的研究背景分析

1.無線分組網(wǎng)的研究

1996年美國軍方資助大學洛杉磯分校開展了有關(guān)低功耗無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的研究，與此同時加州大學分校也開展了相同的研究，主要是借助于MEMS技術(shù)，來達到傳感與計算，通信的集成，利用智能傳感器技術(shù)來加強，其主要的目的也就是為了開發(fā)一系列可以自組織，可重構(gòu)的傳感器節(jié)點。1972年美國國防部計劃署開啟了第一個分組交換網(wǎng)計劃，在ARRANET的互聯(lián)網(wǎng)基礎上進行了軍用無線網(wǎng)的分組網(wǎng)研究，它重新定義了分組交換與無線技術(shù)結(jié)合的概念。我們都了解在教室或者室內(nèi)要想連接無線Wi-Fi進入互聯(lián)網(wǎng)絡必須要借助路由器的設置，但是并不是所有的場合都適合路由器的存在，介于這些原因Ad hoc網(wǎng)絡就得以運用，它不需要任何的預先架國設的無線通信基礎設施，所有的節(jié)點通過分層的協(xié)議體系與分布式算法來協(xié)調(diào)每個節(jié)點的各自行為，而且每個節(jié)點還可以自主的單獨組成網(wǎng)絡，Ad hoc網(wǎng)絡是一種對等結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡，沒有固定的服務路由器。

2.從無線分組網(wǎng)到無傳感器網(wǎng)絡的研究

Ad hoc網(wǎng)絡最初的建設初衷是被應用于軍事領域行業(yè)，但隨著網(wǎng)絡科技的發(fā)展，擴展領域越來越廣泛，尤其通信方面應用的最多，在辦公，會議，個人通信等方面都有著極大的便捷，顯而易見的可以說，未來Ad hoc網(wǎng)絡技術(shù)在移動通信市場上的發(fā)展空間具有不可估量的潛力，Ad hoc網(wǎng)絡具有快速組網(wǎng)的功能，因此就省去了布線和網(wǎng)絡設備的步驟，可以應用于臨時會議工作中。無線傳感器網(wǎng)絡是大量監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的許多傳感器節(jié)點組成，它通過無線通信的方式形成了一個具有自己特性的自組網(wǎng)絡系統(tǒng)，它是人類與大自然交流的溝通橋梁，人們可以通過它直接的感知到外界的信息，它是人類了解世界，認識世界，親近大自然的功臣。除此之外，就目前無線傳感器網(wǎng)絡可以被引用于無人駕駛的飛機上，并可以依據(jù)預先設置好的路徑依次的撤下，在商業(yè)市場分析下開展了它的商業(yè)發(fā)展的潛力，相信在科學家和專業(yè)人員的研究開發(fā)下無線傳感器網(wǎng)絡涉及的方面和領域會越來越多，它的研究具有著一定深厚的技術(shù)發(fā)展背景和長久以來自然的社會發(fā)展過程。

二、無線傳感器網(wǎng)絡的特點

無線傳感器網(wǎng)絡是一種比較尖端的網(wǎng)絡，它與移動通信網(wǎng)，藍牙網(wǎng)絡等常見的無線網(wǎng)絡有相似之處，但也存在著一定程度上的差別。傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡的始端作用目標是有效地提供服務質(zhì)量和利用寬帶網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡的特點主要有一下幾點：

2.1節(jié)點數(shù)目龐大，密度深高。通常會在監(jiān)測區(qū)域部署大量的傳感器節(jié)點以獲取精確信息，傳感器節(jié)點數(shù)目可達上千上萬。大量節(jié)點能夠有效幅度地加大監(jiān)測區(qū)域的覆蓋面積，減少盲區(qū)的隱患。

2.2具有自主組織能力，可以自動進行配備和調(diào)和。在其應用領域中，不能夠預先精準地設定傳感器的節(jié)點位置。由于節(jié)點通常被放置在比較落后的沒有基礎設施的位置，所以也不會預先了解各個節(jié)點簡的相互關(guān)系。有的要高距離撒散大量的傳感器節(jié)點，有的會放置到危險的區(qū)域或者人類不可遇及的地方，此時就要用到自組織網(wǎng)絡的這種特點。自主進行配置和管理，通過控制機制和網(wǎng)絡協(xié)議，自動形成能夠轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)。

2.3無線傳感器網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu)是由三個節(jié)點組成，它的節(jié)點一般是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，單單從網(wǎng)絡功能來講，它的每個節(jié)點都具有感知終端和路由器的功能，除了收集信息和對數(shù)據(jù)進行處理，還可以對附近轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點的數(shù)據(jù)進行儲存，融合等，所以傳感器節(jié)點的軟硬件技術(shù)是傳感器網(wǎng)絡研究的重中之重。

三、基于無線傳感器網(wǎng)絡下的路面監(jiān)測系統(tǒng)的設計思想

3.1本文主要就是針對無線傳感器網(wǎng)絡下有關(guān)路面監(jiān)測系統(tǒng)匯聚節(jié)點的研究設計，主要是運用傳感器網(wǎng)絡技術(shù)對道路路面監(jiān)測方面進行改善，結(jié)合傳感器自身的優(yōu)點特性運用開發(fā)在路面監(jiān)測系統(tǒng)中。路面狀況是一個不可確保的問題，對于一個城市來說交通道路是城市正常運轉(zhuǎn)的前提保障，路面一旦損壞對人們出行，國家經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)業(yè)都會造成不好的影響，需要大量的人力物力，時間精來搶救維修，為了解決這一頭痛的難題，有關(guān)專業(yè)人員就考慮到可以借鑒傳感器網(wǎng)絡原理的思想來改善減少此類狀況的發(fā)生。

3.2結(jié)合長時間的研究與發(fā)現(xiàn)，無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)很適用于道路交通發(fā)展方面，就路面的好壞情況，可以在車子上利用安裝一個傳感器和垂直加速度移動傳感器節(jié)點來檢測路面是否出現(xiàn)故障，如果它的移動子節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)為異常，那么就說明前方的道路不安全，與此同時移動子節(jié)點進而可以檢測到實時的位置信息，然后再經(jīng)過一定的路由傳送方式在各個子節(jié)點以無線傳輸?shù)哪Ｊ綄⑿盘柊l(fā)送到匯聚節(jié)點，它在一方面可以通過子節(jié)點傳送的監(jiān)測路面故障信息發(fā)送給路面監(jiān)測人員，具體到哪一段位置的故障情況方便觀察；另一方面它可以直接將它檢測的路面情況發(fā)送到網(wǎng)絡上。城市公路建設構(gòu)造中，需要設置大量的子節(jié)點布置在公路網(wǎng)絡中，將移動子節(jié)點安裝在車輛上，方便及時檢測了解路面狀況。

3.3關(guān)于匯聚節(jié)點的總體設計需要對各個處理器的類型了解，包括它們的系統(tǒng)處理頻率，和處理器在應用中的功能效率以及耗能情況，在嵌入式系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)的選型中也要慎重選擇，匯聚節(jié)點的射頻模塊的選擇要考慮到整個系統(tǒng)的路面子節(jié)點的需求。匯聚節(jié)點的硬件和軟件系統(tǒng)的設計移植首先要了解基本的工作原理，在各個數(shù)據(jù)信號處理器和鏈接器，編譯環(huán)境的綜合條件下將無線傳感器網(wǎng)絡思想運用于路面監(jiān)測系統(tǒng)中去，使其得到最大的受益。

結(jié)束語：綜上所述，路面監(jiān)測是交通出行中的重要成分，為了保證正常的行駛，基于無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)下的路面監(jiān)測系統(tǒng)要做好充分的后期工作，在出現(xiàn)特殊的突發(fā)情況時，可以及時的處理挽救。

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作者簡介：

鄭木棉（1996-）男，漢族，安徽六安人，本科在讀，現(xiàn)就讀于河海大學文天學院.