交通物联网测试模型的系统设计与开发

发布时间：2020-08-28 00:05

【摘要】：传统的智能交通(ITS)研究中,通过在交通网中搭载路边单元以及在行驶车辆中搭载传感器,连接车与车(V2V,vehicle-to-vehicle),车与路边单元(V2R,vehicle-to-RSU)进行信息交互协同处理。但受到通信范围以及处理性能的限制而只能适应某一区域的车联网要求。为解决该问题,本文提出了基于云端数据交互的交通物联网体系架构,能够将底层感知的大量数据进行存储、管理和分析,扩大了智能交通的应用范围,减轻底层数据处理要求。通过将数据传输到云端进行分析处理,保证信息的完整和交互要求,同时,客户能够不受时间和空间的限制,即时通过互联网实时掌握交通网状况,及时做出调控,保证交通网的有效运行。本文的研究内容主要有以下部分:(1)提出了基于跨层交互的交通物联网三层体系架构:感知层、传输层和应用层。通过对行驶车辆和路边设施搭载传感器,设计感知终端,采集交通网的各种信息数据,并通过基于ZigBee/WiFi的网络传输层,将采集的数据上传到云端。在云端上,通过对数据进行综合处理分析,设计交互应用,实现对交通网的远程调控和决策。(2)设计交通物联网信息采集终端。针对交通物联网不同的信息类型,设计了基于LoRaWAN协议的广域环境信息采集终端,实时的对交通网物理信息进行采集更新;基于UWB的交通定位感知终端,通过车辆的位置信息实时优化交通网络,缓解交通拥堵;基于ZigBee的多车信息传输,实现车辆的交互协同控制。(3)开发交通物联网交互与决策系统。根据交通物联网的处理要求,选用中国移动物联网——OneNET平台作为系统的云服务平台。针对感知数据,设计路口协同应用和多车交互应用。通过云端数据交互处理,交通网能及时对拥堵路段进行调节,保证交通网的有效运行。(4)搭建路口协同和车辆信息交互场景测试实验,对本文设计的交通物联网测试模型系统进行验证。表明该系统能够很好的解决多信息传输和处理的问题,能够针对路口车流量及时调控车辆,保证交通网安全有效的运行。对智能交通的研究具有很好的支撑作用,能够很好的运用到智能交通及其他的工作场景中。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U495;TP311.52
【图文】：

三层架构

交通物联网测试模型的系统设计与开发3）用户体验。云服务应用系统要求具有简单的操作界面和强大的响应实现功能，能够完成客户对交通网的调控需求。4）组网简单。用户管理交通物联网系统，能够轻松的接入其他感知节点，这样才能满足交通物联网对现实交通应用的要求。5）数据通信安全。要求能够保证参与交通的所有执行机构，传输的数据及命令是可靠和安全的，不会被窃取信息和丢失数据。6）低成本。保证交通物联网应用功能的完善，尽量降低系统能耗和成本，有利于交通物联网的推广和发展。2.2 交通物联网的分层技术架构交通物联网采用了物联网的架构设计，从分层逻辑上分析，交通物联网架构主要分为三层：信息感知层、网络传输层和云端应用层[39]。具体结构如下图 2-1 所。

资源图,执行层,底层,交通网

2 基于跨层交互的交通物联网总体架构的数据进行上传，实现底层数据与云端应用之间的交互感知。应用层则是基于云平台的应用，根据获取到的交通物联网要素信息，对整个交通网进行优化协同控制。2.2.1 信息感知层一个完整的交通网，不仅包含交通的直接参与者：行驶的车辆和行人，还包括交通网所处的环境信息，路边的红绿灯等基础设施。因此，我们对交通网的感知，需要对交通网的所有信息进行感知。测试模型的交通网资源如图 2-2 所示，主要包括对物理信息采集的 LoRa 节点，对交通车辆进行定位的 UWB 节点以及实现底层 V2X 交互组网的ZigBee 节点。

温湿度传感器,实物,传感器,交通网络

图 2-3 温湿度传感器及空气检测传感器实物图络进行调节的时候，我们需要知道交通网络中每辆以及车辆本身的行驶状态。因此，对于小车的交通定准，我们采用 UWB 进行精确的交通定位感知。通过确对车辆进行调控，包括对车辆的限行和诱导，这样可资源，使交通网络能够进行更加智能的出行服务。在交通网中布置 UWB 定位感知终端，还能对车辆进

【参考文献】