基于无线传感器网络的坡道转弯交通指挥系统的制作方法

本发明涉及交通技术领域，具体涉及基于无线传感器网络的坡道转弯交通指挥系统。

背景技术：

智能交通指挥系统是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术相结合，使其有效地综合运用于交通运输的服务、控制和管理的大型系统。其目的是使统一调度行人和车辆，极大地提高综合交通运输效率，保障交通安全。

坡道转弯处的交通情况较为复杂，控制更加困难。并且坡道转弯是交通常见情形，盘山公路、大型停车场门口、风景区小区门口、地下车库入口等处都存在坡道转弯。

相关技术中的智能交通指挥系统侧重于对车流的宏观调度以进行整体道路交通疏导，很少涉及针对事故易发地段具体交通问题的检测、预报与控制，且需要进行有线部署，系统成本高，需要人员照看。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供基于无线传感器网络的坡道转弯交通指挥系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了基于无线传感器网络的坡道转弯交通指挥系统，包括感知模块、信息处理模块和交通提醒模块，感知模块为分簇结构的无线传感器网络，用于收集坡道转弯处的车辆信息并将车辆信息发送至信息处理模块；信息处理模块根据车辆信息生成决策信号，并将决策信号发送至交通提醒模块，由交通提醒模块发出提示或警告信息。

本发明的有益效果为：利用无线传感器网络设计和实现了智能交通指挥系统，以解决坡道转弯处的交通控制问题，减少交通事故的发生，从而提高交通运输效率，避免了传统有线部署困难、系统成本高、需要人员照看的缺点。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明交通提醒模块的连接框图。

附图标记：

感知模块1、信息处理模块2、交通提醒模块3、控制电路10、提醒装置20。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的基于无线传感器网络的坡道转弯交通指挥系统，包括感知模块1、信息处理模块2和交通提醒模块3，感知模块1为分簇结构的无线传感器网络，用于收集坡道转弯处的车辆信息并将车辆信息发送至信息处理模块2；信息处理模块2根据车辆信息生成决策信号，并将决策信号发送至交通提醒模块3，由交通提醒模块3发出提示或警告信息。

在一个实施例中，所述交通提醒模块3包括基于有限状态自动机的控制电路10和与控制电路10连接的提醒装置20。

在一个实施例中，所述提醒装置20采用高音喇叭和用于显示实时参考速度值的限速牌。

在一个实施例中，所述提醒装置20设置于道路两侧。

在一个实施例中，所述感知模块1由传感器节点和基站构成，传感器节点包括车辆信息采集节点和簇头，所述的基站用于收集各个簇头传来的融合车辆信息，并协调管理整个网络中的所有车辆信息采集节点；簇头用于收集簇内车辆信息采集节点采集到的车辆信息，并将自己采集到的车辆信息一起进行融合操作；各车辆信息采集节点感知并采集车辆信息，将车辆信息按照数据传输链路向下一跳的车辆信息采集节点传递。

本发明上述实施例利用无线传感器网络设计和实现了智能交通指挥系统，以解决坡道转弯处的交通控制问题，减少交通事故的发生，从而提高交通运输效率，避免了传统有线部署困难、系统成本高、需要人员照看的缺点。

在一个实施例中，当簇头与基站为多跳距离时，簇头在其到基站方向的链路路径中选择链路可靠度最大的链路路径进行融合车辆信息的传输，具体包括：

(1)簇头将与其相邻且距离基站更近的其他簇头视为备选转发节点，加入到备选转发节点集合；

(2)簇头按照下列公式计算自身与备选转发节点集合中各备选转发节点之间的链路可靠度，并从中选取最大链路可靠度对应的备选转发节点作为下一跳节点，将融合车辆信息发送至该备选转发节点：

式中，e表示簇头μ的第e个备选转发节点，rμe表示e的链路可靠度，we、we0分别为e的当前剩余能量、初始能量，wt为设定的e转发融合车辆信息所需要的最小能量，l(μ,e)表示μ,e之间的距离，nμ表示簇头的备选转发节点的数目，xt为设定的初始信任值，cμe、dμe分别为到目前为止μ监测到e成功发送融合车辆信息的次数、丢弃融合车辆信息的次数，f(we-wt)为设定的取值函数，当we-wt≥0时，f(we-wt)取值为1，当we-wt<0时，f(we-wt)取值为0。

本实施例设定了用于评价两簇头之间的链路路径可靠性的链路可靠度计算公式，通过计算簇头和与其相邻且距离基站更近的其他簇头之间的链路可靠度，选取节点间信任以及节点能量对节点间链路可靠性的影响最小的对应的簇头节点作为下一跳节点，能够使得融合车辆信息在链路传输时更加安全可靠，计算过程简单，能够避免过多的能量消耗。

在一个实施例中，簇内的车辆信息采集节点定期监测簇头的信任度，设监测簇头i的车辆信息采集节点为j，j的邻居车辆信息采集节点集合为m，信任度的计算公式为：

式中，表示j在第7次监测到的簇头i的信任度，表示j在第7-1次监测到的簇头i的信任度，初始时簇头的信任度等于设定的信任度阈值，表示j在第a次监测到的簇头i成功发送融合车辆信息的次数，表示j在第a次监测到的簇头i丢弃融合车辆信息的次数，表示j的第γ个邻居车辆信息采集节点在第a次监测到的簇头i成功发送融合车辆信息的次数，示j的第γ个邻居车辆信息采集节点在第a次监测到的簇头i丢弃融合车辆信息的次数，v为设定的权重系数，2的设定范围为(0,0.5)；

设该簇头所在簇包含的车辆信息采集节点的数目为n，当超过的车辆信息采集节点监测到簇头的信任度低于设定的信任度阈值时，开始新一轮的簇头竞选。

本实施例根据簇内多个车辆信息采集节点来定期监测簇头的信任度，对不为一定数目的簇内车辆信息采集节点信任的簇头，进行新一轮的簇头竞选，有益于保障车辆信息融合的精度，有效地从无线传感器网络的内部提高车辆信息融合的安全性能，延长无线传感器网络的生命周期。

在一个实施例中，簇头每隔一个固定的周期检测簇内车辆信息采集节点的传输可靠性，对不满足下列传输可靠性条件的车辆信息采集节点发送休眠指令，车辆信息采集节点接收到休眠指令后进入休眠：

wh>wt

式中，h表示簇头所在簇内的第h个车辆信息采集节点，wh、wh0分别表示h的当前剩余能量、初始能量，wk表示h所在的数据链路传输路径上的第k个车辆信息采集节点的当前剩余能量，表示h所在的数据链路传输路径上的其余车辆信息采集节点的数量，ch到目前为止h成功发送车辆信息的次数，dh为到目前为止h丢弃车辆信息的次数，φt为设定的节点可靠度阈值，wt、xt为设定车辆信息采集节点能接受的最小能量、最小信任值。

本实施例在设计传输可靠性条件时综合考虑了车辆信息采集节点的信任值和当前剩余能量，当车辆信息采集节点不满足该传输可靠性条件时进入休眠，能够有效地阻止不可靠的车辆信息采集节点在无线传感器网络中发送恶意信息的行为，提高无线传感器网络的安全性，延长无线传感器网络的运行时间，其中创造性地将数据采集点所在数据链路传输路径上的其余车辆信息采集节点的能量考虑到传输可靠性条件中，有益于准确地评价车辆信息采集节点传输车辆信息的可靠性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。