基于公交车的城市感知信息系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于公交车的城市感知信息系统，其中，系统包括：多个传感器，数据收集单元，图像采集单元，全球定位系统GPS单元，网关单元，传输单元和云端服务器，数据收集单元用于收集传感器采集的环境数据，图像采集单元用于采集城市公交车的内部图像及外部图像，GPS单元用于采集城市公交车的位置信息及运行速度，云端服务器，用于接收并存储环境数据、城市公交车的内部图像及外部图像、城市公交车的位置信息及运行速度，接收用户终端发送的查询指令，并将与查询指令相对应的信息发送至用户终端。通过本发明提供的基于公交车的城市感知信息系统，能够使得感知信息之间形成统一的平台，同时能够保证网络之间具有良好的容错能力。
【专利说明】基于公交车的城市感知信息系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络数据传输【技术领域】，尤其涉及一种基于公交车的城市感知信息系 统。
【背景技术】
[0002] 随着全球定位系统（Global Position System,简称GPS)、地理信息系统 (Geographic Information System，简称GIS)、无线网络和微电子传感器的快速的发展，人 们通过GPS、GIS、无线网络技术和微电子传感器技术建构城市感知网络，城市感知是以整合 化、系统化的方式管理城市的运行，让城市的各种功能系统彼此协调运作，为企业提供优质 服务和创新空间，为市民提供品质好，多样化和个性化的服务，同时可以监控城市内的各种 各样的活动。
[0003] 随着城市居民人数的不断的增加，人们越来越注重城市化对生态的影响，据统计 85. 9 %的发达国家和64. 1 %的发展中国家将会在2050年完成城市化的进程，虽然城市化 能够提高区域经济的水平，有助于改善一个地区的产业结构，但是人口过度集中也带来了 一系列的负面的影响，其中，环境污染和交通拥堵问题变得越来越严重，同时日益严重的交 通拥堵也降低了城市居民的出行效率。"智慧城市"理念的提出，是基于多种传感器和数 据挖掘的云计算来构建一个更为安全、更为环保、更适合旅游的城市，通过建立多方面的综 合信息的平台，同时对交通信息以及存储在远端数据库的多样信息进行数据的融合和再加 工，从而构建智慧型的城市信息系统。
[0004] 对空气质量监测和交通拥堵率监测，采用公交车来部署感知节点，利用公交车的 移动性和覆盖面广的特性来降低节点的部署和维护的成本。但是，目前在车载感知系统在 公交车上的部署采用集中式的部署，能够感知的信息比较单一，部分传感器专门进行空气 质量的监测，部分传感器专门进行交通拥堵情况监测，各类传感器的感知信息之间缺乏统 一的平台，使得各类信息的互联和融合产生困难，同时也难以满足智慧城市建设中需要的 各种信息全面的感知，同时目前的车载感知系统不具有特定的容错能力，当某个传感器在 某条传输路径上传输失效，在该传感器在维护前，其车载系统处于非正常的工作状态。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于公交车的城市感知信息系统，能够 使得感知信息之间形成统一的平台，同时能够保证网络之间具有良好的容错能力。
[0006] 本发明提供了一种基于公交车的城市感知信息系统，包括：
[0007] 多个传感器，数据收集单元，图像采集单元，全球定位系统GPS单元，网关单元，传 输单元和云端服务器；
[0008] 其中，所述传感器，设于城市公交车上，用于采集环境数据；
[0009] 所述数据收集单元，用于收集所述传感器采集的环境数据，并将所述收集的环境 数据发送至所述网关单元；
[0010] 所述图像采集单元，用于采集所述城市公交车的内部图像及外部图像，并将所述 内部图像及外部图像发送至所述网关单元；
[0011] 所述GPS单元，用于采集所述城市公交车的位置信息及运行速度，并将所述城市 公交车的位置信息及运行速度发送至所述网关单元；
[0012] 所述网关单元，用于将所述环境数据、所述城市公交车的内部图像及外部图像、所 述城市公交车的位置信息及运行速度通过传输单元转发至云端服务器；
[0013] 所述云端服务器，用于接收并存储所述环境数据、所述城市公交车的内部图像及 外部图像、所述城市公交车的位置信息及运行速度，接收用户终端发送的查询指令，查询与 所述查询指令相对应的所述云端服务器的信息，并将所述与所述查询指令相对应的信息发 送至用户终端。
[0014] 进一步地，所述传感器包括：设于所述城市公交车内部的第一传感器和设于所述 城市公交车外部的第二传感器；
[0015] 所述第一传感器和所述第二传感器均包括：温度传感器、湿度传感器和空气质量 传感器中的至少一种。
[0016] 进一步地，所述传感器还包括：睡眠传感器；
[0017] 所述睡眠传感器，用于在所述第一传感器或所述第二传感器发生故障时，则替代 发生故障的传感器。
[0018] 进一步地，所述数据收集单元位于所述城市公交车的内部；
[0019] 所述数据收集单元通过无线网络收集所述传感器采集的环境数据，并通过所述无 线网络将所述传感器采集的环境数据发送至所述网关单元。
[0020] 进一步地，所述GPS单元位于所述城市公交车的内部；
[0021] 所述GPS单元通过有线网络将所述城市公交车的位置信息及运行速度发送至所 述网关单元。
[0022] 进一步地，所述图像采集单元位于所述城市公交车上；
[0023] 所述图像采集单元通过有线网络将所述城市公交车的内部图像及外部图像发送 至所述网关单元。
[0024] 进一步地，所述网关单元位于所述城市公交车上；
[0025] 所述网关单元，还用于对接收的所述传感器采集的环境数据、所述城市公交车的 内部图像及外部图像、所述城市公交车的位置信息及运行速度进行预处理，并将预处理后 的所述传感器采集的环境数据、所述城市公交车的内部图像及外部图像、所述城市公交车 的位置信息及运行速度发送至所述云端服务器。
[0026] 进一步地，当所述查询指令为查询道路拥堵指数指令时，所述云端服务器根据所 述城市公交车的位置信息及运行速度通过下式计算所述城市公交车的道路拥堵指数：
【权利要求】
1. 一种基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，包括： 多个传感器，数据收集单元，图像采集单元，全球定位系统GPS单元，网关单元，传输单 元和云端服务器； 其中，所述传感器，设于城市公交车上，用于采集环境数据； 所述数据收集单元，用于收集所述传感器采集的环境数据，并将所述收集的环境数据 发送至所述网关单元； 所述图像采集单元，用于采集所述城市公交车的内部图像及外部图像，并将所述内部 图像及外部图像发送至所述网关单元； 所述GPS单元，用于采集所述城市公交车的位置信息及运行速度，并将所述城市公交 车的位置信息及运行速度发送至所述网关单元； 所述网关单元，用于将所述环境数据、所述城市公交车的内部图像及外部图像、所述城 市公交车的位置信息及运行速度通过传输单元转发至云端服务器； 所述云端服务器，用于接收并存储所述环境数据、所述城市公交车的内部图像及外部 图像、所述城市公交车的位置信息及运行速度，接收用户终端发送的查询指令，查询与所述 查询指令相对应的所述云端服务器的信息，并将所述与所述查询指令相对应的信息发送至 用户终端。
2. 根据权利要求1所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，所述传感器 包括：设于所述城市公交车内部的第一传感器和设于所述城市公交车外部的第二传感器； 所述第一传感器和所述第二传感器均包括：温度传感器、湿度传感器和空气质量传感 器中的至少一种。
3. 根据权利要求2所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，所述传感器 还包括：睡眠传感器； 所述睡眠传感器，用于在所述第一传感器或所述第二传感器发生故障时，则替代发生 故障的传感器。
4. 根据权利要求1所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，所述数据收 集单元位于所述城市公交车的内部； 所述数据收集单元通过无线网络收集所述传感器采集的环境数据，并通过所述无线网 络将所述传感器采集的环境数据发送至所述网关单元。
5. 根据权利要求1所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，所述GPS单元 位于所述城市公交车的内部； 所述GPS单元通过有线网络将所述城市公交车的位置信息及运行速度发送至所述网 关单元。
6. 根据权利要求1所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，所述图像采 集单元位于所述城市公交车上； 所述图像采集单元通过有线网络将所述城市公交车的内部图像及外部图像发送至所 述网关单元。
7. 根据权利要求1所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，所述网关单 元位于所述城市公交车上； 所述网关单元，还用于对接收的所述传感器采集的环境数据、所述城市公交车的内部 图像及外部图像、所述城市公交车的位置信息及运行速度进行预处理，并将预处理后的所 述传感器采集的环境数据、所述城市公交车的内部图像及外部图像、所述城市公交车的位 置信息及运行速度发送至所述云端服务器。
8. 根据权利要求1所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，当所述查询 指令为查询道路拥堵指数指令时，所述云端服务器根据所述城市公交车的位置信息及运行 速度通过下式计算所述城市公交车的道路拥堵指数：
其中，为i路段的第j个区间的道路拥堵指数，Su为时间T内城市公交车行驶的距 离，T为预设的时间，VK为城市公交车的参考速度，Pi是由i路段的经炜度决定的位置信息， i，j为正整数。
9. 根据权利要求4所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在于，所述无线网 络为ZigBee网络。
10. 根据权利要求1?9中任一项所述的基于公交车的城市感知信息系统，其特征在 于， 所述传输单元为Wi-Fi传输单元； 和/或， 所述网关单元为cortex-A8网关。
【文档编号】H04L29/08GK104468726SQ201410638042
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】李秀华, 李金兰, 康琳, 司红江, 张英海, 王卫东 申请人:北京邮电大学