专利名称：一种道路交通传感器网络节点的语义编码方法
技术领域：
本发明属于道路交通传感器网络应用技术领域，尤其涉及一种道路交通传感器网络节点的语义编码方法。
背景技术：
中国经济的持续高速增长、城市人口快速膨胀和机动车保有量的不断增加，使得城市道路交通需求与道路通行能力供给间的矛盾凸现，城市道路交通拥堵已经成为我国很多城市的通病。多年的实践表明，智能交通系统(ITS, Intelligent Transport System)为解决城市交通问题提出了理论、技术支持和实践方向。ITS需要数字化的信息数据，包括道路固定基础设施信息(道路几何条件、路网结构、附属设施等)，移动设备信息(车辆信息、警力信息、实时交通流信息、车载设备信息等)和交通环境信息(地理环境信息、气象环境信息)等。这些数字化的交通信息为管理服务层系统(如道路安全监控系统、信号控制系统、超速检测系统、交通事件检测系统等)和用户服务层系统(可变信息交通标志系统、交通诱导系统、路径导航系统等)提供必要的基础数据。交通信息的数字化包括交通系统中物理实体本身的数字化和物理实体状态的数据化。物理实体本身的数据化涉及到对物理实体本身的编码，比如道路基础设施的编码、交通诱导标志的编码、道路交通信息的编码等；物理实体状态的数据化主要通过传感器技术、通信技术对物理实体状态的感知来实现，比如视频事件检测系统、微波交通流检测系统、小型路旁气象站等，这些系统检测到的数据就表示了交通系统的物理实体状态。现今流行的多种检测系统(如线圈检测器系统、视频检测器系统、微波检测器系统以及用于道路环境检测的小型气象站等)都可以看作是整个交通系统传感器网络的一部分。随着ITS在城市交通系统中应用的不断深入，这些检测系统中的感知设备及中继、网关等设备作为基础设施也成为整个交通系统不可分割的一部分。这些设备作为交通系统的基础设施在实现交通系统物理实体状态数据化的同时，也需要其物理实体本身的数字化，这就需要研究这些感知设备及中继、网关等设备的编码问题，即交通系统传感器网络节点语义的编码问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种道路交通传感器网络节点的语义编码方法，道路交通中的感知设备、中继设备和网关等设备的统一编码问题。为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种道路交通传感器网络节点的语义编码方法，其特征是所述方法包括:步骤1:根据道路交通传感器网络的架构，确定传感器网络节点的语义编码结构；步骤2:对传感器网络节点的语义编码结构进行子域划分；步骤3:对步骤2划分的子域进行编码。所述道路交通传 感器节点包括道路交通中使用的传感器、中继器、接入节点和服务器。所述传感器网络节点的语义编码结构包括节点的网络语义、节点的位置语义和节点的息语义。所述对传感器网络节点的语义编码结构进行子域划分具体是:将节点的网络语义划分为:节点类型域、节点工作原理域、节点供电方式域、节点通信方式域和节点使用寿命域；将节点的位置语义划分为:节点布设位置域、节点位置属性域和节点布设方式域；将节点的网络语义划分为:节点信息类型域、节点信息子类域、节点信息空间粒度域和节点信息时间粒度域。本发明通过对交通系统传感器网络节点语义的编码，初步定义了基于传感器网络的交通信息的源数据结构；依据节点语义编码，可以得到网络节点之间的网络层次关系、相对位置变化以及信息属性差异，实现对网络节点语义的透明化，从而可以对信息的来源进行明确的辨识，为系统的数据融合和信息发布提供便利。
图1是道路交通传感器网络结构示意图；图2是传感器网络 节点语义编码结构图；图3是节点的网络语义编码结构图；图4是节点的位置语义编码结构图；图5是节点的信息语义编码结构图；图6是节点通信方式域编码结构图；图7是道路上任意位置定位示意图；图8是节点位置域编码结构图；图9是方向的划分示意图；图10是节点位置属性域编码结构；图11是多功能地磁传感器网络各设备配置示意图。
具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。实施例1本发明提供的道路交通传感器网络节点的语义编码方法包括:步骤1:根据道路交通传感器网络的架构，确定传感器网络节点的语义编码结构。在该步骤中，通过定义交通系统传感器网络并分析其架构，结合节点编码结构设计原则，得出传感器网络节点语义编码结构。交通系统传感器网络定义如下:为获取交通系统状态信息，布设于交通路网及交通管理部门的并通过无线通信或有线通信方式连接起来的由传感器、中继器、接入节点、月艮务器等节点设备和各类软件系统组成的集合。面向交通系统状态信息获取的传感器网络基本架构如图1所示，在整个交通系统传感器网络中，分布着各层次的网络设备，这些设备承载着不同空间粒度、不同时间粒度、不同类型的交通信息。传感器网络节点语义标识了网络节点的源数据结构，在节点语义编码结构的设计上，考虑以下三个原则:①完备性:包含节点相关信息是否充分，即“我是谁”、“我在哪”、“我能做什么”的语义表示完整性:对节点信息而言，标识出“我能做到什么程度或水平”;③普适性:同一个编码结构能够适用于网络中各层次的节点。结合上述的三个原则及交通系统传感器网络节点的特殊性，传感器网络节点语义编码结构需包含以下三个部分:①节点的网络语义；②节点的位置语义节点的信息语义。步骤2:对传感器网络节点的语义编码结构进行子域划分。在该步骤中，通过对传感器网络节点语义编码结构的细分，对节点的网络语义、位置语义和信息语义进行子域划分。本发明对节点语义编码做到尽量的全面、精简。全面是指充分考虑各码位或码段所代表物理对象的全面性，尽量包含现有系统需求的各子类，并在增加新项目时，能够根据需要扩充，即预设保留位；精简主要指在考虑全面性的基础上，做到编码尽可能的精简，减少过多的冗余，缩短编码长度，从而节省代码存储空间和传输带宽。传感器网络节点语义编码结构如图2所示。节点的网络语义编码主要包括节点类型域、节点工作原理域、节点供电方式域、节点通信方式域和节点使用寿命域。这些编码域揭示了节点的网络语义属性，反映了节点在交通系统传感器网络中的自身特征。节点的网络语义编码结构如图3所示。节点的位置语义主要包括交通系统传感器网络节点的布设位置及其相关位置属性，还包括节点的布设方式 等，其编码结构如图4所示。节点的信息语义主要包括节点的信息类型、信息子类、信息空间粒度和信息时间粒度，这些要素为交通信息的快速辨识提供可靠的实现方式。节点的信息语义编码结构见图5。步骤3:对步骤2划分的子域进行编码。(I)节点类型域(WL.1)网络节点根据其所处的网络层次表现为不同的节点类型，节点类型分类及代码如表I。表I节点类型域编码表
代W节点炎型代W节点麵
0—终端检测节点4汇聚节点
1—中继节点5支队服务器
2W关节点6中心服务器
3__接入节点__7___(2)节点工作原理域(WL.2)节点工作原理域主要针对终端检测节点设备及其工作原理进行编码，因为终端检测节点的工作原理能够反映其所处的检测系统类型以及所检测到的信息类型，有必要进行区分。节点工作原理分类及代码如表2。表2节点工作原理域编码表
权利要求
1.一种道路交通传感器网络节点的语义编码方法，其特征是所述方法包括: 步骤1:根据道路交通传感器网络的架构，确定传感器网络节点的语义编码结构； 步骤2:对传感器网络节点的语义编码结构进行子域划分； 步骤3:对步骤2划分的子域进行编码。
2.根据权利要求1所述的语义编码方法，其特征是所述道路交通传感器节点包括道路交通中使用的传感器、中继器、接入节点和服务器。
3.根据权利要求1或2所述的语义编码方法，其特征是所述传感器网络节点的语义编码结构包括节点的网络语义、节点的位置语义和节点的信息语义。
4.根据权利要求3所述的语义编码方法，其特征是所述对传感器网络节点的语义编码结构进行子域划分具体是: 将节点的网络语义划分为:节点类型域、节点工作原理域、节点供电方式域、节点通信方式域和节点使用寿命域； 将节点的位置语义划分为:节点布设位置域、节点位置属性域和节点布设方式域； 将节点的网络语义划分为:节点信息类型域、节点信息子类域、节点信息空间粒度域和节点信息时间 粒度域。
全文摘要
本发明公开了道路交通传感器网络应用技术领域中的一种道路交通传感器网络节点的语义编码方法。包括根据道路交通传感器网络的架构，确定传感器网络节点的语义编码结构；对传感器网络节点的语义编码结构进行子域划分；对划分的子域进行编码。本发明通过对各节点编码进行逻辑运算和数学预算，可以得到网络节点之间的网络层次关系、相对位置变化以及信息属性差异；可以应用于交通系统规划与管理、交通信息服务等领域，为推动交通传感器网络节点语义标准化和交通信息共享与交互提供支持。
文档编号H04L29/08GK103220340SQ20131010390
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者贾利民, 董宏辉, 李海舰, 张毅刚, 徐东伟, 秦勇, 胡月 申请人:北京交通大学