基于公交车的城市感知网络及建构方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于公交车的城市感知网络及建构方法，其中，网络包括：源传感器、目标传感器、终端传感器、数据处理器、服务器；目标传感器位于城市公交站预设的区域内，用于将源传感器中采集的城市信息数据转发至终端传感器；终端传感器用于将终端传感器转发的城市信息数据转发至数据处理器；数据处理器用于对终端传感器转发的城市信息数据进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至服务器；服务器接收数据处理器发送的处理后的城市信息数据，并存储在服务器的数据库中。通过本发明提供基于公交车的城市感知网络及建构方法，能够提高城市感知网络的高可靠性和稳定性，同时能够降低数据的传输时间，减少信息传输的能量消耗。
【专利说明】基于公交车的城市感知网络及建构方法
【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网络及 建构方法。
【背景技术】
[0002]随着全球定位系统（GlobalPositionSystem,简称GPS)、地理信息系统 (GeographicInformationSystem，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] 现有的移动数据的采集主要是通过两部分构成，分别为参与感知和车载感知。参 与感知是指利用消费电子产品来收集数据的参与感知方案，虽然可以获得高精度的测量数 据，但是极易受到人为因素的影响，所以不适用于要求高可靠性、高稳定性的微级别城市感 知网络，同时这个方案不能进行长期的观测。车载感知是以部署在移动车辆上的传感器节 点为基础，利用车辆自组网络来测量多种环境信息，虽然车载传感器会受到人为因素的干 扰，但是人为的干扰因素较小，其倾向于大范围内收集单个信息，同时车辆和道路状况的随 机性会导致覆盖范围内出现空洞现象，因此车载感知方案不适合建构微级别的城市感知网 络。
[0004] 传统的监控方案中设备昂贵，有线传输和无线传输的固定性，不适合建构微小的 城市感知网络，同时在传统的监控方案中，信息传输方式，信息传输能量消耗，直接影响着 城市感知网络的可靠性和稳定性。
【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网络及建构方 法，能够提高城市感知网络的高可靠性和稳定性，同时能够降低数据的传输时间，减少信息 传输的能量消耗。
[0006] 第一方面，本发明提供一种基于公交车的城市感知网络，包括：
[0007]多个分布于城市中的用于采集城市信息数据的源传感器、目标传感器、终端传感 器、数据处理器、服务器；
[0008] 其中，所述目标传感器位于所述城市公交站预设的区域内，用于将所述源传感器 中采集的城市信息数据转发至所述终端传感器；
[0009] 所述终端传感器位于所述城市公交站内，用于将所述终端传感器转发的城市信息 数据转发至所述数据处理器；
[0010] 所述数据处理器位于所述城市公交车内，用于对所述终端传感器转发的城市信息 数据进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至所述服务器；
[0011] 所述服务器接收所述数据处理器发送的处理后的城市信息数据，并存储在所述服 务器的数据库中。
[0012] 进一步地，所述源传感器为单天线的无线传感器；
[0013] 所述目标传感器为单天线的无线传感器；
[0014] 所述终端传感器为双天线的无线传感器；
[0015] 所述数据处理器为双天线的数据处理器。
[0016] 第二方面，本发明提供一种基于公交车的城市感知网络建构方法，包括：
[0017] 源传感器采集城市信息数据，并将所述城市信息数据发送至目标传感器；
[0018] 所述目标传感器接收所述源传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信息 数据发送至终端传感器；
[0019] 所述终端传感器接收所述目标传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信 息数据发送至数据处理器；
[0020] 所述数据处理器接收所述终端传感器发送的所述城市信息数据，对所述城市信息 数据进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至服务器，建构城市感知网络；
[0021] 其中，所述源传感器分布于城市中用于采集所述城市信息数据，所述目标传感器 分布于所述城市公交站预设的区域内，所述终端传感器位于所述城市公交站内，所述数据 处理器位于所述城市公交车内。
[0022] 进一步地，所述源传感器为单天线的无线传感器；
[0023] 源传感器采集城市信息数据，并将所述城市信息数据发送至目标传感器，具体 为：
[0024] 所述单天线的无线传感器采集所述城市信息数据，并将所述城市信息数据发送至 目标传感器。
[0025] 进一步地，所述目标传感器为单天线的无线传感器；
[0026] 所述目标传感器接收所述源传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信息 数据发送至终端传感器，具体为：
[0027] 所述单天线的无线传感器接收所述源传感器发送的所述城市信息数据，并将所述 城市信息数据，采用空分多址SDMA技术，将所述城市信息数据发送至终端传感器。
[0028] 进一步地，所述终端传感器为双天线的无线传感器；
[0029] 所述终端传感器接收所述目标传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信 息数据发送至数据处理器，具体为：
[0030] 所述双天线的无线传感器接收所述目标传感器发送的所述城市信息数据，并将接 收到的所述城市信息数据，采用SDMA技术，将所述城市信息数据发送至所述数据处理器。
[0031] 进一步地，所述数据处理器为双天线的数据处理器；
[0032] 所述数据处理器接收所述终端传感器发送的所述城市信息数据，对所述城市信息 数据进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至服务器，建构城市感知网络，具体为：
[0033] 所述双天线的数据处理器接收所述终端传感器发送的所述城市信息数据，对接收 到的城市信息数据，采用滤波、去噪处理方式，获得处理后的城市信息数据；
[0034] 所述双天线的数据处理器将所述处理后的城市信息数据，通过系统通信网络，发 送至所述服务器，用于建构城市感知网络，所述服务器将所述接收到的所述处理后的城市 信息数据存储于数据库，所述服务器与所述数据库连接。
[0035] 进一步地，所述终端传感器的双天线的无线传感器的接收功率满足预设的第一范 围；
[0036] 所述终端传感器的双天线的无线传感器的信噪比满足预设的第二范围。
[0037] 进一步地，所述双天线的数据处理器的接收功率满足预设的第三范围；
[0038] 所述双天线的数据处理器的信噪比满足预设的第四范围。
[0039] 进一步地，所述移动通信网络包括通用无线分组业务GPRS网络。
[0040] 由上述技术方案可知，通过本发明提供的基于公交车的城市感知网络及建构方 法，其中，城市感知网络包括：多个分布于城市中的用于采集城市信息数据的源传感器、目 标传感器、终端传感器、数据处理器、服务器；其中，所述目标传感器位于所述城市公交站预 设的区域内，用于将所述源传感器中采集的城市信息数据转发至所述终端传感器；所述终 端传感器位于所述城市公交站内，用于将所述终端传感器转发的城市信息数据转发至所述 数据处理器；所述数据处理器位于所述城市公交车内，用于对所述终端传感器转发的城市 信息数据进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至所述服务器；所述服务器接收所述 数据处理器发送的处理后的城市信息数据，并存储在所述服务器的数据库中。通过本发明 提供的基于公交车的城市感知网络及建构方法，能够提高城市感知网络的高可靠性和稳定 性，同时能够降低数据的传输时间，减少信息传输的能量消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有 技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络的模型示意图；
[0043]图2为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络的结构示意图； [0044]图3为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络建构方法的流程示 意图；
[0045] 图4为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络建构方法的目标传 感器到终端传感器的传输方式的示意图；
[0046] 图5为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络建构方法的终端传 感器到数据处理器的传输方式的示意图；
[0047] 图6为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个 过程的平均传输率比较示意图；
[0048] 图7为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个 过程的平均传输时间示意图；
[0049] 图8为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个 过程的平均传输功率示意图；
[0050] 图9为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个 过程的每个过程的平均传输功率示意图；
[0051] 图10为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个 过程的每个过程的平均传输时间示意图。
【具体实施方式】
[0052] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅 仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。
[0053]图1为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络的模型示意图，图2 为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络的结构示意图，如图1和2所示， 本实施例的基于公交车的城市感知网络如下所述。
[0054] 基于公交车的城市感知网络包括多个分布于城市中的用于采集城市信息数据的 源传感器，目标传感器，终端传感器，数据处理器，服务器和数据库。
[0055]目标传感器位于城市公交站预设的区域内，用于将源传感器中采集的城市信息数 据转发至终端传感器。
[0056] 公交站预设的区域内为公交站10米或者5米的范围内，在这里不对具体的范围做 出限定，依据实际的情况做出规定。
[0057] 终端传感器位于城市公交站内，用于将终端传感器转发的城市信息数据转发至数 据处理器。
[0058] 数据处理器位于城市公交车内，用于对终端传感器转发的城市信息数据进行处 理，并将处理后的城市信息数据发送至服务器。
[0059] 服务器接收数据处理器发送的处理后的城市信息数据，并存储在服务器的数据库 中。
[0060] 源传感器为单天线的无线传感器，目标传感器为单天线的无线传感器，终端传感 器为双天线的无线传感器，数据处理器为双天线的数据处理器。
[0061] 通过本实施例提供的基于公交车的城市感知网络能够有效地，动态对城市的活动 进行监控，同时能够有效的减低网络的传输迟延。
[0062] 图3为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络建构方法的流程示 意图，如图3所示，本实施例的基于公交车的城市感知网络建构方法如下所述。
[0063] 在本实施例中，第一、第二等序号不是对顺序的限定，只是用于传感器的信噪比和 接收功率进行区别。
[0064] 301、源传感器采集城市信息数据，并将所述城市信息数据发送至目标传感器。
[0065] 应理解的是，源传感器采集城市信息数据，并将城市信息数据发送至目标传感器。
[0066] 其中，源传感器为单天线的无线传感器，源传感器分布于城市中用于采集城市信 息数据。
[0067] 具体的，单天线的无线传感器采集城市信息数据，并将城市信息数据发送至目标 传感器。
[0068] 302、所述目标传感器接收所述源传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市 信息数据发送至终端传感器。
[0069] 应理解的是，目标传感器接收城市信息数据，并将城市信息数据发送至终端传感 器。
[0070] 其中，目标传感器为单天线的无线传感器，目标传感器分布于城市公交站预设的 区域内。
[0071] 公交站预设的区域为依据实际情况设定目标传感器距离公交站的距离，一般设定 为10米或者5米，在这里并不限定具体的值。
[0072] 具体的，单天线的无线传感器接收源传感器发送的城市信息数据，并将接收到的 城市信息数据采用空分多址技术（SpaceDivisionMultipleAccess，简称SDMA)，将所述 城市信息数据发送至终端传感器。
[0073] 303、所述终端传感器接收所述目标传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城 市信息数据发送至数据处理器。
[0074] 应理解的是，终端传感器接收城市信息数据，并将城市信息数据发送至数据处理 器。
[0075] 其中，终端传感器为双天线的无线传感器，终端传感器位于城市公交站内。
[0076] 具体的，双天线的无线传感器接收目标传感器接收城市信息数据，采用空分多址 SDMA技术，将城市信息数据发送至数据处理器。
[0077] 终端传感器通过SDMA技术将城市信息数据发送给数据处理器。终端传感器的双 天线的传感器的接收功率满足预设的第一范围，终端传感器的双天线的传感器的信噪比满 足预设的第二范围。
[0078] 应理解的是，终端传感器的双天线的传感器的接收功率和信噪比满足预设的范 围，可以使得信息数据的发送能够准确的译出，第一范围与第二范围时依据实际的需求进 行设定的。
[0079] 304、所述数据处理器接收所述终端传感器发送的所述城市信息数据，对所述城市 信息数据进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至服务器，建构城市感知网络。
[0080] 应理解的是，数据处理器接收终端传感器发送的所述城市信息数据，并对接收到 的城市信息数据进行处理，其处理方式为滤波和去噪声，获得处理后的城市信息数据。
[0081] 数据处理器将处理后的城市信息数据发送给服务器，用于建构城市感知网络。
[0082] 其中，数据处理器为双天线的数据处理器，数据处理器位于城市中公交车内。
[0083] 具体的，双天线的数据处理器接收终端传感器发送的城市信息数据，对城市信息 数据进行处理，获得处理后的城市信息数据；
[0084] 双天线的数据处理器将处理后的城市信息数据，通过移动通信网络，发送至服务 器，服务器将接收到的处理后的城市信息数据存储于数据库，服务器与数据库连接。
[0085] 数据处理器的双天线的数据处理器的接收功率满足预设的第三范围，数据处理器 的双天线的数据处理器的信噪比满足预设的第四范围。
[0086] 其中，移动通信网络包括通用无线分组业务（GeneralPacketRadioService，简 称GPRS)网络，在本实施例中对移动通信网络并不做出限定，只要能够进行无线传输的网 络都可以进行网络的传输。
[0087] 通过本实施例提供的基于公交车的城市感知网络建构方法能够提高城市感知网 络的高可靠性和稳定性，同时能够降低数据的传输时间，减少信息传输的能量消耗。
[0088] 图4为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络建构方法的目标传 感器到终端传感器的传输方式的示意图，图5为本发明实施例提供的一种基于公交车的城 市感知网络建构方法的终端传感器到数据处理器的传输方式的示意图，图6为本发明实施 例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个过程的平均传输率比较示意 图，图7为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个过程的 平均传输时间示意图，图8为本发明实施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构 方法的三个过程的平均传输功率示意图，图9为本发明实施例提供的另一种基于公交车的 城市感知网络建构方法的三个过程的每个过程的平均传输功率示意图，图10为本发明实 施例提供的另一种基于公交车的城市感知网络建构方法的三个过程的每个过程的平均传 输时间示意图，如图4至10所示，本实施例的基于公交车的城市感知网络建构方法降低传 输时间和降低能量消耗如下所述。
[0089] 图4为本发明实施例提供的一种基于公交车的城市感知网络建构方法的目标传 感器到终端传感器的传输方式的示意图，图5为本发明实施例提供的一种基于公交车的 城市感知网络建构方法的终端传感器到数据处理器的传输方式的示意图，以图5所示的为 例。
[0090] 终端传感器发送数据七和X2，发送数据矩阵X为：
【权利要求】
1. 一种基于公交车的城市感知网络，其特征在于，包括： 多个分布于城市中的用于采集城市信息数据的源传感器、目标传感器、终端传感器、数 据处理器、服务器； 其中，所述目标传感器位于所述城市公交站预设的区域内，用于将所述源传感器中采 集的城市信息数据转发至所述终端传感器； 所述终端传感器位于所述城市公交站内，用于将所述终端传感器转发的城市信息数据 转发至所述数据处理器； 所述数据处理器位于所述城市公交车内，用于对所述终端传感器转发的城市信息数据 进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至所述服务器； 所述服务器接收所述数据处理器发送的处理后的城市信息数据，并存储在所述服务器 的数据库中。
2. 根据权利要求1所述的基于公交车的城市感知网络，其特征在于， 所述源传感器为单天线的无线传感器； 所述目标传感器为单天线的无线传感器； 所述终端传感器为双天线的无线传感器； 所述数据处理器为双天线的数据处理器。
3. -种基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于，包括： 源传感器采集城市信息数据，并将所述城市信息数据发送至目标传感器； 所述目标传感器接收所述源传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信息数据 发送至终端传感器； 所述终端传感器接收所述目标传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信息数 据发送至数据处理器； 所述数据处理器接收所述终端传感器发送的所述城市信息数据，对所述城市信息数据 进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至服务器，建构城市感知网络； 其中，所述源传感器分布于城市中用于采集所述城市信息数据，所述目标传感器分布 于所述城市公交站预设的区域内，所述终端传感器位于所述城市公交站内，所述数据处理 器位于所述城市公交车内。
4. 根据权利要求3所述的基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于， 所述源传感器为单天线的无线传感器； 源传感器采集城市信息数据，并将所述城市信息数据发送至目标传感器，具体为： 所述单天线的无线传感器采集所述城市信息数据，并将所述城市信息数据发送至目标 传感器。
5. 根据权利要求3所述的基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于， 所述目标传感器为单天线的无线传感器； 所述目标传感器接收所述源传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信息数据 发送至终端传感器，具体为： 所述单天线的无线传感器接收所述源传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市 信息数据，采用空分多址SDMA技术，将所述城市信息数据发送至终端传感器。
6. 根据权利要求3所述的基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于， 所述终端传感器为双天线的无线传感器； 所述终端传感器接收所述目标传感器发送的所述城市信息数据，并将所述城市信息数 据发送至数据处理器，具体为： 所述双天线的无线传感器接收所述目标传感器发送的所述城市信息数据，并将接收到 的所述城市信息数据，采用SDMA技术，将所述城市信息数据发送至所述数据处理器。
7. 根据权利要求3所述的基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于， 所述数据处理器为双天线的数据处理器； 所述数据处理器接收所述终端传感器发送的所述城市信息数据，对所述城市信息数据 进行处理，并将处理后的城市信息数据发送至服务器，建构城市感知网络，具体为： 所述双天线的数据处理器接收所述终端传感器发送的所述城市信息数据，对接收到的 城市信息数据，采用滤波、去噪处理方式，获得处理后的城市信息数据； 所述双天线的数据处理器将所述处理后的城市信息数据，通过系统通信网络，发送至 所述服务器，用于建构城市感知网络，所述服务器将所述接收到的所述处理后的城市信息 数据存储于数据库，所述服务器与所述数据库连接。
8. 根据权利要求6所述的基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于， 所述终端传感器的双天线的无线传感器的接收功率满足预设的第一范围； 所述终端传感器的双天线的无线传感器的信噪比满足预设的第二范围。
9. 根据权利要求7所述的基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于， 所述双天线的数据处理器的接收功率满足预设的第三范围； 所述双天线的数据处理器的信噪比满足预设的第四范围。
10. 根据权利要求7所述的基于公交车的城市感知网络建构方法，其特征在于，所述移 动通信网络包括通用无线分组业务GPRS网络。
【文档编号】H04W52/02GK104507145SQ201410552883
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】李秀华, 孙聪, 徐晓宁, 林侃成, 康琳, 张英海 申请人:北京邮电大学