CN102081852A - 基于无线传感器网络的集卡交通监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的无人值守的集卡智能交通监控系统，该监控系统由监控各条道路双向对开的集卡运行状况的北区无线传感区、南区无线传感区、西区无线传感区及东区无线传感区四个无线传感区域组成；交通道口中心设置与每个无线传感区域相对的用于向相应方向的集卡发出交通调度指令的北区指示器(N)、南区指示器(S)、西区指示器(W)、东区指示器(E)。本发明采用无线传感器网络和多传感器协同技术，能够自动判断集卡车辆的运行状态，并根据集卡装卸作业和调度运行的要求，实时发出车辆调度指令，使港区车辆运行秩序得到根本改善，集卡作业效率得到提高，达到节能减排的目的。

Description

基于无线传感器网络的集卡交通监控系统

技术领域：

本发明涉及的是一种交通监控系统，尤其涉及一种基于无线传感器网络的集卡交通监控系统。

背景技术：

现代社会发展日新月异，高效的交通管理系统已经成为城市发展的首要任务之一。车辆自动检测和车型自动识别系统即交通信息智能采集系统是高速公路和城市道路监控系统以及集装箱港口集卡运输中不可缺少的基本组成部分，交通信息采集系统技术水平的高低直接影响到高速公路和城市道路监控系统以及集装箱港口集卡运输的整体运行和管理水平。因此，地面车辆自动检测和智能识别系统的研究具有重要意义。目前的检测和识别方法主要有磁感线圈、红外、雷达、视频等技术，它们大多存在成本高、体积大、重量大、识别率低、应用范围局限性大等缺点。

集卡是港口货运的重要运输工具。传统上，集卡在集装箱港区内的交通运行没有监控，港区内交通运行秩序混乱。

发明内容：

本发明目的是，用来弥补现有技术集卡在集装箱港区内的交通运行没有监控，港区内交通秩序混乱的不足，而提供一种能够实现对集卡在港区的运行情况进行实时自动监视，对集卡的运行状态进行实时自动识别和自动监控，并根据交通调度管理的要求，对集卡的运行智能调度的基于无线传感器网络的集卡交通监控系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

基于无线传感器网络的集卡交通监控系统，该监控系统由监控各条道路双向对开的集卡运行状况的北区无线传感区、南区无线传感区、西区无线传感区及东区无线传感区四个无线传感区域组成，

所述每个无线传感区域均设置有无线RFID传感单元以及无线红外传感单元；

所述交通道口中心位置设置有与无线传感区域相对的用于向相应方向的集卡发出交通调度指令的北区指示器(N)、南区指示器(S)、西区指示器(W)、东区指示器(E)；

所述无线RFID传感单元以及无线红外传感单元均设置有两组；

所述无线RFID传感单元与无线红外传感单元分别设置在每个无线传感区域的驶入端和驶出端；

所述每个无线传感区域的无线RFID传感单元均设置在无线红外传感单元之间；

所述无线RFID传感单元、无线红外传感单元负责自动监控对开车辆的属性及其行驶方向；

所述无线红外传感单元数据的分析处理和交通调度指令的发出均由远程的调度服务器完成。

本发明一种基于无线传感器网络的集卡交通监控系统，采用无线传感器网络和多传感器协同技术，能够自动判断集卡车辆的运行状态，并根据集卡装卸作业和调度运行的要求，实时自动发出车辆调度指令，使港区车辆运行秩序得到根本改善，集卡作业效率得到提高，也能根据调度计划要求使车辆在港区内按最优路线运行，达到节能减排的目的。本发明相较于传统的基于摄像机的交通监控系统，结构简单，成本低廉，使用方便，自动化程度高，辨别准确，效率高，可以昼夜使用，并且不受天气等自然环境变化的影响，特别适合于带有RFID的集装箱港口集卡的自动监控和智能调度，可以实现无人值守，自动辨别车辆运行状况，对违章集卡进行自动报警等功能。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明集卡交通监控系统组成示意图

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参考图1所示：

一种基于无线传感器网络的集卡交通监控系统，该监控系统由监控各条道路双向对开的集卡运行状况的北区无线传感区N区200、南区无线传感区S区100、西区无线传感区W区300及东区无线传感区E区400四个无线传感区域组成，四个无线传感区域是根据车辆行驶的方向，按照东、西、南、北四个路口的方位进行设置的，并且在每个无线传感区域都设置有驶入端和驶出端两个车道方便车辆出行，在无线传感区域N区200、S区100、W区300及E区400均设置有两组无线RFID传感单元以及无线红外传感单元，对车辆运行状态的识别和监控是通过集卡上的RFID标签以及RFID无线传感单元和无线红外传感单元共同完成的，其运行原理如下：无线RFID传感单元由RFID阅读器和无线发射器组成，并且每个无线发射器都有唯一的地址编码，无线发射器将该RFID读取的集卡信息进行处理，然后连同该无线发射器的地址编码一同发射出去；无线红外传感单元组由一对红外发射和接收装置以及相应的无线发射器组成，每个无线发射器都有唯一的地址编码，红外发射和接收装置通过行驶车辆的遮蔽获得一次脉冲触发，相应的无线发射器将该次脉冲触发信息和该无线发射器的地址编码信息同时发射出去，供调度服务器分析判断，对集卡车辆监视的过程是通过如下完成的，比如，一辆由北向南的车辆从N区200驶入(假设车辆按照交通规则规定的车道行驶，没有违章)，首先被无线红外传感单元组204检测到，并将该信息传到调度服务器进行记录，此后，该车辆的RFID信息被无线RFID传感器203检测到，并将该信息发送到调度服务器进行记录，此时，调度服务器基于上述两条信息将自动判断得出结论，某车将驶出N区200进入道口，同时无线红外传感单元组201将被触发一次。当无线红外传感单元组201被触发一次时，说明该车即将驶出N区200，此时，调度服务器将根据读取的该车RFID信息和调度计划分析得到该车的未来行驶方向信息并发送到交通指示器N上，对该车的行驶进行提示。若该车违章，即没有行驶在规定的车道上，则无线RFID传感器203不能检测到该车的信息，而该车在驶出N区200的时候将触发两个无线红外传感单元组204和201，调度服务器收到这两次触发后，可以判断出有违章车辆通过道口，进一步通过其它辅助装置，如无线摄像头，监视该车并进行相应的处罚。若有南北对开的车辆同时从两端驶入N区200(假设都没有违章行驶)，则无线红外传感单元组的201和204将根据被触发的次数判断车辆的行驶状态，其原理同上。

在N区200设置有无线红外传感单元201、无线RFID传感单元202以及无线RFID传感单元203、无线红外传感单元204；在S区100设置有无线红外传感单元101、无线RFID传感单元102以及无线RFID传感单元103、无线红外传感单元104；在W区300设置有无线红外传感单元301、无线RFID传感单元302以及无线RFID传感单元303、无线红外传感单元304；在E区400设置有无线红外传感单元401、无线RFID传感单元402以及无线RFID传感单元403、无线红外传感单元404。

其中每个无线传感区域的两个无线红外传感单元分别设置在车道的两侧，并且在其之间设置有无线RFID传感单元与其相配合使用，比如在N区200中，当有从北向南驶来的集卡进入N区200后，无线红外传感单元204感知有车辆进入区域，将传感信号发送至调度服务器，无线RFID传感单元203读取到集卡信息并发送至调度服务器，当调度服务器收到无线红外传感单元201的信号后，就可以判断该集卡在N区200的行驶方向为由北到南，并进入交通道口内，在车辆进入N区200的时候，可以看出，无线红外传感单元204、无线RFID传感单元203与无线红外传感单元201之间通过相应的感应以及信息的反馈共同完成了整个信息读取以及信息发送的过程。

在交通道口中心设置有与无线传感区域100、200、300、400相对的用于向相应方向的集卡发出交通调度指令的指示器N、指示器S、指示器W、指示器E四个指示器用于显示相应的信息，对从车辆采集的综合信息进行融合和判断，然后根据该车辆的具体情况、港区车辆调度规划和港区车辆运行情况，给出该车辆运行的指示信息，这些信息将显示在指示器N、指示器S、指示器W、指示器E上，比如：若该车辆属违章车辆则相应的指示器N、指示器S、指示器W、指示器E指示其禁止入港或驶入相应的区域接受检查，该车牌照信息将进入黑名单；若该车将运输某堆场的货物，则相应的指示器N、指示器S、指示器W、指示器E向其指示进入港区某堆场的行驶方向；若港区某堆场车辆处于拥堵状态，则指示器N、指示器S、指示器W、指示器E指示该车暂时等候，避免拥堵加剧，若该车装载集装箱与申报的不一致，则相应的指示器N、指示器S、指示器W、指示器E指示该车进行配载复核；在无线传感区域100、200、300、400中无线RFID传感单元以及无线红外传感单元均设置有两组，在每个无线传感区域内无线RFID传感单元与无线红外传感单元分别设置在每个无线传感区域的驶入端和驶出端；每个无线传感区域的无线RFID传感单元均设置在无线红外传感单元之间；无线RFID传感单元以及无线红外传感单元负责监控对开车辆的属性及其行驶方向；无线红外传感单元数据的分析处理和交通调度指令的发出均由远程的调度服务器完成。调度服务器是一个智能信息处理服务器，它主要接收无线传感区域的无线红外传感单元和无线RFID传感单元的数据，其中无线红外传感单元发送的是脉冲次数信号(每个车辆遮蔽传感器一次，就得到一个脉冲触发信息)，而无线RFID传感单元发送的是集卡的基本信息(包括集卡的车牌信息、配载信息、车主信息以及与集装箱运输相关的信息等)。系统中每个无线发射器都有唯一的地址编码，对应着每条传感信息的来源和位置，这样，调度服务器就能够对获得的传感信息按照“判断逻辑”逐一进行分析处理，这个过程是调度服务器CPU分时操作的结果，即使多个传感区域同时有大量的传感信息汇集到调度服务器，由于调度服务器计算机的强大处理能力，会将这些传感信息进行实时分类存储，然后分别处理，绝不会互相干扰，以上这些是通过软件程序实现的，将采用实时操作系统完成信息处理。当有大量的无线传感信息同时发送到调度服务器的无线接收机时，调度无线接收机会根据无线传输协议进行接受，保证不会丢失信息，保证接收信息的完整性。

一般情况下，调度服务器收到无线RFID信号和任一无线红外传感信号后，便可以判别某集卡的行驶方向，若该集卡从该交通道口驶出，也同样可以判别出来其行驶方向。当该集卡进入交通道口时，集卡监控调度中心可以根据调度要求自动向该集卡发送运行调度指令，并通过道口中心设置的相应的交通指示器N、指示器S、指示器W和指示器E通知给集卡司机，同时调度中心也可以通过该系统监控到违章运行的集卡，并采取相应的措施。同时，调度服务器可以对监控的数据进行处理和储存，可以制定出黑名单，以便更好地对集卡进行管理。本发明所涉及的交通调度监控系统的诸多实用功能，可以在本系统实时交通监控传感数据采集的基础上，进一步通过调度服务器的应用开发来实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.基于无线传感器网络的集卡交通监控系统，其特征在于，该监控系统由监控各条道路双向对开的集卡运行状况的北区无线传感区、南区无线传感区、西区无线传感区及东区无线传感区四个无线传感区域组成，所述每个无线传感区域均设置有无线RFID传感单元以及无线红外传感单元；所述交通道口中心位置设置有与每个无线传感区域相对的用于向相应方向的集卡发出交通调度指令的北区指示器(N)、南区指示器(S)、西区指示器(W)、东区指示器(E)；所述无线RFID传感单元与无线红外传感单元分别设置在每个无线传感区域的驶入端和驶出端；所述每个无线传感区域的无线RFID传感单元设置在无线红外传感单元之间。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的集卡交通监控系统，其特征在于，所述无线RFID传感单元以及无线红外传感单元均设置有两组。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的集卡交通监控系统，其特征在于，所述无线RFID传感单元、无线红外传感单元负责监控对开车辆的属性及其行驶方向。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的集卡交通监控系统，其特征在于，所述无线传感单元数据的分析处理和交通调度指令的发出均由远程调度服务器完成。

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