CN201765698U

CN201765698U - 一种基于传感器网络的公共交通智能调度与监控系统

Info

Publication number: CN201765698U
Application number: CN2010202644443U
Authority: CN
Inventors: 苗东; 彭保; 马康红; 邵宇聪
Original assignee: Sichuan Jiuzhou Electric Group Co Ltd
Current assignee: Sichuan Jiuzhou Electric Group Co Ltd
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-07-20

Abstract

本实用新型公开了一种利用无线传感器网络和RFID监测、感知、处理公共交通信息及运行状态的远程监测系统,该基于RFID传感器网络技术的公共交通智能调度与监控系统，包括：车载感知、RFID标签和无线传输单元、站台RFID传感器节点、视频监控单元、公共通信网络、管理控制中心，所述车载感知、RFID标签和所述无线传输单元与所述站台RFID传感器节点和视频监控单元之间通过RFID信道传递信息，所述站台RFID传感器节点和所述视频监控单元与所述管理控制中心之间由公共通信网络传递信息，所述车载感知、RFID标签和所述无线传输单元通过将分布在车内不同位置和功能的传感器与所述RFID标签处理单元有线连接，并将所述RFID标签处理单元获得的所有传感信息及所述RFID标签的EPC信息通过RFID信道传送给所述站台RFID传感器节点和所述视频监控单元。

Description

一种基于传感器网络的公共交通智能调度与监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种利用无线传感器网络和RFID监测、感知、处理公共交通信息及运行状态的远程监测、智能调度与监控系统。

背景技术

改革开放使人们的生活水平得到极大提高，尤其是公路的完善和车辆的普及有效地解决了人们出行难的问题。但是，随着城市化进程的深入，城市中的人口和汽车数量都在急剧增加。因而，如何解决我国城市公共交通中运营压力大、各线（路）公交车运载有效性（使用率）差距明显、涉及多个部门和多种利益关系的协调等突出问题被国内外广泛关注。

随着无线传感器网络（WSN）在多个领域的广泛应用及其与射频标识（RFID：RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。RFID的基本组成部分包括：标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，俗称电子标签或智能标签；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。）技术的融合，其在智能交通系统（ITS）中的应用也越来越深入。本课题基于无线传感器网络和RFID技术对公共交通中各线（路）公交车的实时运载有效性（使用率）、交通拥塞状态、公共车的安全状态、各线（路）的运载能力与不同时间段的需求情况及公交车运行中表征状态的多种重要物理参量进行实时监测、调度与控制和分析，以辅助交通监管部分和公交车调度部门更有效、效率更高地及时调配各线（路）的公交车数量。同时，也为决策部门根据城市规模和道路情况，调控公共交通车辆数量与城市私家车的数量比例关系，从而为制定城市规划等相关政策、计划和方针提供有效、可靠的数据信息。因此通过该项目的实施，首先，能够为政府部门在制定与公共交通相关的政策、计划和方针时提供详实、可靠、及时的参考信息，这对于城市整体规划具有重要意义。其次，能够有效整合现有的公共交通资源，从城市整体角度进行实时调配，以做到资源的最有效配置，从而一定程度上缓解公共交通中存在的突出问题。再次，该项目的实施也能为城市交通系统的智能化建设提供必要的基础准备和珍贵数据信息。从而，加快城市智能交通系统建设的进程。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种本实用新型的目的在于提供一种利用无线传感器网络和RFID监测、感知、处理公共交通信息及运行状态的远程监测系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：它包括装有普通传感器节点和RFID传感器节点的公共交通车辆和公路两侧的RFID传感器节点和普通传感器节点组成的局部网络、公共通信网络（如移动通信网络等）和管理控制中心，其特征在于传感器节点网络与管理控制中心之间由公共通信网络传递信息，近距离通信由RFID标签和RFID传感器节点通过RFID信道实现。所述RFID传感器节点即可以作为无线传感器网络中的普通节点，同时还具有对RFID标签读取的功能，它由传感器单元、中央处理器、无线通信单元和RFID读卡器单元组成。普通传感器节点主要分布在公共车辆内和公路两侧，完成对公共交通车辆运载情况进行近实时地感知、监测和处理，并将处理后的信息（包括每个公共交通车辆、每个路段、每个时间段内的运载情况以及每个RFID标签信息）通过公共通信网络传送给管理控制中心；管理控制中心能够对收到的信息根据不同时段每个公共交通车辆的运载情况进行随时统筹安排，使公共交通资源有效利用率达到最大化。

本实用新型所述的智能调度和监测系统由于采用RFID传感器节点和普通传感器节点组成的局部网络、公共通信网络和管内理控制中心相结合的结构形式，综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

能够接近实时地监控每个公共交通车辆个体的运载情况和公共交通系统总体运载情况，而利用成熟的社会公共通信网络平台，不仅可节约投资成本；而且数据传输效率高，可靠性强，设备维护方便，使用周期长，它是一种较理想的公共交通调度和监控系统。

附图说明

图 1 为本实用新型的工作原理示意图。

图 2 为本实用新型RFID传感器节点的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图 1 、图 2 （附图标号说明： 11 一公共交通车载传感器、 12 一RFID标签处理单元、 13 一RFID传感器节点、 14 一站台视频监测单元、 15 一公共通信网络、 16 一管理控制中心）：本实用新型所述的公共交通智能调度、监测系统包括车载感知单元、RFID标签和无线传输单元 1 、站台RFID传感器节点和视频监测单元 2、公共通信网络 3和管理控制中心 4 ，所述车载感知、RFID标签和无线传输单元 1与站台RFID传感器节点和视频监测单元 2之间通过RFID信道传递信息，站台RFID传感器节点和视频监测单元 2与管理控制中心 4 之间由公共通信网络 3 传递信息，车载感知、RFID标签和无线传输单元 1通过将分布在车内不同位置和功能的传感器与RFID标签处理单元有线连接，并将RFID标签处理单元获得的所有传感信息及RFID标签的EPC信息通过RFID信道传送给站台RFID传感器节点和视频监测单元 2。站台RFID传感器节点和视频监测单元 2中的RFID传感器节点接收来自RFID标签处理单元传送来的信息，并结合站台视频监测和传感信息，经过微处理器进行数据选择及融合后，通过公共通信网络 3发送给管理控制中心 4，管理控制中心通过将获得的传感数据结合地理信息系统（GIS）进行显示，用于为公共交通车辆的调度和工作状态等提供近实时地有效参考信息、调度控制和提供多种信息服务业务。

所述车载感知、RFID标签和无线传输单元 1由部署在公共交通车辆上多个不同位置、用于监测车辆载重的传感器、气敏传感器、时钟和用于监测本车及周边车辆信息的视频传感器等完成不同功能的传感器和表征车辆唯一性信息的RFID标签以及RFID标签上的微处理器组成，并且在车内这些传感器与RFID标签处理单元是通过有线的形式（也可用扩展为无线形式）连接。其中，RFID标签处理单元主要由RFID标签、微处理器、AC/DC变换模块和无线收发模块组成，每个车载传感器信息和RFID标签信息都以数字信息的形式由它发送给站台上的RFID传感器节点。

站台RFID传感器节点和视频监测单元 2由分布在站台上的RFID传感器节点和一些摄像头组成，其中RFID传感器节点中除了具有普通传感器节点的处理、传感和无线通信单元外，还集成有RFID读写器功能，用于完成对车载感知、RFID标签和无线传输单元1中RFID标签信息的读取。站台RFID传感器节点和视频监测单元 2所获得的信息经过公共通信网络 3传送回管理控制中心 4。所述RFID传感器节点的微处理器单元还起着控制端程序的休眠、唤醒，执行监测任务，以及对采集到的各类信息进行加密处理，并对各类信息进行存储与读取，以保证数据的完整性；所述RFID传感器节点的无线通信单元作为车载感知、RFID标签和无线传输单元 1的信息经公共通信网络 3传送回管理控制中心 4的中间无线通信装置，交换控制消息和收发各类数据，包括自身采集到的数据、站台上摄像头获得的视频数据以及从车载感知、RFID标签和无线传输单元 1传送过来的数据；所述RFID传感器节点上的能量管理单元能够采集各单元的能量信息，并对能量信息进行汇总判断，以保证各单元的正常运行。同时，为了保证信息的安全性，站台RFID传感器节点和视频监测单元 2发送的数据要使用数字水印技术加密，其中站台编码和不同公共交通车辆的EPC组成的数组作为数字水印信息嵌入到其所传送的数据流内。

公共通信网络 3 可采用Internet、卫星或移动通信网络等现有公共通信平台完成。用于下达管理控制中心的查询和控制等指令以及上传车载感知、RFID标签和无线传输单元及站台RFID传感器节点和视频监测单元采集到的信息；管理控制中心 4接收站台RFID传感器节点和视频监测单元 2发送来的信息，并结合地理信息系统和城市三维电子地图对信息进行显示和处理，在出现需要对公共交通车辆进行控制的情况时（如发现同一站台的不同公共交通车辆运载有效性差距显著，并记录不同时间的对比情况等），进行报警，同时将信息存入数据库，可提供用户查询及为制定相关政策等服务。

在所述的公共交通智能调度、监测系统中，每辆公共交通车辆上的车载感知、RFID标签和无线传输单元 1不仅能与其通信范围内的站台RFID传感器节点和视频监测单元 2通信，而且还可以与其它公共交通车辆上的车载感知、RFID标签和无线传输单元 1进行通信，形成多跳自组网，从而使管理控制中心 4可以随时掌握整个城市公共交通车辆的工作情况及不同时间、地段的交通状态等信息；所述站台RFID传感器节点和视频监测单元 2的RFID传感器节点都有一定容量的内存，可在其与管理控制中心 4失去连接的情况下，接收并暂存来自车载感知、RFID标签和无线传输单元 1的数据信息，确保数据信息的安全传输。

所述管理控制中心 4结合地理信息系统和城市三维电子地图对接收到的信息进行处理和显示，及时分析公共交通车辆的运营情况，从而根据不同时段、不同站台、不同地点的交通情况以及相应时段、地段和经过每个站台不同线路公共交通车辆的数量、每辆车的运载情况等信息，及时整体或局部地调度公共交通车辆，并将指挥控制中心 4的调度指令直接通过所述公共交通智能调度、监测系统的通信链路近实时地反应在公共交通车辆的电子显示系统上，从而保证整个城市公共交通系统的有效利用率发挥到最大。

参照图 2 ，所述RFID传感器节点结构上包括微处理器、存储器、无线收发器、电源、RFID读写器、公共交通车辆唯一性验证和无线通信模块几个部分，所述微处理器与无线收发器、存储器相连接，无线收发器分别接收车载感知、RFID标签和无线传输单元 1 和本单元 2 中摄像头传来的信息，经由微处理器处理后存入存储器，同时通过公共通信网络 3与远端的管理控制中心 4 进行交互式通信；所述电源与微处理器、无线收发器、存储器、无线通信模块相连接，提供节点正常运行所需的能量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于RFID传感器网络技术的公共交通智能调度与监控系统，其特征在于，包括：车载感知元件、RFID标签和无线传输单元、RFID信道、站台RFID传感器节点、视频监控单元、公共通信网络、管理控制中心，所述车载感知元件、RFID标签和所述无线传输单元与所述站台RFID传感器节点和所述视频监控单元之间通过所述RFID信道传递信息，所述站台RFID传感器节点和所述视频监控单元与所述管理控制中心之间由公共通信网络传递信息，所述车载感知元件、RFID标签和所述无线传输单元通过分布在车内不同位置和功能的传感器与所述RFID标签处理单元有线连接，并将所述RFID标签处理单元获得的所有传感信息及所述RFID标签的EPC信息通过所述RFID信道传送给所述站台RFID传感器节点和所述视频监控单元，所述站台RFID传感器节点和所述视频监测单元与所述管理控制中心之间由所述公共通信网络连通。