CN203260194U - 一种基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，包括：用于对交通参数进行采集，将采集到的所述交通参数经处理后通过无线传感器网络发送出去的感知节点；用于接收并处理所述感知节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数通过所述无线传感器网络发送出去的基站节点；用于接收并处理所述基站节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数传输出去的汇聚节点；用于显示所述汇聚节点传输来的交通参数的终端设备；所述交通参数包括环境监测区域的车流量、车型、车速；所述感知节点、基站节点、汇聚节点通过无线传感器网络相连。应用本实用新型利用无线传感网络技术，通过路面铺设的压电薄膜传感器，实现对交通参数的监测。

Description

一种基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统

技术领域

本实用新型涉及交通参数监测领域，特别涉及一种基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统。 

背景技术

随着我国经济建设的快速发展及人民生活水平的不断提高，加之我国汽车制造业的蓬勃发展，社会对交通运输的需求持续增长，这必然带动我国汽车保有量的逐年递增。但是交通运输所带来的交通拥挤，交通事故，能源短缺等负面效应日益突出。因此我们急需对公路的交通负载（车辆类型，车流量，车速等）进行实时监控，从而为公路规划、设计、维护和决策提供可靠全面的数据。 

无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信、分布式信息处理等技术,可以使人们在任何时间、地点和任何环境下获取大量详实可靠的信息,，从而真正实现无处不在的计算理念。目前，无线传感网在各种应用领域受到了极大的关注，如环境感知、海洋生物监测、智能家居、军事安全监测等。在信息化迅猛发展的今天，应用无线传感网等信息化技术和手段推进城市交通管理及服务发展已成为城市发展的基本立足点和战略制高点。 

综上所述，交通运输所带来的交通拥挤，交通事故，能源短缺等负面效应日益突出，我们迫切要求使用信息化的手段彻底扭转这一局面。将无线传感网引入交通系统中，能够解决上述所提到的交通系统存在的问题。 

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统， 利用无线传感网络技术，通过路面铺设的压电薄膜传感器，实现对交通参数（车流量、车型、车速）的监测。 

为达此目的，本发明采用以下技术方案： 

一种基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，包括: 

用于对交通参数进行采集，将采集到的所述交通参数经处理后通过无线传感器网络发送出去的感知节点； 

用于接收并处理所述感知节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数通过所述无线传感器网络发送出去的基站节点； 

用于接收并处理所述基站节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数传输出去的汇聚节点； 

用于显示所述汇聚节点传输来的交通参数的终端设备； 

所述交通参数包括环境监测区域的车流量、车型、车速；所述感知节点、基站节点、汇聚节点通过无线传感器网络相连。 

进一步的，所述感知节点包括用于采集所述交通参数的感知设备、用于存储交通参数和该所述感知节点的信息的感知节点存储器、用于处理所述感知节点存储器存储的交通参数的感知节点处理器、用于将所述感知节点处理器处理后的交通参数发送至基站节点和其他所述感知节点的感知节点无线通讯器，所述感知设备、感知节点存储器、感知节点无线通讯器连接于所述感知节点处理器。 

进一步的，所述感知设备包括用于采集交通参数的压电薄膜传感器和用于传输该所述压电薄膜传感器采集到的交通参数的传感器扩展接口，所述压电薄膜传感器通过传感器扩展接口与所述感知节点处理器相连。 

进一步的，所述感知节点还包括用于为所述感知节点供电的感知节点电源、 用于接收所述无线传感器网络的无线通讯信号并将所述无线通讯信号传输至所述感知节点无线通讯器的感知节点天线、用于将程序烧录至所述感知节点存储器的程序烧录器，所述感知节点天线与感知节点无线通讯器连接，所述程序烧录器连接所述感知节点存储器，所述感知节点电源连接所述感知节点处理器。 

进一步的，所述汇聚节点包括用于接收所述基站节点发来的交通参数的汇聚节点无线通讯器、用于存储所述汇聚节点无线通讯器接收的交通参数的汇聚节点存储器、用于处理所述汇聚节点存储器存储的交通参数的汇聚节点处理器、用于将所述汇聚节点处理器的交通参数传输至终端设备的联网装置、用于为该汇聚节点供电的汇聚节点电源，所述汇聚节点处理器连接所述汇聚节点存储器、汇聚节点无线通讯器、联网装置、汇聚节点电源。 

进一步的，所述汇聚节点电源为蓄电池或光伏太阳能电池板。 

进一步的，所述汇聚节点无线通讯器为支持ZigBee、WIFI传输方式的无线通讯器。 

进一步的，所述基站节点包括用于实现所述交通参数在感知节点和该基站节点间通讯及在汇聚节点和该基站节点间通讯的基站节点无线通讯器、用于存储感知节点发来的交通参数的基站节点存储器、用于处理所述感知节点发来的交通参数的基站节点处理器、用于为该基站节点供电的基站节点电源、用于将所述基站节点处理器处理后的交通参数传输至所述终端设备的基站节点USB接口，所述基站节点无线通讯器、基站节点存储器、基站节点电源和基站节点USB接口连接于所述基站节点处理器。 

进一步的，所述终端设备包括自由终端和终端服务器，所述终端服务器与自由终端连接，所述自由终端为手机、PC或PDA。 

本实用新型的有益效果为：一种基于无线传感器网络基于压电薄膜传感器 的交通参数监测系统，包括：用于对交通参数进行采集，将采集到的所述交通参数经处理后通过无线传感器网络发送出去的感知节点；用于接收并处理所述感知节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数通过所述无线传感器网络发送出去的基站节点；用于接收并处理所述基站节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数传输出去的汇聚节点；用于显示所述汇聚节点传输来的交通参数的终端设备；所述感知节点、基站节点、汇聚节点、终端设备通过无线传感器网络相连。该系统由于采用无线传感网络，因而可将分布式地部署于各监测点的传感器采集的数据通过无线通讯进行自组织形成交通参数监测网络，从而实现大区域的交通参数监测。 

附图说明

图1为本实用新型的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统的结构图； 

图2为本实用新型的感知节点的结构图； 

图3为本实用新型的汇聚节点的结构图； 

图4为本实用新型的基站节点的结构图； 

图5为本实用新型的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统的部署示意图； 

图中： 

1—感知节点；11—感知设备；111—传感器扩展接口；112—压电薄膜传感器；12—感知节点无线通讯器；13—感知节点存储器；14—感知节点处理器；15—感知节点电源；16—感知节点天线；17—烧录器；2—基站节点；21—基站节点无线通讯器；22—基站节点天线；23—基站节点存储器；24—基站节点处理器；25—基站节点电源；26—基站节点USB接口；3—汇聚节点；31—汇聚节点无线通讯器；32—汇聚节点存储器；33—汇聚节点处理器；34—联网装置； 35—联网装置天线；36—汇聚节点电源；4—终端设备。 

具体实施方式

下面结合图1至图5，具体实施例对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示，为本实用新型的压电薄膜传感器的交通参数监测系统的结构图。该系统包括： 

用于对交通参数进行采集，将采集到的所述交通参数经处理后通过无线传感器网络发送出去的感知节点1；用于接收并处理所述感知节点1发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数通过所述无线传感器网络发送出去的基站节点2；用于接收并处理所述基站节点2发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数传输出去的汇聚节点3；用于显示所述汇聚节点3传输来的交通参数的终端设备4。本例中的交通参数包括车流量、车型、车速。 

所述感知节点1、基站节点2、汇聚节点3、终端设备4通过无线传感器网络相连。本例中，感知节点1之间可互相通信传输数据，以形成将数据传输至基站节点2的最佳的传输路径。当监测区域较小时，比如各监测点的距离不超过一公里，监测系统内的多个感知节点1采集的数据传输至一基站节点2，终端设备4将汇集至该基站节点2的数据呈现。当监测区域较大时，比如各监测点的距离超过十几公里，监测系统内的多个感知节点1采集的数据传输至一基站节点2，多个基站节点2将数据传输至汇聚节点3，终端设备4将汇集至该基站节点2的数据呈现。由多个感知节点1和汇集该多个感知节点1所采集数据的基站节点2组成了一个数据子网。汇聚节点3实现了子网之间数据的有效传输。 

如图2所述，为本实用新型的感知节点的结构图。感知节点1包括用于采集所述交通参数的感知设备11、用于存储交通参数和该所述感知节点1的感知节点存储器13、用于处理所述感知节点存储器13存储的交通参数的感知节点处 理器14、用于将所述感知节点处理器14处理后的交通参数发送至基站节点2和其他所述感知节点1的感知节点无线通讯器12、用于为所述感知节点1供电的感知节点电源15、用于接收所述无线传感器网络的无线通讯信号并将所述无线通讯信号传输至所述感知节点无线通讯器12的感知节点天线16、用于将程序烧录至所述感知节点存储器13的程序烧录器17。 

所述感知设备11、感知节点存储器13、感知节点无线通讯器12连接于所述感知节点处理器14。所述感知节点天线16与感知节点无线通讯器12连接。所述程序烧录器17连接所述感知节点存储器13。所述感知节点电源15连接所述感知节点处理器14。 

感知设备包括用于采集交通参数的压电薄膜传感器112和用于传输该所述压电薄膜传感器112采集到的交通参数的传感器扩展接口111，所述压电薄膜传感器112通过传感器扩展接口111与所述感知节点处理器14相连。本例中的感知节点处理器14可以对交通参数进行检测的模拟值进行处理，并转换成数字信号。压电薄膜传感器112为超低功耗的串行接口的数字传感器。 

程序烧录器17设有便于数据传输的USB接口。感知节点电源15为两节普通5号电池，降低了整个感知节点1的功耗。 

如图3所示，为本实用新型的汇聚节点的结构图。所述汇聚节点3包括用于接收所述基站节点2发来的汇聚节点无线通讯器31、用于存储所述汇聚节点无线通讯器31接收的交通参数的汇聚节点存储器32、用于处理所述汇聚节点存储器32存储的交通参数的汇聚节点处理器33、用于将所述汇聚节点处理器33的交通参数传输至终端设备4的联网装置、用于为该汇聚节点供电的汇聚节点电源36。所述汇聚节点处理器33连接所述汇聚节点存储器32、汇聚节点无线通讯器31、联网装置、汇聚节点电源36。所述汇聚节点处理器33连接所述汇 聚节点存储器32、汇聚节点无线通讯器31、联网装置、汇聚节点电源36。 

本例中的汇聚节点3还包括联网装置天线35，联网装置天线35选择5.8GHZ的频段。汇聚节点电源36为蓄电池或光伏太阳能电池板。汇聚节点无线通讯器31为支持ZigBee、WIFI传输方式的无线通讯器。联网装置为无线网卡，与天线相连。 

如图4所示，为本实用新型的基站节点的结构图。基站节点2包括用于实现所述交通参数在感知节点1和该基站节点2间通讯及在汇聚节点3和该基站节点2间通讯的基站节点无线通讯器21、用于存储感知节点1发来的交通参数的基站节点存储器23、用于处理所述感知节点1发来的交通参数的基站节点处理器24、用于为该基站节点2供电的基站节点电源25、用于将所述基站节点处理器24处理后的交通参数传输至所述终端设备4的基站节点USB接口26、用于接收所述无线传感器网络的无线通讯信号并将所述无线通讯信号传输至所述基站节点无线通讯器21的基站节点天线22。所述基站节点无线通讯器21、基站节点存储器23基站节点电源25和基站节点USB接口26连接于所述基站节点处理器24相连。 

图5为本实用新型的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统的部署示意图。终端设备4包括自由终端和终端服务器，终端服务器与自由终端连接，自由终端为手机、PC或PDA。本例中的自由终端运行相关数据处理软件，就可以以图形化界面的方式直接了解每一个节点所在区域的交通参数的变化情况，并以曲线方式直观的，实时的显示出来。监测网络部署时，用户根据所处环境的需要视情况灵活放置感知节点1，放置完成后，感知节点1将组成无线自组织网络，分布式的采集公路中的交通参数信息通过基站节点2的中继传输最终传输至汇聚节点3；汇聚节点3通过无线网络或网线连接到终端服务器；终端服务器 通过无线或有线的网络为自由终端提供交通参数实时监测。也可以通过大量部署自组成网，直接传输到基站节点2，基站节点2通过基站节点USB接口26连接到终端设备4。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，包括: 

用于对交通参数进行采集，将采集到的所述交通参数经处理后通过无线传感器网络发送出去的感知节点； 

用于接收并处理所述感知节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数通过所述无线传感器网络发送出去的基站节点； 

用于接收并处理所述基站节点发来的所述交通参数，将处理后的该交通参数传输出去的汇聚节点； 

用于显示所述汇聚节点传输来的交通参数的终端设备； 

所述交通参数包括环境监测区域的车流量、车型、车速；所述感知节点、基站节点、汇聚节点通过无线传感器网络相连。 

2.如权利要求1所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，所述感知节点包括用于采集所述交通参数的感知设备、用于存储交通参数和该所述感知节点的信息的感知节点存储器、用于处理所述感知节点存储器存储的交通参数的感知节点处理器、用于将所述感知节点处理器处理后的交通参数发送至基站节点和其他所述感知节点的感知节点无线通讯器，所述感知设备、感知节点存储器、感知节点无线通讯器连接于所述感知节点处理器。 

3.如权利要求2所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，所述感知设备包括用于采集交通参数的压电薄膜传感器和用于传输该所述压电薄膜传感器采集到的交通参数的传感器扩展接口，所述压电薄膜传感器通过传感器扩展接口与所述感知节点处理器相连。 

4.如权利要求2所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，所述感知节点还包括用于为所述感知节点供电的感知节点电源、用于接收所述无线传感器网络的无线通讯信号并将所述无线通讯信号传输至所述感知 节点无线通讯器的感知节点天线、用于将程序烧录至所述感知节点存储器的程序烧录器，所述感知节点天线与感知节点无线通讯器连接，所述程序烧录器连接所述感知节点存储器，所述感知节点电源连接所述感知节点处理器。 

5.如权利要求2所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，其特征在于，所述汇聚节点包括用于接收所述基站节点发来的交通参数的汇聚节点无线通讯器、用于存储所述汇聚节点无线通讯器接收的交通参数的汇聚节点存储器、用于处理所述汇聚节点存储器存储的交通参数的汇聚节点处理器、用于将所述汇聚节点处理器的交通参数传输至终端设备的联网装置、用于为该汇聚节点供电的汇聚节点电源，所述汇聚节点处理器连接所述汇聚节点存储器、汇聚节点无线通讯器、联网装置、汇聚节点电源。 

6.如权利要求5所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，所述汇聚节点电源为蓄电池或光伏太阳能电池板。 

7.如权利要求5所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，所述汇聚节点无线通讯器为支持ZigBee、WIFI传输方式的无线通讯器。 

8.如权利要求2-4任意一项所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征在于，所述基站节点包括用于实现所述交通参数在感知节点和该基站节点间通讯及在汇聚节点和该基站节点间通讯的基站节点无线通讯器、用于存储感知节点发来的交通参数的基站节点存储器、用于处理所述感知节点发来的交通参数的基站节点处理器、用于为该基站节点供电的基站节点电源、用于将所述基站节点处理器处理后的交通参数传输至所述终端设备的基站节点USB接口，所述基站节点无线通讯器、基站节点存储器、基站节点电源和基站节点USB接口连接于所述基站节点处理器。 

9.如权利要求2所述的基于压电薄膜传感器的交通参数监测系统，其特征 在于，所述终端设备包括自由终端和终端服务器，所述终端服务器与自由终端连接，所述自由终端为手机、PC或PDA。 

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