无线传感网络在智能交通中的应用

无线传感网络在智能交通中的应用

李绩

陕西交通电子工程科技有限公司 陕西西安 710075

摘要：近年来，我国交通行业为了进一步促进持续稳定发展，满足人们对交通的需求，开始重视智能交通的发展，尤其是在智能交通中应用先进的技术，而无线传感网络就是其中一种。因此，如何在智能交通中应用无线传感网络是当前交通行业在发展中需要认真思考分析的问题，这是尤为重要的，也是非常有必要的。基于此，本文主要介绍了无线传感网络和智能交通的发展现状，而且分析了无线传感网络在智能交通中的具体应用，希望可以为有需要的人提供参考意见。

关键词：无线传感网络；智能交通

智能交通，也就是采取智能化以及信息化的技术，比如：自控制以及计算机等，将交通信息实时自动采集，而且将交通干预以及交通信号控制等系统进行整合，应用计算机网络技术做到实时监管，确保整个交通系统正常运行。在建立智慧交通系统中先要将信息采集问题处理到位，能够建立无线传感网络，通过传感器将所有区域信息进行采集[1]。现阶段，我国交通信息采集广泛应用一些常规的探测技术，比如：微波以及超声波等，而这些技术根本不能满足智能交通系统的实际发展需求，必须要对无线传感网络进一步研究分析，利用无线传感网络，使智能交通系统更加稳定的运行，显著提高智能化程度。

一、无线传感网络和智能交通的发展现状

（一）无线传感网络发展现状

当前，智能化技术普遍应用，除了提高作业效率，也降低人力成本。在智能交通建设中必须要将无线传感网络本身的作用全面发挥出来。无线传感网络，简单来讲，是指将很多小型传感器布置在监测区域中，使用传感器来实施监测与感知环境以及目标对象的信息，应用嵌入式系统来智能化处理数据信息，而且通过随机自组织无线通信网络，运用多跳中继的手段将感知信息及时传递给用户终端，做到智能化管理和实时监测。并且无线传感网络运用很多技术，比如：网络技术以及传感技术等[2]。在研究此网络系统中，必须要将很多先进的技术进行融合，比如：微细加工以及纳米材料等，以保证达到设计要求，包括集成化以及网络化等。同时，无线传感网络能够做到长时间无人值守，普遍应用在很多行业以及领域中，不只是应用在智能交通中，也能应用在其他领域中，其中包括生物医疗以及防控反恐等[1]。当前，我国无线传感网络研究尚未成熟，依旧处在初步发展阶段，因为此项技术的应用价值相当高，所以我国对此项技术的研究非常支持，很多专家学者或者研究单位都主动研究分析该技术。主要研究内容有无线传感器节点硬件设计以及网络路由技术等。

（二）智能交通发展现状

在我国社会经济发展中交通问题日益严重，为了可以将交通问题有效改善，很多国家都投入很多人力以及物力，用于研究分析智能交通系统。在研究系统中结合交通发展实际需求，在交通领域中应用各种技术手段，比如：计算机网络以及信息等，建立完善的智能化人机交互系统，能够实时精准监控管理交通运输。通常，智能交通系统是由交通视频监视系统以及车辆定位系统等构成[3]。并且智能交通系统的功能有很多，比如：探测交通状况以及动态控制等，将采集交通数据当做主要探测功能，提供准确完整的数据信息，也为很多工作打下良好的数据基础，比如：交通事故现场响应以及信号灯控制等，确保交通规划决策既正确又合理。

二、无线传感网络在智能交通中的具体应用

（一）传感器网络体系结构

在无线传感器应用中先要建立完整的传感器网络结构，将传感器节点以及汇聚节点当做主要组成部分。通常，在监测区域部署传感器节点，运用自组织的手段来建立网络，将数据采集完成后，借助多跳路由向汇聚节点传输数据信息，最后传输到管理系统，处理好数据后，将网络进行配置。传感器节点与汇集节点能够组成微型嵌入系统，然而比较这些节点，前者不具有较强的通信能力以及处理能力，而且采取电池供电的手段，只能提供很少的能量。后者能够与外部网络连接，做到通信协议转换，也无需使用电池，能够确保能量足够。就传感器模块来讲，其用于采集以及转换数据，可以分成传感器和ADC/DAC模块。就控制模块来讲，能够对每个传感器节点进行控制，也可以对所有数据存储进行控制，将低功率单片机当做控制单元[4]。无线传感器网络应用在智能交通中，最具有代表性的案例是“国家智能交通系统项目计划”，这是1995年美国出现的。我国在研究该方面时能够结合此项目内容，根据我国实践研究具体情况，确保应用既合理又有效。

（二）检测器通信协议设计

在应用无线传感网络时，必须要将车辆检测器本身的作用真正发挥出来。因此，需要将通信协议设计认真做好。由于受到传输介质不同带来的影响，传统CSMA/CD明显不同于CSMA/CA。CSMA/CD是结合电缆的电压变化来检测，在数据传输中若发生碰撞，电压就会改变。CSMA/CA将空气当做传输介质，对于接入机制，采取冲突避免的方法[5]。此协议对信道是否空闲进行判断时，采取能量检测的手段。在车辆检测器MAC协议设计中应该对非坚持CSMA/CA认真分析。比如：就能量检测来讲，主要是通过接收端接收信号能量大小来判断，若功率大于定值，就表示用户将信道进行占用

[2]。反之，若功率小于定值，就表示用户没有将信道进行占用。在IEEEE802.15.4CSAM/CA机制中，互联网的网络协调器将信标发送出来，传感器节点获得信标，再向基站进行传送。因为在相同时间内仅仅可以一个节点将信息传输给基站，所以对于传输节点，必须要运用CSMA/CA机制来竞争，这样就能确定究竟哪个节点能够使用传输媒体。因此，若节点要传输数据，必须要监测无线传输媒体，确认其他设备能否正常使用，若是空闲的，那么节点的延迟时间就会倒退，将每个节点进行错开，防止同时传输彼此发生碰撞。若现阶段所有信道都是空闲的，那么监测是空闲后，便实施CSMA/CA竞争。

（三）检测器软件流程设计

从某个角度来看，软件设计是相当关键的环节，一般而言，检测软件必须要具有很多模块，比如：初始化以及AD采集等。第一，就初始化模块来讲，能够做好初始化操作，比如：建立初始化I/O以及MSP430单片机时钟等。第二，就AD采集模块来讲，能够将二级放大输出信号的模数进行转变。第三，就射频模块来讲，能够对检测器以及中继器进行检测，保证传输既稳定又可靠。在模块设计中，必须要将工作方法清楚明确，通常有两种，一种是配置查询，另一种是正常检测。首先，配置查询主要运用Uart口查询检测器参数来配置。这些工作方法能够记住这硬件跳线来切换，而且程序中使用引脚电平对工作方法进行确定，当引脚是高平时，选用配置查询的手段；反之，当引脚是低平时，选用正常检测手段[6]。AD采集模块起到的作用非常关键，通常在很多环节中应用，比如：车辆经过检测以及电压调整等。在设计中必须要实施模块初始化与转换[3]。

结语：

总而言之，在智能交通发展中要想使系统更加智能化，必须要合理应用无线传感网路。事实上，是运用传感器节点来实时监测交通环境以及车辆情况，迅速将所有信息数据了解，而且及时传输反馈给所有的用户端，这样一来，可以为规划决策及交通管理提供重要的数据保障，防止出现严重的交通拥堵局面。

参考文献：

[1]张伯昆,马原.物联网无线网络技术在智能交通中的应用[J].电子制作,2020,No.393(07):91-92+84.

[2]宋磊,胡利娟.无线传感网络在农村智能电网中的应用探讨[J].农家参谋,2018,No.604(24):14.

[3]蒋红娜,姜宏伟.智能无线传感网络在飞行试验中的应用策略[J].国外电子测量技术,2017,36(04):55-58.

[4]黄凯宁.计算机视觉技术对智能交通系统发展的促进作用[J].黄河科技学院学报.2022,24(8)：59-63.

[5]韩旭东,韩乐乐,林邦演,等.基于STM32的智能交通灯系统设计[J].时代汽车.2022,(16)：112-114.

[6]杨琦,熊志金,陈永丰,等.基于无线传感器网络的地铁隧道安全监测系统设计[J].南方职业教育学刊.2022,12(2)：103-109.