基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通信息采集系統(tǒng)研究
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采集節(jié)點通過對地磁的測量來檢測交通信息。地磁場數(shù)值較小，約0．5×10T，可以認(rèn)為地球磁場強(qiáng)度在一定的區(qū)域內(nèi)(大約幾千米)是恒定的。當(dāng)有磁性的物體通過時，會引起物體周圍磁場強(qiáng)度的變化，汽車可看作多個雙極性磁鐵組成的模型，引起地球磁場的擾動。汽車對地磁的干擾如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/195094.htm
因此，可以利用地磁傳感器來檢測車輛通過時的磁場變化從而獲得交通流的信息。本文選用了Honeywell公司的磁阻傳感器HMC1052，該傳感器是基于磁阻效應(yīng)(Magnetoresistance Effects)原理的，磁阻效應(yīng)是指某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現(xiàn)象。即當(dāng)外部磁場發(fā)生變化時，傳感器內(nèi)部的電阻也會相應(yīng)的發(fā)生變化，將磁場強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電壓輸出，利用該效應(yīng)，HMC1052可以測量地磁及汽車通過時對地磁的擾動。
采集節(jié)點安裝于需要測量的路段，負(fù)責(zé)采集路面的交通信息，并將數(shù)據(jù)直接或者通過路由器發(fā)送給匯聚節(jié)點。
路由節(jié)點安裝在盡量靠近在采集節(jié)點的路旁，用于轉(zhuǎn)發(fā)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點，可以根據(jù)傳輸距離的要求，采用多跳路由。同時也增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的健壯性。
匯聚節(jié)點也安裝在路旁，它負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)的啟動和建立，同時還建立網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)中的綁定等，并接收采集節(jié)點和路由節(jié)點的數(shù)據(jù)。匯聚節(jié)點還有一個以太網(wǎng)接口，將接收到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到通信控制服務(wù)端。
1．2 通信控制服務(wù)端
系統(tǒng)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的管理和用戶的使用分離開來，通信控制服務(wù)端主要負(fù)責(zé)交通流量數(shù)據(jù)的分析、計算以及存儲等數(shù)據(jù)管理工作。通信控制服務(wù)端通過以太網(wǎng)接口從匯聚節(jié)點收集數(shù)據(jù)。接收到的交通信息數(shù)據(jù)中每一幀數(shù)據(jù)均包含包頭、ID號、采集數(shù)據(jù)、校驗位以及包尾。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1所示。
通信控制服務(wù)端首先將這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、重新封裝后存入數(shù)據(jù)庫。通過對這些信息的抽象，形成了數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系圖(E-R圖)如圖4所示，根據(jù)實體關(guān)系圖，轉(zhuǎn)換成SQL Server 2005中的關(guān)系模式(數(shù)據(jù)表)如表2～表4所示。
采用的是SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫，它采用圖形化用戶界面，數(shù)據(jù)庫管理直觀，對Web技術(shù)支持，很容易地將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)發(fā)布到Web頁面上，非常適用于B／S體系結(jié)構(gòu)。通過ADO．NET(ActiveX Data Object)訪問數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)用戶對數(shù)據(jù)庫的存儲、查詢和刪除等操作。ADO．N ET是在．NET編程環(huán)境中優(yōu)先使用的數(shù)據(jù)訪問接口。它提供了平臺互用性和可伸縮的數(shù)據(jù)訪問，使用幾個對象就可以方便地訪問數(shù)據(jù)庫，例如SqlConnection對象管理與數(shù)據(jù)源的連接。SqlCommand對象與數(shù)據(jù)源交流并發(fā)送命令。使用SqlDataReader可以進(jìn)行快速“向前”讀取數(shù)據(jù)，使用DataSet或者SqlDataAdapter實現(xiàn)進(jìn)行寫入和讀取數(shù)據(jù)源。
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