RFID和物联网技术智能交通系统设计

RFID和物联网技术智能交通系统设计

摘要:随着城市交通的客流量不断增加,交通所承载的压力在不断增加。而物联网技术的出现,对于解决交通出行问题提供了新的发展方向。本文主要基于射频识别技术(RFID)RFID和物联网技术的智能交通系统进行设计研究。

关键词:RFID;物联网;交通系统

1传统交通系统的应用现状

随着经济的快速发展,城市中的车辆在不断增加,导致交通堵塞情况愈发严峻,传统的交通系统已经无法解决。而通过嵌入式设备的应用,使传统的交通系统融合智能芯片,基于数据处理机制、传感网络等技术,能够实现多种功能。但是,虽然通过利用嵌入式设备可以有效的缓解,但是仍旧还需要进一步研究交通系统,特别是交通系统的智能化需求不断的提升,智能城市的提出等,都对于该系统产生了进一步的要求。

2智能交通系统的设计

传感器与网络、指挥台之间连接,可以实现路况信息的实时掌握,并同时反馈相应的处理方式。将其具体到智能交通系统设计的需求方面,而该系统必须要具备以下众多功能,才可以满足城市交通需求。首先,通信功能:在GSM网络覆盖范围之内,通过调度中心、用户终端以及车载系统终端等,具有信息通讯功能。其次,定位功能:随着科技的不断发展和创新,各种定位技术也在不断的出现,如常见的GPS定位、超声波定位以及互联网定位等。而GPS定位技术在这些技术中,是最为普遍常见的一种应用技术。基于可行性以及精确度方面的考虑,GPS定位技术的优势十分显著。智能交通系统通过接收GPS信号,可以提供众多信息。另外,基于监控调度中心还可以对于车辆实现跟踪管理,不仅可以进行单次报位,也可以在规定时间自动报位[1]。再次,建议功能:驾驶人员在行车之前,在车载系统上设置行车路线,而监控调度中心将得到的众多行车路线进行汇总之后,基于路线的拥堵情况,向驾驶人员提供备选路线。最后,报警功能:如果智能交通系统一旦监测到车辆异常,将会立即发出警报。通过嵌入式传感网络,能够实现人流量的实时监测,基于单片机来处理采集得到的数据,能够实现智能化交通系统。另外,结合神经网络模型,可以使交通系统具有自适应能力。而与射频识别技术相结合,则能够在特殊区域识别车辆与行人,从而实现自动化控制,甚至还可以整合某一个区域将其放置在一个网络上,对该区域进行整体控制[2]。基于智能交通系统需要掌握的众多功能,对本研究的智能交通系统进行设计。首先,车辆/人流量的监测系统。监测系统是由摄像头、数据处理器、地磁线圈、检测卡等关键部分组成,可以对人流量和车辆进行监测,除此之外还可以对于特殊车辆实施特殊化处理,如救护车、消防车等。其次,智能控制系统。采用单片机作为处理器,使用模糊控制技术、神经网络模型,对信号灯进行自适应控制。而结合物联网技术中的射频识别技术相结合,不仅可以识别特殊车辆,同时还可以优先处理特殊车辆。为了物联网技术可以得到更好的发展,在网络中接入控制器,可以将信息发送给上层处理器,促进交通智能化、城市智能化的实现。最后,交通显示、信息提示系统。该系统的应用历史相对较早,所以在当前已经具有非常成熟的应用。而显示系统主要是基于传统的显示系统上增加特殊信息指示功能,可以提供众多的信息,如某一路段有紧急车辆等。

2.1硬件设计

(1)信息采集系统

无线传输的地磁车辆检测器是当前信息采集系统应用较为成熟的,能够对于全天的车流量进行精确的检测,并且还利用了射频识别技术和车辆检测卡对于特殊车辆进行识别。而通过综合这些部分,将其放在一张磁场网络中,可以起到节约开支的作用。另外,升级现有摄像头,不仅可以节约成本,同时还可以对采集到的数据进行分析,不仅能够满足传统需求,同时还能够识别人流量[3]。

(2)智能控制系统

智能交通系统中的控制系统主要是基于模糊逻辑控制理论,并利用合适的比例来转换采集得到的数据,从而使其成为论域,然后利用变量对该物理量进行描述,从而对该值的相对隶属度进行求解,与规则库和数据库相结合,模仿基于人力下判断过程中的模糊概念,同时利用模糊推论法、模糊逻辑来进行层次更深的推论,得到模糊值。而在得到模糊值之后,需对其进行转化,从而使其成为更加明确的控制信号,然后将其作为控制系统的输出。与神经网络的学习能力相结合,使本研究的智能交通系统可以具备自学系统的特性。以此来使本系统可以随着时间的特性变异,从而对不确定性的交通系统实现最优控制。而由于神经网络模型的容错能力、分布存储、学习能力较好,同时还具有高度的健壮性,所以可以对复杂的非线性关系进行有效分析,并实施并行分布处理。除此之外,为了可以更好的满足交通行业的需求,将物联网技术应用在控制系统中能够,能够实现上层命令的接收目的,或是将数据传递给其他信息采集设备,实现自适应性的智能化物联[4]。

(3)信号指示与显示系统

本研究的智能交通系统具有接受控制系统发送命令的功能,可以对提示牌、交通灯等实现控制。并且在现有的交通灯上增加了故障检索、故障反馈等众多功能,增加了信号指示系统的功能。

2.2软件设计

在设计智能交通系统中的各模块时,采用并行设计的方式,每个模块均具有独立收集信息、处理信息的能力,既能够进行故障检测与处理,同时还可以提高系统的稳定性。

3技术可行性

RFID电子标签技术、传感探测技术、无线传感网技术以及数据处理技术均是物联网技术中的关键。其中,RFID电子标签技术也就是即射频识别技术。射频信号可以自动识别目标对象,而物体和系统之间也并不需要构建物理联系,在复杂环境下具有非常好的适应性。射频识别技术主要是与询问器、应答器组成,可以控制、检测、跟踪物体。因此,在本研究中选择RFID电子标签技术设计智能交通系统[5]。而物联网的层次可以划分为感知层、网络层、应用层三个层次。感知层的功能在于信息采集、目标物体的识别。其中,信息采集主要是采集各种事件在发生过程中产生的数据,例如,事件发生的地理位置、事件过程中的音频、视频等。而网络层的功能则主要是了传递信息,通过利用互联网、移动网络等网络技术,在感知层获得信息之后,将会把信息传送给目标设备,以此来实现远距离通信。而网络层则是物联网普遍化的基础。最后,应用层可以对信息实现智能化处理和智能化整合。在传递信息之后,感知层和网络层负责收集信息,而应用层则负责分析信息,从而提高不同对象之间的信息互通,更好的利用信息[6]。基于系统功能,本研究系统具有运行稳定、安全可靠、界面设计简洁、易操作等特点。该系统的总体结构可以划分为几大模块,分别为定位模块、控制模块、通信模块等。而实现该系统必须要满足三个方面的条件。首先,技术可行性。在智能交通系统中,通过利用GPS模块、网络模块等获取车辆位置信息,并基于短消息的协议标准实现数据封装,最后通过设置网络模块,将封装好的信息发送出去。其次,经济可行性,通过利用智能交通系统中能够的导航功能可以大大提高交通资源的使用效率,对于促进城市交通疏流具有关键意义。同时,智能交通系统的使用还可以缓解人力疏导的不足,使驾驶人员实现心中有数。最后,操作可行性。智能交通系统的操作简单化和便于理解化,能够使绝大部分驾驶人员都可以快速掌握,通过在车载终端上的简单操作就能够掌握路况信息,从而选择适合的行进路线。智能交通系统主要包括几大模块,分别为GPS模块、系统模块、主控模块等,通过模块与模块之间的相互作用,可以会哦中能够车辆交通系统,从根源上解决交通堵塞,促进城市交通运输效率。

4总结

本文通过利用物联网技术,并与自适应模型相结合,从而可以感知到车辆信息和路况,将其及时传递给交通部门。而处理器能够接收交通部门的命令,为处理各种情况提高有效的解决方案。设计的物联网智能交通系统,将其与模糊控制理论、神经网络相结合,从而实现自适应的智能化控制目的。而该系统可以有效的提高交通智能化和应急能力,可以根据路况,给驾驶人员提供提示,从而提高道路的利用率。另外,该系统可以通过射频识别技术掌握车辆信息,记录各种交通事故和违规信息,减少人力资源成本。因此,本系统可以更好的满足物联网时展的应用需求。

参考文献

[1]曾聪,钟建坤,曾文波,等.基于物联网技术的智能交通系统终端无线通信研究及定位系统设计[J].企业科技与发展,2018,(9):81-84.

[2]孙悦.基于物联网技术的智能交通控制系统设计[J].建筑工程技术与设计,2016,(28):1605.

[3]侯培国,马灿,张航飞,等.基于RFID技术的智能轨道交通票务系统设计研究[J].都市快轨交通,2018,31(5):69-75.

[4]高小梅.基于物联网及RFID识别技术的智能药品物流监管系统研究[J].物流技术,2014,(12):420-422.

[5]吴晓坤,章扬.基于物联网及RFID识别技术的智能药品物流监管系统研究[J].物流技术(装备版),2015,34(3):222-224.

[6]梁元贞.大数据技术环境下的智能交通数据分析平台系统设计[J].价值工程,2020,39(15):243-244.

作者:祁宏宇 单位:江苏商贸职业学院