RFID与物联网技术智能交通系统设计

RFID与物联网技术智能交通系统设计

摘要:为了能够实现城市道路的最大化利用,有效缓解城市交通堵塞问题,提出了一种基于RFID、物联网技术的智能交通系统设计思路,该系统设计集成了信息采集、智控中心、射频识别、智能显示、自主提示等功能模块,引入了模糊控制、RFID、神经网络模型,应用于智能交通系统中。采用SQLServer数据库软件建立三层数据库架构,能够实现高性能的SMP并行处理,达到高可用效能,旨在能够满足物联网背景下的智能交通技术需求。

关键词:RFID技术;物联网技术;智能交通系统

随着现代社会发展水平的不断提升,逐渐递增的城市车流总量,尤其是近年来现代化物流交通业的发展,力求运用现代化新型交通系统,能够研发出科学合理的智能控制方法,对人、车、路三者关系良好协调处理,已经成为如今交通物流领域的热门话题。随着近年来逐渐普及应用的嵌入式设备技术,实现了智能化芯片融入传统交通系统中,以传感网络、数据处理等新型技术,对智能交通系统功能自动化调整优化升级,很大程度上解决了传统定时控制系统的技术弊端。尤其立足如今建设智能城市背景下,更需要展开对智能交通系统的设计研究,因此引入了物联网技术、RFID技术,提出一种新的智能交通系统设计思路。

1系统设计总架构

智能交通系统设计,运用了分层设计思路架构,每层均为上层提供服务的接口调用,共计设计4层组织系统架构,分别包括了感知层、传输层、表示层、应用层,如图1所示。在设计该系统中运用分层架构,能够形成每层独立减少系统依赖的同时,也有助于避免实际开发软件系统中发生代码重复使用的问题,达到减小不必要的成本投入。(1)感知层。作为表示层内的标识对象可以感知的方法集合,通过运用RFID技术标识“车辆电子信息卡”,并基于城市数字化GIS地图上标识城市道路,标识系统数据库的路段情况。系统感知层能够对以上信息,运用无线射频、识别模式及地磁感应、温湿度传感器进行感知标识。(2)传输层。传输层主要实现了由感知层中成功采集的数据信息,向系统数据中心进行传输,在传输层骨干网中主要运用了光纤域网、路网采集基站、DNN专线发卡点,即可实现与城市手持基站、车载基站、公共域网的VPN网络接入。(3)表示层。经汇聚采集的数据信息并进行一系列的筛重、拍错与补漏处理之后,转换原始记录的数据信息形成系统可处理的标准数据,建立业务模型流程,对最终形成的结果数据进行表达。主要包括了GIS数字地图、折线图、柱状图等表达方式,也可以采用表格进行表达,或非结构化描述,通过电视电台、互联网、车载终端进行表达。(4)应用层。该层实现了系统所有应用的有效支撑,共计包括交强险、限行、拥堵收费、年检、交通诱导、布控黑名单、监控危险车辆、交通仿真、优化交通组织、识别套牌车、识别克隆车等系统应用功能。

2系统逻辑架构

系统逻辑架构层的分层设计架构,为了满足各层组件的内聚性较高,且保证不同层的耦合度适中,设计了由低至高共计4层系统逻辑架构,包括了访问层、业务层、表示层、采集层,如图2所示。访问层,设计访问层的主要目标是能够有效提供安全、统一、高层、并发型数据访问极值,并提供充分的业务数据访问机制,能够提供数据访问服务,存储抽象底层数据以及处理细节。数据访问层能够以差异化访问数据,以数据库访问控制及文件存取控制模块。数据库访问模块能够提供数据库细节,并对数据库整体访问性能充分提升,能够提供数据库连接池、级别缓存、以及关系映射。文件存取模块则能够提供图像文件、数据行为文件、抽象日志文件以及系统备份和文件存取封装的主要细节。业务层,能够提供对外服务基础,主要的业务功能层包括了基础服务、接口服务、业务服务。能够经基础业务实现支撑系统,包括了全部事务、用户、日志、权限、接口等构件功能。接口集合了系统及前端采集基站的接互。能够支持Web-Services、Socket、FTP等数据库接口形式。通过系统业务层能够满足业务功能集合,包括车辆、道路、基站、数字签名、同步时钟、统计分析等。表示层及采集层,主要包括了Web、LED、手持端、客户端以上共计4大组件,经Web可以经B/S平台展示业务功能。从基站客户端管理系统展示平台的业务数据,车载终端系统也可以为系统操作用户更全面地展示导航、路况等。

3系统功能实现

3.1软件功能

该智能交通系统在系统模块并行设计中,实现了每个功能模块均可独立实现信息的收集处理,不仅可以对系统运行安全稳定性有效增加,与此同时也方便进行故障检测处理。在设计选用硬件处理器时,需要保证拥有较快的信息处理速率,丰富I/O接口方便功能模块外延拓展,并且支持Linux操作系统,能够与Internet网之间满足有线及无线通信,且支持LCD、触摸屏保证系统能够安全稳定运行。(1)车辆/人流量检测。经线圈、摄像头、数据处理器等组件共同组成了车辆人流量检测系统,能够系统检测车辆流量、人流量,并特殊化处理救护车、警车等。(2)智能控制系统,设计基于单片机组件、神经网络模型、模糊控制等集成技术,能够自适应控制信号灯。并且与RFID技术相结合,能够做到对特殊车辆的准确识别,并且有优先进行高级处理。为了对物联网的发展需求充分满足,可以向网络接入控制器设备,并实现至上层处理器的信息传递,来实现交通智能化控制。(3)信息知识及交通显示。通过将特殊信息指示该功能加入显示系统中,譬如提示前方需要紧急通过车辆、路况拥堵等信息提示功能。

3.2网络拓扑

网络拓扑设计对于系统设计中作为至关重要的环节,以网络拓扑图作为主要系统表现形式。为了在设计该系统中,控制和减小成本投入,从原则上运用了城市域网作为传输骨干,并运用各运营通信商提供的VPN组网实现与域网相连接。对于较大处理业务量和较多下挂设备的网络传输节点,则需要运用DDN专线与域网相连接,譬如完成不同卡点安装等。对于较小业务量以及较少下挂设备节点,以及接入的可移动设备,可以运用VPN接入网或域网,还有手持基站、采集站以及车载可移动基站等。由于不同系统的多数功能都可以与公安需求相符,因此系统网络拓扑设计也基于系统安全性,运用了平台安全接入公安网技术,实现了数据交互的安全接入。

3.3数据库

在设计该系统数据库时作为核心数据层,能够实现整个系统的数据存储管理,并且可以实现系统操作人员的统计分析。为了确保该系统的运行安全高效性,设计数据库时保证满足以下技术要求:选择SQLServer能够实现灵活化管理分析,作为能够完全实现Web支持的数据库产品,能够满足XML核心支持及防火墙查询。运用WIndowsNT技术优势完成网站创建,采用先进化系统管理能够支持远程系统、本地系统的多系统配置。并且该数据库还能够满足加密、默认值、增强密码、许可控制等安全模式,以及在线检索、下载、修正等处理功能,还拥有自主SQL语言,可以为本次智能交通系统设计提供主要功能的数据平台。不仅如此还具备高可靠性、功能自主恢复、容错能力,可以支持Standby、Cluster联机快速备份、加载、恢复备份数据等。提供了数据库并发读写功能,并且能够区分系统根据季度、差异化数据作用属性,来实现大量业务数据分区。

4结语

通过研究运用RFID及物联网技术,设计了智能交通系统引入RFID设备,以及ISO标准相符的电子标签,结合系统设计功能实现了网络架构、逻辑架构、功能设计、网络拓扑与SQLServer数据库设计,有效集成了信息采集、智控中心、射频识别、智能显示、自主提示等功能模块,对于未来智能交通系统的技术创新研发,提供可参考借鉴价值。

参考文献

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作者:潘树军 单位:浙江交通技师学院