基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一、課題研究目的針對(duì)目前中國(guó)的交叉路口多，車流量大，交通混亂的現(xiàn)象研究一種控制交通信號(hào)燈的基于無線傳感器的智能交通系統(tǒng)。二、課題背景隨著經(jīng)濟(jì)的快速開展，生活方式變得更加快捷，城市的道路也逐漸變得縱橫交錯(cuò)，快捷方便的交通在人們生活中占有及其重要的位置，而交通平安問題那么是重中之重。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全世界每年死于道路交通事故的人數(shù)約有120萬，另有數(shù)100萬人受傷。中國(guó)擁有全世界1.9%的汽車，引發(fā)的交通事故占了全球的15%，已經(jīng)成為交通事故最多發(fā)的國(guó)家。2000年后全國(guó)每年的交通事故死亡人數(shù)約在10萬人，受傷人數(shù)約50萬，其中60%以上是行人、乘客和騎自行車者。中國(guó)每年由于汽車平安方面所受到的損失約為5180億(人民幣)，死亡率為9人/萬·車，因此，有效地解決交通平安問題成為擺在人們面前一個(gè)棘手的問題。在中國(guó)，城市的道路縱橫交錯(cuò)，形成很多交叉口，相交道路的各種車輛和行人都要在交叉口處聚集通過。而目前的交通情況是人車混行現(xiàn)象嚴(yán)重，非機(jī)動(dòng)車的數(shù)量較大，路口混亂。由于車輛和過街行人之間、車輛和車輛之間、特別是非機(jī)動(dòng)車和機(jī)動(dòng)車之間的干擾，不僅會(huì)阻滯交通，而且還容易發(fā)生交通事故。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)發(fā)生在交叉口的交通事故約占道路交通事故的1/3，在所有交通事故類型中居首位，對(duì)交叉口交通平安影響最大的是沖突點(diǎn)問題，其在很大程度上是由于信號(hào)燈配時(shí)不合理(如黃燈時(shí)間太短,駕駛員來不及反響)，以及駕駛員不遵循交通信號(hào)燈，搶綠燈末或紅燈頭所引發(fā)交通流運(yùn)行的不夠穩(wěn)定。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速開展，私家車也越來越多，交通控制還是延續(xù)原有的定時(shí)控制，在車輛增加的根底上，這種控制弊端也越來越多的表達(dá)出來，造成了十字交叉路口的交通擁堵和秩序混亂，嚴(yán)重的影響了人們的出行。智能交通中的信號(hào)燈控制顯示出了越來越多的重要性。國(guó)外已經(jīng)率先開展了智能交通方面的研究。美國(guó)VII系統(tǒng)(vehicleinfrastructureintegration)，利用車輛與車輛、車輛與路邊裝置的信息交流實(shí)現(xiàn)某些功能，從而提高交通的平安和效率。其功能主要有提供天氣信息、路面狀況、交叉口防碰撞、電子收費(fèi)等。目前開展的重點(diǎn)主要集中在2個(gè)應(yīng)用上:①以車輛為根底;②以路邊裝置為根底。歐洲主要是CVIS系統(tǒng)(cooperativevehicleinfrastructuresystem)。它有60多個(gè)合作者，由布魯塞爾的ERTICO組織統(tǒng)籌，從2006年2月開始到2010年6月，工作期為4年。其目標(biāo)是開發(fā)出集硬件和軟件于一體的綜合交流平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)能運(yùn)用到車輛和路邊裝置提高交通管理效率，其中車輛不僅僅局限于私人小汽車，還包括公共交通和商業(yè)運(yùn)輸。日本主要的系統(tǒng)是UTMS21(universaltrafficmanagementsystemforthe21stcentury,UTMS21)。是以ITS為根底的綜合系統(tǒng)概念,由NPA(NationalPoliceAgency)等5個(gè)相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)共同開發(fā)的，是繼20世紀(jì)90年代初UTMS系統(tǒng)以來的第2代交通管理系統(tǒng)，DSSS是UTMS21中保障平安的核心工程，用于提高車輛與過街行人的平安。因此，從國(guó)外的交通控制的開展趨勢(shì)可以看出，現(xiàn)代的交通控制向著智能化的方向開展，大多采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使車輛行駛和道路導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)智能化，從而緩解道路交通擁堵，減少交通事故，改善道路交通環(huán)境，節(jié)約交通能源，減輕駕駛疲勞等功能，最終實(shí)現(xiàn)平安、舒適、快速、經(jīng)濟(jì)的交通環(huán)境。三、課題研究主要內(nèi)容本文主要介紹了利用HMC1021Z巨磁阻傳感器以及LPC2138微處理器、射頻模塊組成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)在智能交通中的應(yīng)用，本文的研究?jī)?nèi)容如下：首先查閱了國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)了解課題研究背景、磁阻傳感器的工作原理以及鐵磁物質(zhì)對(duì)周圍磁場(chǎng)產(chǎn)生影響的原理，并了解相關(guān)微處理器的結(jié)構(gòu)及功能。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過進(jìn)一步學(xué)習(xí)完善已有的設(shè)計(jì)方案。將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為電路圖，畫出電路幅員，投片，完成硬件平臺(tái)的搭建。進(jìn)行軟件的編程，及硬件的調(diào)試。將軟件和硬件結(jié)合到一起，進(jìn)行模擬路況實(shí)驗(yàn)。智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem，簡(jiǎn)稱ITS)是利用尖端的電子信息技術(shù)，形成行人、公路和車輛三位一體的新公路交通系統(tǒng)的總稱。我國(guó)現(xiàn)有的交通控制系統(tǒng)，相對(duì)于國(guó)外的開展具有較大的差距，這種落后的控制方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的交通運(yùn)輸?shù)膲毫?。目前，我?guó)的智能交通系統(tǒng)對(duì)車輛的檢測(cè)大多采用環(huán)形線圈探測(cè)器、微波探測(cè)器、超聲波和視頻探測(cè)器等。從性價(jià)比角度考慮，環(huán)形線圈探測(cè)器其技術(shù)成熟，檢測(cè)精度高，可全天候的工作，但是安裝時(shí)候需要切割地面，影響路面的壽命，目前主要應(yīng)用在停車場(chǎng)內(nèi)。超聲波和微波容易受到天氣和障礙物的影響，造成誤檢。視頻探測(cè)是目前應(yīng)用較多的檢測(cè)方式，適用于城市交叉路口的交通控制，但易受惡劣氣候的影響，夜間要求有路燈照明。上述的交通控制系統(tǒng)普遍價(jià)格比擬昂貴，需要有線的方式進(jìn)行檢測(cè)，只能夠提供單一的十字路口的交通控制。雖然汽車由于型號(hào)不同而具有不同的結(jié)構(gòu)，但各類汽車中均含有大量的鐵磁物質(zhì)，尤其是汽車底盤均用鐵磁材料制造而成。汽車在行駛過程中會(huì)對(duì)周圍的地磁場(chǎng)產(chǎn)生影響，有些汽車甚至可以影響到十幾米以外的地球磁場(chǎng)。將磁敏傳感器置于道路兩側(cè)或路基之下的適當(dāng)位置處便可感應(yīng)到地磁場(chǎng)的變化，通過磁敏器件的輸出信號(hào)可以判斷出車輛通過的情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此本系統(tǒng)根據(jù)上述系統(tǒng)的弊端，提出了一種新的控制方式，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合巨磁阻傳感器來完成交通的智能控制，相臨十字交叉路口處的無線傳感器會(huì)聚節(jié)點(diǎn)之間能夠進(jìn)行通信，提供了相對(duì)較多的數(shù)據(jù)冗余信息。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新興的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù),是能夠自主實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、融合和傳輸?shù)葢?yīng)用的智能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使邏輯上的信息世界與真實(shí)的物理世界緊密結(jié)合,從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在”的計(jì)算模式，而且該系統(tǒng)具有體積小、本錢低、便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，能夠全天候的工作，便于在交通部門進(jìn)行推廣和普及。本系統(tǒng)選用靈敏度較高的巨磁阻傳感器來完成對(duì)行駛車輛的檢測(cè)。系統(tǒng)的頻率選擇在2.4Ghz工作頻段，該頻段相對(duì)于433Mhz、868Mhz、915Mhz具有較寬的工作頻帶和較快的信號(hào)傳輸速率。整套系統(tǒng)支持ZigBee協(xié)議，具有數(shù)據(jù)較驗(yàn)和沖突檢測(cè)的功能。該系統(tǒng)主要由無線傳感器節(jié)點(diǎn)和無線傳感器會(huì)聚節(jié)點(diǎn)組成。無線傳感器節(jié)點(diǎn)是整套系統(tǒng)的根本組成局部，節(jié)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的根本組成單元，節(jié)點(diǎn)電路的根本組成框圖如圖１所示：圖１無線傳感器節(jié)點(diǎn)的根本組成框圖整個(gè)系統(tǒng)由微處理器、傳感器單元、收發(fā)單元及供電單元組成。微處理器使用LPC2138，它是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7TDMI-SCPU的微控制器，并內(nèi)嵌32/64/128/256/512kB的高速Flash存儲(chǔ)器。128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行，對(duì)代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用它具有高性能和低功耗的特性，指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)要簡(jiǎn)單的多。傳感器為磁阻傳感器，由兩個(gè)相距5-10cm的磁阻傳感器，當(dāng)有車輛通過時(shí)，傳感器周圍的地磁場(chǎng)發(fā)生變化，變化的磁場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過信號(hào)放大后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器后送入微處理器，處理器便立即啟用定時(shí)器記錄下車輛通過的時(shí)刻，然后開始采集后端傳感器的輸出信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到車輛后計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)。重新開始車輛的計(jì)數(shù)工作，檢測(cè)下一輛車，系統(tǒng)采用兩個(gè)傳感器能夠判斷車輛行駛的方向。檢測(cè)后的信息經(jīng)處理后發(fā)送至收發(fā)單元，收發(fā)單元將檢信號(hào)發(fā)送圖２無線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能交通控制原理框圖安裝在道路邊的無線傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)的檢測(cè)檢測(cè)車道上行經(jīng)的車輛，并能夠由遠(yuǎn)離信號(hào)燈的無線傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)的檢測(cè)停留在車道上的排對(duì)車輛長(zhǎng)度，傳感器節(jié)點(diǎn)將監(jiān)測(cè)到的信息實(shí)時(shí)的發(fā)送給無線傳感器會(huì)聚節(jié)點(diǎn)。會(huì)聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)道路兩邊布置的傳感器發(fā)送來的信息。以路面的實(shí)際車輛長(zhǎng)度為輸入量，輸出量為實(shí)際控制延長(zhǎng)的綠燈時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)平面交叉口信號(hào)燈的控制。收發(fā)單元那么使用射頻模塊，在電子學(xué)理論中，電流流過導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍會(huì)形成磁場(chǎng)；交變電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍會(huì)形成交變的電磁場(chǎng)，稱為電磁波。在電磁波頻率低于100khz時(shí)，電磁波會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于100khz時(shí)，電磁波可以在空氣中傳播。射頻那么指具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波，射頻模塊那么是基于射頻技術(shù)的可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠布O(shè)備。四、結(jié)論〔成果介紹〕本課題參照國(guó)內(nèi)外智能交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及磁阻傳感器研究成果，設(shè)計(jì)了利用巨磁阻傳感器及射頻模塊，微處理器構(gòu)成的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能交通系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)過程中得到的主要成果如下：利用HMC1021Z巨磁阻傳感器，傳感器電路中使用濾波電路使輸出信號(hào)更加穩(wěn)定，該電路中還使用運(yùn)算放大器，可使芯片的輸出電壓信號(hào)放大以便在有鐵磁物體經(jīng)過傳感器附近時(shí)輸出供處理器使用的高電平信號(hào)，實(shí)際測(cè)得巨磁阻傳感器可正常運(yùn)行，并可較為精確的計(jì)算通過交通信號(hào)燈的車流量大小。收發(fā)單元利用射頻模塊，將處理器處理后的信息傳送到交通信號(hào)燈控制中心，以便在不同車流量情況下更好的控制交通信號(hào)燈。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)量后，射頻模塊工作狀況良好，可精確傳送經(jīng)處理器處理過的信息。通過使用LPC2138微處理器，控制巨磁阻傳感器的數(shù)據(jù)采集和射頻模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)。它的最小封裝和最低功耗，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可行性。在每個(gè)無線節(jié)點(diǎn)中，巨磁阻傳感器收集經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)的車流量信息，將其信號(hào)放大并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器傳輸至LPC2138，經(jīng)處理后將信息通過射頻模塊傳輸至主控節(jié)點(diǎn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使用該芯片可以精確的完成以上功能，驗(yàn)證了理論分析設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的正確性。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了集數(shù)據(jù)采集、處理，以及由交通信號(hào)燈顯示控制結(jié)果等根本的功能于一體的傳感器智能化設(shè)計(jì)，經(jīng)過試驗(yàn)證明該系統(tǒng)具有可行性與穩(wěn)定性。提出了將所設(shè)計(jì)的傳感器應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)中的方案。目前，在理論設(shè)計(jì)中所使用的傳感器已經(jīng)能夠到達(dá)所需的靈敏度與檢測(cè)距離的要求，并且可以穩(wěn)定的工作。并具有數(shù)據(jù)采集、處理、顯示等根本功能。但由于巨磁阻傳感器靈敏度較高，為了使其能夠在更加復(fù)雜的環(huán)境下穩(wěn)定工作，進(jìn)一步擴(kuò)大傳感器的應(yīng)用范圍，還需要對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)及電路進(jìn)行改良以改善檢測(cè)距離和穩(wěn)定性等性能。并且可以進(jìn)行進(jìn)一步的智能化設(shè)計(jì)，提供更加方便的智能化系統(tǒng)，使交通狀況變得越來越好。在擁有上述功能后，便可以將此種傳感器應(yīng)用于更加廣泛的領(lǐng)域?；跓o線傳感器的智能交通系統(tǒng)很好的利用了存在于機(jī)動(dòng)車本身的一種磁效應(yīng),利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)使交叉路口處的紅綠燈控制得到有效地改善，屬于智能交通系統(tǒng)的一個(gè)典型應(yīng)用子系統(tǒng)。該系統(tǒng)可有效地解決交叉路口車輛行駛情況混亂的問題,在很大程度上防止了一些交通事故的發(fā)生。很好地保證了道路的車流量問題，使路面上的車流均勻分布，緩解了車輛行駛頂峰期時(shí)的堵車狀況，使人們的出行更加暢通無阻。硬件局部電路幅員主控模塊〔如圖3〕主控模塊電路板是由實(shí)驗(yàn)室之前的相關(guān)LPC2138處理器的主控模塊經(jīng)修改而成，在師兄的指導(dǎo)下完成了該板的投板、芯片焊接、燒錄主程序、調(diào)試等工作。在這之前我小組全體成員皆完全未有任何非實(shí)驗(yàn)性自制電子產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)。該板分為電源、主控芯片〔LPC2138〕、復(fù)位芯片組、射頻模塊、LED燈陣列、液晶屏、蜂鳴器等模塊。能有效的完成作為智能交通系統(tǒng)主控模塊的通信和信息處理功能。圖3主控模塊傳感器模塊〔如圖4〕傳感器模塊電路板是由本小組成員自設(shè)計(jì)幅員、投板到選購芯片、焊接芯片、燒錄主程序、調(diào)試自行完成。在之前的學(xué)習(xí)和老師、師兄的指導(dǎo)下，本小組成員首次獨(dú)立完成模塊的開發(fā)工作。本板中有諸多問題需要修改，在批量生產(chǎn)中這些錯(cuò)誤帶來的僅僅是性能與傳輸速度問題。本小組以了解到問題所在，如需批量能夠生產(chǎn)，本小組已具備修改能力。該板分為電源、主控芯片LPC2138〕、復(fù)位芯片組、射頻模塊、巨磁阻傳感器、運(yùn)算放大器組等模塊。圖4傳感器模塊實(shí)物局部主控模塊傳感器模塊模擬現(xiàn)場(chǎng)通過多輛裝有鐵磁物質(zhì)的玩具車和四組LED陣列紅綠燈以及我們的主控模塊和傳感器模塊來模擬行車現(xiàn)場(chǎng)效果。我們的作品也可模擬真是車輛運(yùn)行，只需更換傳感器模塊的假設(shè)干電阻以增大放大倍數(shù)去調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度來到達(dá)模擬真實(shí)車輛運(yùn)行的目的。巨磁阻傳感器鐵氧體磁性層與非磁性層的多層薄膜在磁場(chǎng)作用下,其阻值發(fā)生很大的變化〔達(dá)4~10℅,各向異性磁敏電阻為小于3%〕.該現(xiàn)象叫巨磁阻效應(yīng).巨磁電阻〔GMR〕傳感器是利用具有巨磁電阻效應(yīng)的磁性納米金屬多層薄膜材料,通過半導(dǎo)體集成工藝制作而成.具有體積小、靈敏度高、線性度好、線性范圍寬、響應(yīng)頻率高、工作溫度特性好、可靠性高、本錢低等特點(diǎn)

.應(yīng)用:電子羅盤或電子指南針:航海,航空導(dǎo)航;地磁場(chǎng)檢測(cè),高精度磁補(bǔ)償電流檢測(cè);交通控制系統(tǒng)交通工具檢測(cè):車輛分類,是否有車輛存在或通過的運(yùn)動(dòng)方向;仃車場(chǎng)車輛存在與否檢測(cè).旋轉(zhuǎn)磁輪和運(yùn)動(dòng)磁條的轉(zhuǎn)速或速度檢測(cè);高速接近傳感器；遠(yuǎn)距離(大于200mm)檢測(cè)。本工程使用HMC1021Z型巨磁阻傳感器。HMC1021Z是一種8-pinSIP封裝的單軸磁阻傳感器。磁場(chǎng)范圍是+/-6高斯，分辨率為85微高斯，靈敏度為1mV/V/高斯?？梢宰鳛閱屋S傳感器或者與HMC1022一起作為三軸傳感器使用。Zigbee無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)Zigbee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。Zigbee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴(kuò)展。本產(chǎn)品選用有著1.6公里通訊距離的產(chǎn)品。Zigbee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信。與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，Zigbee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它具有簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)(RFD)無線連接。應(yīng)用Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以為城市的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝本產(chǎn)品，使本產(chǎn)可以適應(yīng)幾乎所有復(fù)雜多變的路況。軟件局部算法將每個(gè)十字路口看做一個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)以道路連接成為類似神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)輸入共分為三個(gè)局部：第一局部為直接連接該節(jié)點(diǎn)的道路上開往該節(jié)點(diǎn)的車輛數(shù)目，本局部輸入由巨磁阻傳感器模塊測(cè)量并發(fā)送至該節(jié)點(diǎn)的主控模塊；第二局部為相鄰的各級(jí)節(jié)點(diǎn)開往該節(jié)點(diǎn)的車輛數(shù)目，本局部輸入由相鄰節(jié)點(diǎn)的主控模塊統(tǒng)計(jì)并發(fā)送至該節(jié)點(diǎn)的主控模塊；第三局部為以往由該節(jié)點(diǎn)開往各個(gè)方向的車輛數(shù)目，本局部輸入由該節(jié)點(diǎn)的主控模塊從車流量數(shù)據(jù)庫調(diào)出。在計(jì)算紅綠燈各個(gè)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間時(shí)，主控模塊將三局部輸入進(jìn)行加權(quán)，其權(quán)值按第一局部?jī)?yōu)先于第二局部，第二局部?jī)?yōu)先于第三局部進(jìn)行分布。其中第二局部中以距離該節(jié)點(diǎn)由近到遠(yuǎn)權(quán)值優(yōu)先級(jí)遞減的方式分布。在實(shí)際操作時(shí)，各個(gè)局部權(quán)值需通過大量實(shí)驗(yàn)以及對(duì)道路狀況的分析求得。開展前景與拓展開展前景據(jù)我中新專家研究，采用智能交通技術(shù)提高道路管理水平后，每年僅交通事故死亡人數(shù)就可減少30%以上，并能提高交通工具的使用效率50%以上。為此，世界各興旺國(guó)家競(jìng)相投入大量資金和人力，進(jìn)行大規(guī)模的智能交通技術(shù)研究試驗(yàn)。目前，很多興旺國(guó)家已從對(duì)該系統(tǒng)的研究與測(cè)試轉(zhuǎn)入全面部署階段。智能交通系統(tǒng)將是21世紀(jì)交通開展的主流，這一系統(tǒng)可使現(xiàn)有公路使用率提高15％到30％。除了歐、美、日以外，新興的工業(yè)國(guó)家和開展中國(guó)家也開始了智能交通系統(tǒng)的全面開發(fā)和研究。韓國(guó)由交通部牽頭制定了全面的智能交通系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)和開展方案；新加坡的城市道路電子動(dòng)態(tài)收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用最為成功，已成為居民生活不可分割的局部，目前，新加坡已經(jīng)在全國(guó)開始推行不停車電子收費(fèi)；中東的一些國(guó)家也開始討論本國(guó)智能交通系統(tǒng)的研究方案；在香港，城市道路電子動(dòng)態(tài)收費(fèi)也已成功地試運(yùn)行多年。

國(guó)務(wù)院出臺(tái)的“四萬億方案”的效應(yīng)將呈幾何級(jí)數(shù)放大。北京、上海、江蘇、浙江、廣東、河南、云南、山東等地近日不約而同推出了一系列舉措。地方投資主攻交通根底設(shè)施建設(shè)。

中國(guó)智能交通系統(tǒng)需求和開展前景廣闊。以不停車收費(fèi)系統(tǒng)〔ETC〕的為例，日本不停車收費(fèi)車載機(jī)的裝機(jī)總數(shù)已經(jīng)到達(dá)1776萬臺(tái)，利用率近70%，即收費(fèi)交易中的70%是通過不停車收費(fèi)系統(tǒng)完成的，在東京周邊高速公路上利用率已經(jīng)到達(dá)76%，可以說大局部的車都是用不停車收費(fèi)系統(tǒng)來交費(fèi)的。ETC利用率到達(dá)50%時(shí)，收費(fèi)站的擁堵大大緩解；到達(dá)66%的時(shí)候，交通擁堵根本沒有。因此，智能交通設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。本產(chǎn)品所采用的巨磁阻傳感器有著價(jià)格低廉、耐用性高、精度高、周遭環(huán)境適應(yīng)性好的特點(diǎn)?？裳杆龠M(jìn)入市場(chǎng)，并大量生產(chǎn)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的時(shí)控紅綠燈系統(tǒng)已到達(dá)真正的交通只能紅綠燈變換。可拓展性如圖6、7，通過大量生產(chǎn)本產(chǎn)品可到達(dá)多個(gè)路口協(xié)同工作，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法從城市交通網(wǎng)絡(luò)著手進(jìn)一步提高其智能化程度。通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)記錄整個(gè)城市的交通狀況并加以分析，使用最優(yōu)化的手段來管理日益變化的大都市交通系統(tǒng)。圖6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖7程序流程圖五、經(jīng)費(fèi)使用情況電子線路基板1933元電子元器件3450元外購電子模塊1680元模擬環(huán)境制作113.8元資料費(fèi)1960元工具費(fèi)310元總計(jì)9446.8元六、問題、體會(huì)與收獲在短短一年的時(shí)間里，我們完成了基于無線傳感器的智能交通系統(tǒng)的課題，最初的研究過程中，所有的東西對(duì)于我們來講都是全新的，一些理論知識(shí)深?yuàn)W難懂，但是我們并沒有被困難打到，對(duì)于科學(xué)的探索精神戰(zhàn)勝了一切難題。接下來，在完成課題的過程中，我們認(rèn)識(shí)到了中國(guó)目前的交通狀況以及交通事故為中國(guó)帶來的嚴(yán)重后果，并且查閱了關(guān)于國(guó)內(nèi)外對(duì)于智能交通的研究現(xiàn)狀的相關(guān)資料，更加深入的了解到中國(guó)的交通事業(yè)對(duì)完美的智能交通系統(tǒng)的需求，這使我們對(duì)認(rèn)真完成該課題的相關(guān)內(nèi)容充滿了信心。除此之外我們還學(xué)習(xí)到了如何發(fā)現(xiàn)生活中的問題，如何提出問題的解決方案，如何驗(yàn)證解決方案的可實(shí)施性這些與科學(xué)研究密切相關(guān)的內(nèi)容。并且學(xué)會(huì)了怎樣繪制電路幅員，怎樣進(jìn)行電路元器件的焊接以及相關(guān)硬件的調(diào)試。研究并非一帆風(fēng)順，在對(duì)巨磁阻傳感器的根本結(jié)構(gòu)及功能的學(xué)習(xí)中，我們遇到了困難，由于巨磁效應(yīng)是最近幾年新生的理論，它的相關(guān)材料都是英文的，一些專用名詞難以理解。整個(gè)工程的申報(bào)以及工程的完成過程中，我們還深入了解了團(tuán)隊(duì)合作的意義，在一個(gè)團(tuán)體中，或許每個(gè)人的資質(zhì)都是不同的，但是