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1、江苏师范大学 无线传感器网络实践课程_RFID_在智能交通中应用设计研究姓 名_许佳丽_学 号_ 138325135_专 业_计算机科学与技术（物联网）日 期_2016-06-16_科 文 学 院RFID在智能交通中应用设计研究摘要物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次革命。目前，美国、欧洲、日本等国家都投入了大量资金深入研究物联网技术。我国也高度重视，物联网已经被提升为国家战略高度。随着技术的发展，物联网的产业在各个领域都有着很好的应用，它将成为我国工业与信息化结合发展的焦点。 随着城市化进程加快以及人民生活水平的不断提高，停车难正成为影响城市交通的重大问题。基于这种情况并根据
2、物联网技术提出了智能停车管理系统，这套系统的应用极大的减轻了人们出行的压力，很好的解决了现代社会城市堵车及停车难的问题。 本文通过对基于物联网的智能停车系统的详细介绍，拟探讨如下几个问题： 一、深刻研究了现代社会城市堵车及停车难的问题，提出了利用物联网技术，把各种感应设备装入与空间地理位置相关的停车场，再利用互联网或 GPRS 等网络手段，结合地理信息系统可视化的特征及信息集成方式，把从感应设备上获取的信息映射在电子地图上，建立可视化的智能停车管理系统来解决停车难的方法。 二、通过对国内外物联网的发展现状、物联网的关键技术、重庆智能停车系统的研究，提出了智能停车系统的基于物联网技术的解决方案。
3、 三、通过对智能停车管理系统发展现状的分析，探讨了今后一段时期物联网技术及智能停车管理系统的发展趋势。为人们描绘了一个美好的前景，极大的提高了人们的幸福指数。 总之，物联网技术在智能交通领域重点应用，将会全面提升管控水平和信息服务水平，为交通领域提供技术支持，本研究具有重要的现实意义和参考价值。 关键词：物联网，智能停车，智能交通 目录一、引言1.1发展历史1.2关键技术1.3国内外研究现状1.4意义二、智能停车分析2.1设备重要性2.2研究进展2.3技术评估2.4设计思路三、智能停车设计3.1硬件设计3.2软件设计四、结论五、参考文献1、 引言1.1发展历史伴随社会经济的高速发展，汽车工业的
4、繁荣，我国汽车保有量屡创新高，同时道路交通系统也面临着严峻挑战。能源利用率低、大气环境污染严重、道路安全事故频发、交通严重拥堵等问题日益突出，为我国经济发展带来负面影响。急需有效方案来解决这些问题，构建一个既顺畅又安全，既高效又环保的交通系统。20世纪后期，发达国家逐渐认识到，将信息技术、电子通信技术应用到交通领域，能有效缓解交通拥堵问题，且对交通安全、事故处理等方面产生重大影响。最终集成了通信技术、信息处理技术、控制技术、射频技术、计算机技术的智能交通系统应运而生。它的诞生使交通变得更加高效、安全和可持续发展。不难发现物联网技术为实现ITS提供了关键技术支撑。ITS通过各类传感器采集交通数据
5、，感知交通车流量、交通基础设施状态、以及出行者行为信息等。借助现有通信网络和智能信息处理手段实现交通信息传输、交通运输监控、管理。ITS正是利用物联网技术实现了交通运输的智能化。由于智能交通系统并存多种检测、通信设备，且采用不同网络传输交通信息，系统通信协议呈现多样性，严重后果是设备之间、通信网络之间不能实现互联互通，极大降低了系统性能。网关是实现系统中各种网络的互联互通的关键设备，能够有效解决智能交通感知网络和公共网络之间通信困难的问题。目前，传统网关技术相对成熟，但针对应用于智能交通领域的网关研宄较少，已提出的网关设计方案实现的功能单一、实用性不强，不能更好的解决智能交通系统对网关的功能需
6、求。因此，本论文提出并实现一种具有自组网络、多模接入、多协议转换的智能交通系统网关。1.2关键技术 无处不在的物联网服务将会产生海量的数据信息，物联网通过射频识别、智能无线传感、视频识别、地理信息系统、数据库管理、网络通信等技术将产生的海量数据信息存储、客户关系管理、业务数据统计分析、客户数据挖掘、信息整合及商业价值的分析的核心环节进行自主运营。在数据挖掘的基础上、生成新的、融合的物联网应用。 1.2.1 射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)，即射频识别，是无线射频识别的英文缩写，俗称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别
7、目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。可识别高速运动物体，并可同时识别多个标签，操作快捷简便，因此“RFID 技术”已经成为21世纪全球自动识别技术发展的主要方向。RFID 系统由电子标签、阅读器、无线三部分组成。电子标签是射频识别系统的核心，是射频识别系统的真正载体。它由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上的标识目标对象；依据射频标签供电方式的不同，可以分为有源标签和无源标签。阅读器用于产生发射无线电射频信号并接收由电子标签反射回的无线电反射信号，经处理后获取标签数据信息，有时还可以写入标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。阅读器的天线
8、可以设置为内置或外置。天线为标签和阅读器提供射频信号欧诺关键传递的设备。在实际应用中，除了系统功率，天线尤其是标签天线的结构和环境因素将影响数据的发射和接收，从而影响系统的识别距离。RFID 技术的基本原理是利用射频信号或空间耦合（电感或电磁耦合）的传输特性，实现对物体或商品的自动识别。射频识别是无线电频率识别的简称，即通过无线电波进行识别。RFID 技术的基础主要是大规模集成电路技术、计算机软硬件技术、数据库技术以及无线电技术。 1.2.2 智能无线传感技术智能无线传感技术综合了传感技术、嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术和分布式智能信息处理技术，将功能相同或不同的无线智能传感器构成
9、网络化、智能化的传感器网络，大大提高了传感器的监测能力。本系统中的智能无线传感技术利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成车辆占位的检测，与目前常用的地磁线圈（又称地感线圈）及超声波检测器相比，具有安装尺寸小、灵敏度高、施工量小、使用寿命长，对路面的破坏小等优点。1.2.3地理信息系统（GIS）技术 地理信息系统（Geographic Information System 或 GeoInformation system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关
10、地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。地理信息系统（GIS）技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术，在很多领域它发挥着技术先导的作用。GIS 技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息，对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，便于制定决策、进行科学和政策的标准评价，而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，也可
11、将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。物联网中接入的大量的基础物理设备都具有空间点位信息，这是 GIS 最擅长的领域，显然，物联网系统是整合了 GIS 技术的，其实在已有的 GIS 应用中，已经可以看到物联网的端倪，比如智能停车管理系统中，停车场中有实时监控设备，通过网络连接在系统中，利用 GIS 平台显示和管理。随着技术水平的不断提高和物联网的不断发展，GIS 与 GPRS 的结合使交通运输业全面提升运营管理水平，实时保障运输安全成为可能。GIS 技术的信息管理系统为交通运输行业移动车辆和财产的管理
12、提供了一个比较理想的解决方案，保证了整个运营链的最优化。为了实现智能调度、可视化运输管理，很多企业建立了基于互联网的交通运输信息管理系统，从而实现对全公司所有车辆在全国各地移动过程中的感知、定位、追踪与智能调度管理。社会的交通运输信息平台，也借助这一技术，对在途车辆提供在线管理信息服务，实现车辆的实时管理。运用 GIS 技术，可以实现交通运输物联网的综合信息化管理，满足交通运输全天候、全方位、实时的跟踪管理，降低运输成本，提高运输效率，给整个运输行业带来一个质的飞跃。 （1）采用地图、数字、图像、文字、符号等手段记录邮政运输的业务流程； （2）利用多种查询方式实现信息的可视化显示，从而实现邮政
13、运输业务流程的信息化和自动化管理； （3）改变传统落后的调度模式； （4）建立相应的数据库系统对车辆位置状态进行规范化、标准化； （5）建立车辆监控和调度管理提供辅助决策。 1.2.4 数据库管理系统数据库管理系统(database management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称 dbms。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过 dbms 访问数据库中的数据，数据库管理员也通过 dbms 进行数据库的维护工作。它可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。DBMS 提供数据定
14、义语言 DDL（Data Definition Language）与数据操作语言 DML（Data Manipulation Language），供用户定义数据库的模式结构与权限约束，实现对数据的追加、删除等操作。数据库管理系统专门研究如何存储和管理所有类型的数据，其中包括地理数据。DBMS 使存储和查找数据最优化，许多 GIS 为此而依靠它。相对于 GIS 而言，它们没有分析和可视化的工具。 1.2.5 网络通信技术网络通信技术(NCT:Network Communication Technology)是指通过计算机和网络通讯设备对图形和文字等形式的资料进行采集、存储、处理和传输等,使信息资源达到充分共享的技术。 通信网络技术中的通信网是一种由通信端点、节（结）点和传输链路相互有机地连接起来，以实现在两个或更多的规定通信端点之间提供连接或非连接传输的通信体系。 通信网按功能与用途不同，一般可分为物理网、业务网和支撑管理网等三种。物理网是由用户终端、交换系统、传输系统等通信设备所组成的
