车载传感网要点

会计学1车载传感网要点车载传感网的关键技术

车载传感网络的进展车载传感网络概述

车载传感网络的定义车载传感网络的特点

车载传感网络的应用MAC技术路由技术

数据处理与融合技术

车载传感网络的相关政策

车载传感网的相关系统第1页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义交叉路口无线传感器的布设场景车辆检测节点车辆检测节点车辆检测节点车辆检测节点交通信号灯控制器网关节点第2页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义但是，随着无线通信技术和传感器技术的不断发展，无线传感网络在交通领域中的应用，不再局限于将无线传感器节点静态地部署在路面进行交通信息采集；而是考虑将传感器节点放置在具有移动特性的车辆上，从而扩大监测的范围，改善数据的实时更新速度。

为此，我们将“由安装在移动车辆上的无线传感器节点自组织形成的网络”称为车辆传感器网络。第3页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义网关节点终端节点车载移动节点汇聚节点静态部署的无线传感器节点，监测局部区域路况路边单元设备，缓存和汇聚终端节点和移动车载节点的数据信息移动地采集和监测城市较大区域的路况信息收集多个汇聚节点存储的信息，并通过专用网络传送至交管中心车载传感网络的体系结构第4页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义车载传感器节点可感知的数据信息包括:车辆内的信息----

车辆运行的内在状态、汽车的位置、速度，方向等；车辆外的信息---

主要是环境信息。包括温度、湿度、大气指数，以及行驶路途中的信息包括交通流量、路面状况等。第5页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义当然，在单个车辆内，可根据应用的需要集成多种传感器设备，感知不同种类的环境数据。典型的感知设备包括：全球定位系统GPS接收终端，能够实时地获取车辆所处的地理位置与行驶速度信息；加速传感器能够提供车辆瞬时的加速度信息；视频摄像机能够拍摄车辆附近的视频画面与图像信息；环境传感器能够感知环境指标信息，如温湿度、一氧化碳含量等；其他的传感器还有车辆内状态传感器，提供发动机温度、剩余油量等信息；佩戴在驾驶员身上的生物传感器，能够提供驾驶员生理状态等信息。第6页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义第7页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义应用接口无线通信发射与接收存储设备感知窗体嵌入式处理器车辆供电系统给节点提供能量，维持车辆节点的正常运作节点的核心，含有根据应用需求编写的各种算法节点通过总线与外设接口连接各种传感器设备，感知信息实现车辆与其他车辆以及与路侧基础设施的通信为车辆节点提供本地数据的储存和携带第8页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的定义车载传感网络的通信模式车载传感网络由移动车辆节点与固定的路侧基础设施组成车载传感网两种通信模式：车辆间通信车路间通信第9页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的特点车辆传感器网络技术建立在无线传感器网络技术之上，利用了无线传感器网络的研究成果，同时却又展示了自身的独特性，使得仅靠无线传感器网络的现有技术，无法完全解决车辆传感器网络中出现的新挑战。同无线传感器网络相比较，车辆传感器网络具有明显的新的特征。第10页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的特点资源不受限网络

车载传感器节点一般采用嵌入式处理器，具有更强的计算能力，车载的存储设备提供了较大的存储能力。更重要的是，整个节点系统有持续的电力供应，而不像传统的无线传感器网络中那样，节点仅仅靠电池的有限电力供电。自组织网络

车载传感网络是一种特殊的自组织传感网络，它由数百万车辆作为车载传感网的网络节点，将成为有史以来最大规模的AdHoc网络。车载传感网络不需要依赖现有的硬件基础网络设施的支持，可以满足随时随地信息交互的需求。动态变化网络

网络节点在网中高速运动，并可随时加入或退出网络。节点间通过无线信道形成的网络拓扑结构随时都会发生变化，但其变化方式和速度是有规矩可循的。第11页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的特点被动覆盖网络

车辆传感器节点在车辆行驶过程中感知数据，采集得到的数据与行驶轨迹密切相关。而车辆的主用目的是交通，而不是感知数据，因而一般不会主动改变车辆行驶路线来达到特定的数据感知目的。这也使得在车载传感网络中，如何让解决网络的覆盖问题变得更为复杂。群组节点运动有规律

在车载传感网络中，车辆移动较有规律，结合车速、街道形状，可以预测路径状态。因此，不同的运动场景对车辆运动的规律性有着较大的影响。第12页/共29页车载传感网络概述

车载传感网络的特点数量大的网络

由于车载传感网络的网络资源是不受限的，每个节点都安装有若干个传感器，使得车载传感网络具有密集的信息感知和数据采样的特点。故在具有上千个节点的车载传感器网络中，每天产生的数据规模也是海量的。可以应用全球定位系统、数字地图等辅助设备

GPS能够为节点提供精确地定位信息和精准的时钟信息，有利于车辆获取自身位置和进行时钟同步。GPS和电子地图相结合，利用路径规划功能，将无线车载传感器网络策略的实现变得更为简单。第13页/共29页确保行车安全越来越多的传感器、更强大的演算中心及对刹车、引擎、安全气囊等设备的控制，将形成更复杂的车载网络，此网络中需要更实时的处理性能和数据传送能力。这些智能性的辅助功能将让驾驶人更轻松和安心地开车，也有助于减少交通意外的发生或降低事件的严重性。车载传感网络概述

车载传感网络的应用第14页/共29页车载传感器网络在行车安全中的应用实例----协作式冲突避免如图所示，在车道1上，缓慢行驶的车辆Ａ广播beacon包表明它的存在；而后方车辆Ｂ

希望快速超车，那么紧随其后同样快速前进的车辆Ｃ很容易突然撞到车辆Ａ。为了避免这种情况，车辆Ｂ可以通过车载传感网将其超车信息广播给周围的车辆，以作为安全提示。而在车道２上，行驶中的车辆Ｄ遇到紧急情况突然刹车，车辆Ｅ可以观测到该事件，可以及时采取安全措施，但是由于视觉障碍的影响，后方的其他车辆无法观测到前方的突发事件，因此，很容易发生连环碰撞。为了保证行车安全，车辆Ｄ可以通过车载传感网将紧急刹车信息广播给危险范围内的所有后方车辆用户，有效地提示驾驶员做好安全防护。第15页/共29页城市环境监测当前，城市环境监测与保护日益受到政府及环境部门的重视，如何保证人们生活在健康、低污染的环境中是各级政府的首要任务．特别地，车辆减排与尾气监测更是关系到了广大驾驶员的身心健康。在车辆尾气监测应用中，可在车辆上部署相应的有害气体浓度监测设备，从而在车辆行驶过程中可对所经过路段的气体浓度进行采样。一旦发现高浓度路段或超标尾气捧放车辆，便可发出警告信息通知相应监管部门。车载传感网络概述

车载传感网络的应用第16页/共29页公共安全及场景重建

回想骇人听闻的9.11及伦敦地铁爆炸案等恐怖事件，时至今日，警方仍难以从各种资料中发现恐怖分子在实施恐怖袭击前的各种行动迹象。以伦敦地铁爆炸案来说，警方虽然可获得来自于伦敦地铁站摄像头的数据，但有限的时间和资料仍难以使警方找到恐怖分子行动的完整轨迹。警方也相信，在城市车辆上部署更多的移动摄像设备，其对犯罪调查及事后场景重建有着极其重要的意义。如果将城市车辆上部署大量摄像设备，它们以既定的频率对道路及周边进行拍照，由此可形成一个车载的城市安全监控网络。当紧急事件例如恐怖袭击发生后，便可利用存储在车辆上的大量图像数据进行事件调查及轨迹跟踪，比如抽取恐怖袭击事件发生点周围的图像数据以筛选嫌疑车辆等。有了嫌疑车辆的车牌标识，则必能对快速抓捕恐怖分子提供有力的帮助。车载传感网络概述

车载传感网络的应用第17页/共29页车载传感网的关键技术

车载传感网络的进展车载传感网络概述

车载传感网络的定义车载传感网络的特点

车载传感网络的应用MAC技术路由技术

数据处理与融合技术

车载传感网络的相关政策

车载传感网的相关系统第18页/共29页车载传感网是实现智能交通系统的基础支撑技术，具有重要的应用前景《十二五规划》提出：研发和示范以物联网及云计算为代表的新兴产业，大力发展轨道交通装备，智能交通作为其中的典型应用势必得到有力的推动。交通信息服务与车载路径导航系统是现阶段我国ITS发展的重点之一，其关键技术为交通信息采集与处理技术、交通信息发布技术。车载传感网络的进展

车载传感网络的相关政策第19页/共29页车载传感网络的进展

车载传感网络的相关系统CarTelCarTel是一个分布式的、移动传感器网络和远程信息处理的系统。基于此系统建立的应用能够收集、处理、传递、分析来自传感器的数据。在CarTel中的节点里,是一个嵌入式的计算机,其连接着各种传感器,并能够处理收集的数据,然后传递数据到互联网中。CarTel系统中包括了用于收集来自于车辆上的传感器信息数据的软件和硬件部分、基于移动车辆上的WiFi方式的网络传输(Cabernet)、间歇连通性的查询数据库(ICEDB)、用于基于位置服务的私有信息保护协议(VPriv)、智能交通拥塞缓解(包括延时预测模型和车流辅助的路由)、路况监测。第20页/共29页车载传感网络的进展

车载传感网络的相关系统

MarylandTrafficViewTrafficView是e-Road项目的一部分,定义了一种框架用于传播和收集关于路段上车辆的信息。有了这种系统,就能够提供给驾驶员各路段车流量信息,为用户提供最优的行驶路径,并在一些特定环境下帮助驾驶员行驶,例如雾天。第21页/共29页车载传感网络的进展

车载传感网络的相关系统ITS美国交通部于1996年成立了ITS标准计划,以鼓励智能交通技术在国家交通运输系统里的广泛使用。ITS标准是国家智能交通体系框架中的一部分,它定义了系统中各部件之间的连接和交互。因为ITS标准是基于开放的、非专有的技术,它们的使用可以促进智能交通系统的部署,并方便国家和地方人员进行开发和部署区域综合运输系统。第22页/共29页车载传感网的关键技术

车载传感网络的进展车载传感网络概述

车载传感网络的定义车载传感网络的特点

车载传感网络的应用MAC技术路由技术

数据处理与融合技术

车载传感网络的相关政策

车载传感网的相关系统第23页/共29页

在无线传感器网络及MANET中，已有多种不同的媒体访问控制(MAC)协议，如SMAC等。而车辆传感器网络的特性对MAC协议提出了新的要求。在车辆传感器网络中，MAC的设计可以分为两大类：一类的设计场景是车辆与路侧的无线通信，另一类是车辆与车辆间的无线通信。车载传感网的关键技术

MAC技术第24页/共29页根据数据传输模式的不同，路由协议可以分成单播、多播和广播等三大类。在单播路由中，一个数据包只发送到一个目的地；在多播路由中，数据包发送给多个目的节点；而在广播路由中，数据包发送给所有的节点。不同的路由类型，适用于不同的应用场景。比如，在紧急事件广播中，需要把紧急的消息发送给所有节点，这时广播路由就非常有效。由于车辆节点的高速移动性以及车辆网络的不连通性，决定了无线传感器网络与MANET的路由协议不适用于车辆传感器网络。延迟容忍网络(DTN)是处理不连通网络的一种有效方法，因而车辆传感器网络可以借鉴其中的一些关键技术。它的核心思想是存储-转发策略，即在没有下一跳可以转发的情况下，暂时把数据存储起来，随节点移动。在转发机会出现的时候，再把数据转发给下一跳节点。车载传感网的关键技术

路由技术第25页/共29页物理层应用层传输层网络层链路层束层物理层应用层传输层网络层链路层Internet体系结构DNT体系结构束层特定区域的底层协议特定区域的底层协议特定区域的底层协议特定区域的底层协议应用层应用层应用层应用层束层结构第26页/共29页传感网中数据处理与融合技术主要是指利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定的准则下加以自动分析、综合以完成