一種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術的製作方法
2023-09-27 07:15:00 1
一種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術的製作方法
【專利摘要】一種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術，包括移動基站、Internet、網關、及ZigBee傳感網，步驟為：(1)部署地磁傳感器，在每個車道都等距離地部署地磁傳感器；(2)拓撲建立階段；(3)同步的過程，(4)計算出過往車輛的速度與長度；本發明的優點是通過同步技術可以對正在行駛中的車輛測速並能將超速的車輛信息及時地反饋給前臺，方便了車輛的智能控制與管理。同時為後續的工作作了充分的準備，比如，如果要實現對違規的車輛拍照，則可以把相關信息發送到相應的節點處理，極大地減輕了人工的幹預。
【專利說明】一種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術
【技術領域】
[0001] 本發明涉及智能控制系統，具體的涉及一種基於GPRS移動網與ZigBee無線傳感 網的智能路燈控制系統，屬於移動網、無線網絡以及嵌入式領域。
【背景技術】
[0002] 隨著無線網在各領域的大量應用，無線網技術已經推廣應用到智慧路燈當中。國 內外現已經出現了一些基於地磁感應的無線車輛檢測器的研究和開發工作，如蘇東海等人 的研究成果能實現能夠判斷車輛是否經過、行進方向，並可以進行車速估算，具有一定的實 用性，但由於該設計方案均假設車輛經過檢測器速度是不變的（即勻速），而實際交通場景 中車輛隨時都可能是暫停、加速、減速（即變速），所以該檢測器的精度存在較大誤差，另 夕卜，當單個的地磁檢測器的誤差會對車輛的信息檢測影響很大，諸上述因素，現有的技術還 不能滿足未來智慧交通發展的高標準要求。
[0003] 由於傳感器網絡有許多的節點，各個節點的處理能力與能量都非常有限，所以這 時要求各傳感器儘量使用很少的數據傳輸的情況下能實現同步。目前，同步技術在很多的 領域中提到，但是大多的同步方法需要同步多次才能達到同步，比如說參考廣播同步算法， 若網絡中有η個節點，貝U需要0(n2)次交換信息。又如，Hyunhak Kim的基於簇的同步算 法，首先把系統中根據性能的不同分為高性能、低性能節點，然後對不同類型的節點建立生 成樹，然後分別再對兩種類型的生成樹同步，這種方法固然可以提高同步的精度，但是從實 用性角度來看是比較難以實現。
【發明內容】
[0004] 為了解決上述問題，本發明改進了 TPSN同步算法，此算法容易實現，同步精度 高，對於測量車輛的相關信息，完全符合精度方面的要求，本發明採用的技術方案如下：
[0005] -種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術，包括移動基站、Internet、網關、 及ZigBee傳感網，步驟為：
[0006] (1)部署地磁傳感器，在每個車道都等距離地部署地磁傳感器，布置的時候是按照 地磁預置的地址順序擺放，兩個車道的擺放順序呈相反的順序，網關布置在車道的一端；
[0007] ⑵拓撲建立階段，首先選出其中一個節點K1作為同步的根結點，並把自己的跳 數置〇 ;首先它發送包含自己跳數的同步信號給周圍的地磁節點，發現該報文的節點K2作 為自己的父節點，將收到的跳數作為自己的跳數+1，在此期間如果某節點收到的跳數比你 節點低或跳數相同但信號更強，則改變自己的父節點；然後K1把自己收到的R1發送同步包 的時間再發送出去；K1覆蓋範圍的結點依據這兩個數據包修正自己的時間；如果K2基站在 K1的覆蓋範圍之內，則K2依照K1的方法廣播自己的跳數，依次類推直到所有的結點都包含 到生成樹當中；
[0008] (3)同步的過程，首先根結點K1啟動參考結點Rl，R1發送同步信號，各結點記錄 收到同步信號的時間T1，K1把自己收到的同步信號時間T2再廣播給它的孩子節點，孩子結 點通過這兩個時間來調整當前的時間T3,調整方法為：T3 = T3-(T2-T1)，直到所有的網絡 中的節點都完成了同步；
[0009] (4)計算出過往車輛的速度與長度，先將兩地磁布置在相距s米的地方，地磁a先 記錄感應到車輛的時間tl，車輛離開a的感應區域的時間t2, a把tl與t2發送到比A1地 址大1的節點b，當b再感應到下一次車輛進入地磁的感應區域時，記錄此時的時間t3,則 車速為v = V(t3-tl)，車輛離開b的時間為t4,此時不難計算出車的長度為
【權利要求】
1. 一種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術，包括移動基站、Internet、網關、及 ZigBee傳感網，其特徵在於步驟為： (1) 部署地磁傳感器，在每個車道都等距離地部署地磁傳感器，布置的時候是按照地磁 預置的地址順序擺放，兩個車道的擺放順序呈相反的順序，網關布置在車道的一端； (2) 拓撲建立階段，首先選出其中一個節點K1作為同步的根結點，並把自己的跳數置 〇 ;首先它發送包含自己跳數的同步信號給周圍的地磁節點，發現該報文的節點K2作為自 己的父節點，將收到的跳數作為自己的跳數+1，在此期間如果某節點收到的跳數比你節點 低或跳數相同但信號更強，則改變自己的父節點；然後K1把自己收到的R1發送同步包的時 間再發送出去；K1覆蓋範圍的結點依據這兩個數據包修正自己的時間；如果K2基站在K1 的覆蓋範圍之內，則K2依照K1的方法廣播自己的跳數，依次類推直到所有的結點都包含到 生成樹當中； (3) 同步的過程，首先根結點K1啟動參考結點Rl，R1發送同步信號，各結點記錄收到 同步信號的時間T1，K1把自己收到的同步信號時間T2再廣播給它的孩子節點，孩子結點通 過這兩個時間來調整當前的時間Τ3,調整方法為：Τ3 = Τ3-(Τ2-Τ1)，直到所有的網絡中的 節點都完成了同步； (4) 計算出過往車輛的速度與長度，先將兩地磁布置在相距s米的地方，地磁a先記錄 感應到車輛的時間tl，車輛離開a的感應區域的時間t2, a把tl與t2發送到比A1地址大 1的節點b，當b再感應到下一次車輛進入地磁的感應區域時，記錄此時的時間t3,則車速為 v = V(t3-tl)，車輛離開b的時間為t4,此時不難計算出車的長度為
2. 根據權利要求1所述的一種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術，其特徵在 於：所述地磁節點，其為FFD，即全功能節點，其負責記錄車輛進入測試範圍的時間與離開 的時間。
3. 根據權利要求1所述的一種基於傳感網的地磁感應車輛時鐘同步技術，其特徵在 於：所述改進TPSN同步方式，其為發送者、接收者的同步方式，與TPSN同步方法有所不同的 是，改進後的網絡中的結點基本上與基站節點能保持最小的距離，這樣的好處是每節點的 時間延遲會更小。
【文檔編號】H04W84/18GK104301988SQ201410419553
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月17日 優先權日:2014年8月17日
【發明者】王志超, 湯亮, 李敏, 鄭浩然 申請人:宿遷學院