基于移动传感网的城市交通热区分析毕业设计论文(编辑修改稿)

基于移动传感网的城市交通热区分析毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

次研究主要是以公交系统和道路情况为例，采用 Java 语言与 Eclipse 作为开发仿真算法的平台，采用智能交通实现城市交通热区的发现和管理。 论文结构 论文共分五章，按以下方式组织： 第一章 绪论，首先介绍了论文研究的背景以及国内外无线传感器网络技术研究的现状，其次介绍论文研究的意义及论文的总体框架。 第二章 无线传感器网络及其应用，主要是介绍无线传感器网络和其 应用，以及无线传感器定位技术。 第三章 线路追踪与交通热区相关算法设计，主要针对咸阳市的交通地图，介绍了城市交通模拟平台的搭建，公交路线存储以及相关算法的设计。 第四章 仿真实验，主要通过咸阳的公交体系，结合电子地图 ，采用 Java 语言与Eclipse 作为开发仿真的平台，实现 城市交通模拟 仿真。 第五章 结束语。 基于移动传感网的城市交通热区分析 4 第二章 无线传感器网络及其应用 无线传感器网络技术简介 无线传感器网络（ WSN）就是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种网络，能感受到被测量的信息，并能将检 测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 由部署在观测环境附近的大量的微型廉价低功耗的传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳的无线网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。 包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。 大量传感器节点随机部署在检测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。 传感器节点监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。 用 户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及手机监测数据。 无线传感器网络所具有的众多类型的传感器 [3]，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。 基于 MEMS 的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。 无线传感器网络 (WSN)由大量微型的传感器节点组成，这些节点被部署在监测环境中，形成一个自组织的无线通信网络。 WSN 感知、采集和处理整个网络中感知对象的数据信息，并将这些信息发送给观测者。 WSN 的 缺陷是它仅能获取感知对象的标量信息，由此，无线多媒体传感器网络应运而生，它在 WSN 的基础上增加了获取图像、声音和视频等数据信息的功能。 WSN 体系结构如图 所示。 图 咸阳师范学院 20xx 届毕业论文 (设计 ) 5 WSN 采用 Adhoc（多跳移动无线网络）方式进行自动组网，一个典型的 WSN 包括大量的传感节点和一个或若干个数据汇聚节点，因此能够实现大范围，低成本，灵活铺设的实时数据采集，从而进行更准确的分析和处理。 无线传感器定位技术 目前比较成熟并得到应用大范围推广的无线定位技术是 GPS卫星定位系统。 对于 WSN,其传感器分布比较 集中 ,网络结点较多 [4],人工部署和所有网络节点安装 GPS接收器都会受到成本、功耗、扩展性等问题的限制 ,甚至在某些场合可能无法实现 ,因此必须利用无线通信机制与定位求解算法实现 WSN 的自身定位。 无线传感器定位技术可以分为基于测距技术的定位和无需测距技术的定位 [5]。 基于测距技术的定位通过测量节点间点到点的距离或角度信息 ,使用三边测量 (trilateration)、三角测量 (triangulation)或最大似然估计(multilateration)定位法计 算节点位置 [6]。 无需测距技术的定位则无需距离和角度 信息 ,仅根据网络连通性等信息即可实现。 基于测距技术的定位常用的测距技术有 RSSI、 TOA、TDOA 和 AOA[7]。 基于测距技术的定位机制在定位精度上相对较高 ,但技术复杂 ,受到功耗与成本的限制。 由于无线传感器网络节点定位算法的研究已经历时七八年了，所以关于节点定位的方法比较多。 在传输数据的过程中，根据采集数据和处理数据的基准来经行分类。 首先 在 基于 数据采集方式上，不同的 定位 算法需要采集的信息 各有不同的目标或者是采集的信息应用不同， 如 节点之间 距离、 相对于基准的 角度、 传输的 时间或 者是邻居 节点的信息，其 最终 都是 希 望 采集 到和节点 定位相关的数据， 并 能够计算出节点的估计位置， 使其成为定位 的基础。 其次基于 信息处理方式上，无论是 自己处理信息还是提交给其它有处理能力的处理器 处理，其 最终结果 都是 希望 将数据转换为 节点的位置信息 ，完成定位 的估计。 就目前领域内普遍的 分类方法有 三 种： 1． 根 据距离测量与否可分为：测距算法和非测距算法。 测距算法 是 针对节点之间的相对 距离进行直接测量，非测距 算法仅仅 依靠 的是无线传感器 网络连通 性来估计节点的位置 ； 2． 根据网络 节点 [11]连通度和拓扑分类可分为：单 级 跳 变 算法和多 级 跳 变 算法。 单 级跳 变 算法 比较简单， 但是存 在着 一些不可测量的死角 问题，多 级 跳 变 算法 相对与单极跳变算法 应用 比较麻烦 ，当 测试 范围较广导致两个节点 之间不能进行传输通信的情况较多时，一般情况下就采用它 来解决； 基于移动传感网的城市交通热区分析 6 3． 根 据信息处理的实现方式可划分为： 分布式算法和集中式算法。 根据应用目的不同，一般需要把 监测 节点位置 和控制 节点信息定 为算法 的目的， 因为 这些 数据要 需要在 数据中心 一起处理 ， 那么就对 大多 数使用 集中式 定位 算法， 相对的 精度较高 ， 但 是因为需要集中处理 通信量 ，那么就相对应的节点之间的通信较慢。 无线传感器网络的应用 无线传感器 网络的应用前景非常广阔，能够广泛应用于军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理，以及机场、大型工业园区的安全监测等领域。 随着无线传感器网络的深人研究和广泛应用，无线传感器网络将逐渐深入到人类生活的各个领域。 1. 军事应用 在军事领域，传感器网络将会成为 C4ISRT（ mand， control， munication，putlng， intelligence， surveillance， reconnaissance and targetmg）系统不可或缺的一部分。 C4ISRT 系统定位于未来战争，其目标是利用高科技技术，设计一个集命令、控制、通信、计算、智能、监视、侦察和定位于一体的战场指挥系统，受到各国国防部门的普遍重视。 由于战争的伤亡性，传感器设各将取代人去执行一些危险任务，如监控我军兵力、装各和物资，监视冲突区，侦察敌方地形和布防，定位攻击目标 ，评估损失，侦察和探测核、生物和化学攻击。 2. 生态环境监测 随着人们对环境的日益关注，环境科学所涉及的范围越来越广泛。 通过传统方式采集原始数据是一件困难的工作。 无线传感器网络为野外随机性的研究数据获取提供了方便。 3. 交通管理 1995 年，美国交通部提出了“国家智能交通系统项目规划”，预计到 2025 年全面投人使用。 这种新型系统将有效地使用传感器网络进行交通管理，不仅可以使汽车按照一定的速度行驶、前后车距自动地保持一定的距离，而且还可以提供有关道路堵塞的最新消息，推荐最佳行车路线以及提醒 驾驶员避免交通事故等。 4. 医疗健康应用 通过在鞋、家具和家用电器等设各中嵌人网络传感器。 可以帮助老年人、重病患者以及残疾人的家庭生活。 利用传感器网络可高效传递必要的信息从而方便接受护理，而且可以减轻护理人员的负担，提高护理质量。 利用传感器网络长时间的收集人的生理数据。 可咸阳师范学院 20xx 届毕业论文 (设计 ) 7 以加快研制新药品的过程，而安装在被监测对象身上的微型传感器也不会给人的正常生活带来太多的不便。 5. 空间探测应用 通过向人类现在还无法到达或无法长期工作的太空外的其他天体上设置传感器网络接点的方法，可以实现对其长时间的监测。 通过这些传感器网发回的信息进行分析，可以知道这些天体的具体情况，为了更好的了解、利用它们提供一个有效的手段。 6. 农业应用 农业是无线传感器网路使用的另一个重要领域。 不久以后，研究人员将实施一种系统，用于监视每一传感器区域的温度，或该地区有害物的数量。 他们甚至计划在家畜（如狗）上使用传感器，以便可以在巡逻时搜集必要信息。 这些信息将有助于开展有效的灌溉和喷洒农药，进而降低成本和确保农场获得高效益。 基于移动传感网的城市交通热区分析 8 第三章 线路追踪与交通热区的相关算法设计 城市交通模拟平台 随着社会的不断发展，人们的便需要一种方便、快捷、及时的客运方式来适应快节奏的现代化生活需求。 于是智能公交系统，便随着被提出，逐渐在广大城市的不同层次得到应用。 为了开展有关智能交通管理、路线追踪、热区发现等方面的实验，就必须要有一个公共的城市交通的模拟平台，本文以咸阳市公交系统为例设计了一个简单的城市交通的模拟平台 [89]。 城市交通模拟平台的建设条件 随着当今科技，人文生活的不断提高，物质生物的不断进步，所以在现社会出 行也成了困扰人们的一个重大问题。 城市规模越来越大化，也随之伴随着出行问题随之而来。 便想出模拟城市交通，使城市管理智能化，方便人们的生活。 本次研究由于设备有限，只能采用 java 语言与 eclipse 做为开发工具，实现简单的咸阳市公路交通模拟。