物联网在交通运输管理中的应用

李晓兰

（太原市道路运输管理局，山西太原030006）

0 引言

物联网作为新一代信息通信网络，已经成为现代互联网通信的重要组成部分。物联网的核心和基础仍然是光纤网络或移动通信网络，只是在互联网基础上进行了通信覆盖物的延伸和扩展，可以实现物品与物品之间的信息交换，也即物物相联[1]。物联网集成了智能感知、识别和普适计算等多种技术，广泛应用于互联网融合中，因此又被称为是继互联网、计算机之后的信息产业第三次革命。物联网的应用非常广泛，比如实现智能交通、政府工作、工业监控、广场照明、空气监测、物流运输等，大大提升了社会的信息化水平[2]。

本文重点分析物联网在交通运输管理领域的应用，比如数据采集、数据传输和数据加工处理，然后设计了一个物联网拓扑结构，描述了物联网通信采用的ZigBee协议，为物联网应用提供参考。

1 物联网技术

物联网可以通过各种传感设备进行信息集成，实现数据信息的采集、监控、连接和互动，形成一个巨大的物联网。物联网实现了物与物、物与人的集成连接，主要包括三个层次，分别是感知层、网络层和应用层，详细描述如下[3]。

1.1 感知层

感知层是物联网皮肤，能够实现数据信息采集，感知层采用的软硬件设备包括摄像头、二维码标签、RFID标签和读写器等，其可以识别物体采集信息，位于物联网的前端，具有重要的作用和意义。

1.2 网络层

网络层是物联网的神经中枢，能够实现信息传输和处理。网络层又可以划分为支撑层和数据层。支撑层包括网络管理中心、信息中心、智能处理中心，网络层可以将感知层获取的信息传递给服务器，也可以实现数据的存储，定义数据结构。

1.3 应用层

应用层则部署于不同的领域，实现物联网与行业化应用的结合，以广泛提高社会智能化水平。应用层可以为用户提供一个强大的图像交互界面，通过输入逻辑业务请求管理信息，比如实现物联网数据采集和加工，利用柱状图展示信息，能够为用户提供更加丰富的图形化操作。

2 物联网在交通运输管理中的应用

交通运输管理作为物联网应用的重要领域，其可以在交通运输设施、车辆上部署传感器和摄像头等，也可以在交通卡口部署RFID设备，实现自动化收费管理。因此，物联网在交通运输管理中的应用主要包括三个方面，分别是数据采集、传输和分析，以便掌握交通运输设备的运行状态，并将这些数据信息发送给系统进行处理。系统功能详细描述如下：

（1）数据采集。传感器可以集成到交通运输设备系统中，实时采集数据，也可将这些数据传输到服务器，接收服务器发送的指令数据，实现交通运输设备的运行现状监控。

（2）数据传输。传感器采集完毕数据之后，就可以将数据通过ZigBee物联网传输协议发送到汇聚路由器，汇聚路由器收到数据之后，可以利用TD-LTE网络或行业网发送到服务器，实现数据信息的存储转发。

（3）数据分析。服务器收到数据之后，可以针对交通运输设备运行状态进行分析，实现信息加工和处理，比如查看交通运行设备是否可靠运行、是否存在故障等，可以及时更换新的交通运输设备。

交通运输管理的设备非常多，比如车辆设备、交通卡口的RFID设备、车辆上的通信设备等，因此可以将这些设备与传感器集成在一起，构建一个新型的物联网拓扑结构，将采集的数据传输到汇聚路由器，然后传输到交通运输服务器上，实现数据信息加工和处理。物联网作为一个先进的新型互联网，其可以实现物物互联，利用ZigBee协议，实现物与物之间的通信。交通运输管理的物联网结构如图1所示[4]。

图1 物联网在交通运输管理系统中的应用架构

交通运输管理部署的物联网包括的节点设备非常多，包括传感器、汇聚路由器、服务器、显示器或电视墙等。传感器部署于交通运输管理设备上，采用先进的单片机感知周围数据，将其发送给汇聚路由器。汇聚路由器可以集成多个传感器的数据，实现数据的存储转发[4]。传感器发送数据到汇聚路由器采用ZigBee协议，该协议能够在短时间内寻找到汇聚路由器节点，同时发出路由呼叫命令，实时更新互联网结构。ZigBee协议具有很多应用优势，比如节约数据传输时间、提高传感器的传输精准效率，还可以降低传感器的耗电量，延长传感器的使用寿命。ZigBee保持一个可扩展的特性，其可以随时随地添加新的传感器，也可以删减传感器。ZigBee物联网协议工作于数据链路层，传输时可以照汇聚路由器保存的地址表，准确地对目的MAC地址所在的端口进行关联，利用内部交换矩阵实现数据存储转发；如果MAC地址不存在，则可以发送一个广播数据包到所有端口，端口可以学习且揭露新的MAC地址，将其添加到内部MAC地址表中。使用ZigBee物联网协议可以将网络划分为多个段，每一个段都可以对照MAC地址表，实现信息过滤和转发，可以有效减少冲突域。汇聚路由器通过TD-LTE网络将数据传输到服务器，能够利用高速带宽等特性，提高数据传输效率，同时还可以将处理结果输出到显示器或电视墙，以便人们进行可视化的分析和处理，做出准确的决策。

3 结语

物联网作为当前非常先进的万物互通网络，其利用先进的ZigBee传输协议，能够实现传感器、汇聚路由器、服务器之间的数据传输，保持网络的可扩展性，同时还可以根据网络拓扑结构添加、删除或更改传感器节点，进一步提高了物联网应用性能。交通运输管理作为物联网应用的重要领域，可以实时利用物联网和传感器采集交通运输设备的运行状态数据，及时对设备进行维护、更新，保证交通运输设备处在精准监控中，提升交通运输运行效率，提高采集的交通运输数据质量，为上层决策提供有力的数据支持。