[发明专利]一种基于传感器网络的物体流量监测系统及其应用

说明书

技术领域

本发明属于数据识别技术领域，涉及一种基于传感器网络的物体流量监测系统及其应用。

背景技术

社会生活中，物体(包含车、人等)指定地区或位置的监测统计数据，对指导社会资源调度、人们时间利用统筹安排等，具有极大的应用意义。如在道路岔口进行车流量监测，通过无线通信方式上报交通指挥中心，有利于指导交通疏导，便于告知车辆及时采取分流措施，避免个别道口车辆堵塞现象；通过对公交车的上、下车门的乘客流量数的分别统计，可以有效指导公交线路的设定、时间安排、班次调度；对楼宇内人员流量的监测，有利于合理设置安保防卫，提高公共场所的安全防范指标。

目前关于物体流量信息采集的方式主要有两类，一类依靠计数器械与物体的接触感应来实现流量计数。如发明专利“通过物品计数器和存货计数器”(申请号：98115647.9)，利用受重力而传递的物品与所设计构件之间的碰撞产生的冲击力通过构件传送到压电塑料膜，产生输出一个信号，作为一次流量计数；发明专利“计数器”(申请号：00108768.1)通过所发明的计数器上的带有探头的壳体，用其上的探头作为传感元件，以探头在片状物品错开后的阶梯形表面上划过，传感器器件产生信号，从而实现流量的计数的目；还有直接采用人工控制参与的机械式的流量计数的计数器，如发明专利“一种机械式计数器”(申请号：200510061430.5)。另一类流量计数和本发明相似，是采用非接触式的方法进行流量计数：如实用新型专利“在商场或超市利用RFID技术统计顾客流量的装置”(申请号：200920209555.1)，利用标签读写器读取顾客所携带的RFID标签实现顾客流量统计；又如实用新型专利“人流量检测装置”(申请号：200920307093.7)建立多个发射单元组成的一排发射排列，以及多个接收单元组成两排接收排列，以行人经过通道时探测信号的扰动引起前后两排接收单元所接收的反射信号有强、弱变化，判断行人是否通过。

上述发明创造虽然解决了一定技术问题，但普遍还存在如下技术缺陷：1，无法解决无接触式物体流量统计与多点监测之间的矛盾；2，无法提供一种在流量监测的基础上，实现区别化识别物体种类的监测技术。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供了一种基于传感器网络的物体流量监测系统。

为解决上述技术问题，提供如下技术方案：

由分布在监测区域内的监测节点与一个基站节点构成的无线传感器网络，包括：基站节点与监测节点之间、监测节点之间的无线通信；监测节点与基站节点构成的无线传感器网络拓扑结构为混合性拓扑结构，其中：基站节点与监测节点之间组成星型网络拓扑结构，基站节点为星型网络的中心；多个监测节点之间组成多根链状拓扑结构，监测节点将监测数据沿所在链状路由，采用多跳通信方式向基站节点方向传递。

采用非接触式的红外热释传感器作为监测节点的感知原件，监测节点可以区别化识别、统计其周围的不同物体(包含车、人等)流量，这些具有无线通信功能的监测节点构建成无线传感器网络，每个监测节点都将监测到的流量数据信息，以无线的方式传递到基站节点，再由基站节点汇报给上位机供用户使用。

所述监测节点与基站节点的硬件构成具有一些共同的组成部分，即：无线射频收发模块，数据处理模块，电源模块；由于监测节点还应具有对经过物体的探测功能，因此每个监测节点还包括了多个红外热释传感器和模/数转换模块。

上述模块的构成和功能描述如下：

红外热释传感模块：可用于测量物体移动产生的热释气流变化，再将这种变化转换成模拟的电流；当物体经过传感模块感应范围内时，物体体积越大，所产生的热释信息也越大，传感模块生成的转换电流也越大；传感模块由多个红外热释传感器同时参与工作组成，监测周围环境，分别获取各个方位角范围内物体的移动情况，可以有效避免单个传感器的探测视角有限、探测空间角度过小的问题。

模/数转换模块：将传感器感应到的热释信息模拟电流量转换为数据处理模块可以直接使用的数字量。

数据处理模块：是监测节点的“大脑”，其基本功能是协调各个模块的工作，同时该模块完成对本节点监测数据和接收其他节点转发数据的基本处理，包括对本地数据的筛选和远端数据的转发；具体体现为：监测节点的数据处理模块仅筛选出本地监测节点监测感应到的新数据，连同接收到其他节点转发的数据，按照指定的数据包结构装载，再将装载好的数据包发送给下一个监测节点进行转发，直到数据被送到基站节点。