技术领域
本发明涉及无线传感监控技术领域，具体为一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统。
背景技术
随着社会的不断发展和科技的不断进步，我国的轨道交通发展规模也在逐渐壮大，轨道交通包括高铁、火车、地铁等公共交通，在城市道路拥挤，影响正常交通秩序和效率的情况下，地铁轨道交通的发展大大的改善了道路拥挤问题，但是，随着地铁的不断发展，人们在乘坐地铁的过程中也存在着各种各样的问题：
地铁的各个车厢乘车人员分布不均匀，导致部分地铁车厢拥挤，部分车厢空散无人，导致公共资源浪费的同时，影响着乘客的出行体验，如何合理的分散和引导各个地铁车厢的人员数量，成为了急需解决的问题；
中国发明专利CN108944976A公开了一种乘坐地铁时车厢选择的分流装置，并具体公开了以下技术方案，通过红外线反射原理来对车厢内的拥挤程度来进行判断，以此确定地铁车厢人数的多少，但是当红外线反射装置被遮挡或者部分遮挡时，会导致判断失误，并且，该专利对于车厢人数的判断不够精准，影响着地铁车厢人数判断的精度；
因此，人们急需一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统，该车站实时监控系统包括数据采集模块、模型定位模块、数据处理模块和确定显示模块；
所述数据采集模块利用无线传感器网络对地铁车站的乘客位置进行实时的数据采集，所述模型定位模块用于对无线传感器网络中的无线传感器进行二维模型的坐标值定位，所述数据处理模块用于对数据采集模块所采集的乘客位置数据以及无线传感器网络中的无线传感器坐标值定位数据进行处理和计算，所述确定显示模块用于对数据处理模块所处理和计算的结果进行核实并显示；
所述数据采集模块和模型定位模块的输出端电性连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端电性连接确定显示模块的输入端。
根据上述技术方案，所述数据采集模块包括距离传感器组和压力传感器组；
所述无线传感器网络由距离传感器组和压力传感器组组成，所述距离传感器组和压力传感器组的输出端均电性连接数据处理模块的输入端；
所述距离传感器组安装在地铁车厢连接处以及地铁车厢车门处，用于对是否有乘客上下车以及是否有乘客更换车厢搭乘地铁进行检测，以此来确定车厢内的乘客人数以及车厢的拥挤程度，所述压力传感器组安装在地铁车厢座位下方，用于对座位上是否有乘客乘坐进行检测，以此来确定车厢内空座位的数量；
所述模型定位模块包括平面模型建立单元、坐标系建立单元、坐标值定位单元和标签赋予单元；
所述平面模型建立单元输出平面二维模型，所述坐标系建立单元的输出端连接平面二维模型，所述坐标值定位单元的输出端连接距离传感器组，所述标签赋予单元的输出端连接距离传感器组和压力传感器组的输入端，所述距离传感器组定位在平面二维模型中；
所述平面模型建立单元用于建立距离传感器组所在平面的平面二维模型，以便于对无线传感器网络中的距离传感器组进行统一的管理；所述坐标系建立单元用于建立平面二维模型所在平面的直角坐标系，以便于对距离传感器组中的每一个距离传感器的位置进行定位；所述坐标值定位单元用于赋予直角坐标系中的每一个距离传感器坐标值，通过对距离传感器组中的每一个距离传感器进行坐标值定位，以此来确定乘车人员的行走方向；所述标签赋予单元用于赋予无线传感器网络中的每一个距离传感器和压力传感器标签信息，以便于根据距离传感器和压力传感器的标签信息确定其所检测的位置，以便于确定地铁车厢的乘客人数和车厢内的空座位数量。
根据上述技术方案，所述距离传感器组分为第一距离传感器组、第二距离传感器组、第三距离传感器组和第四距离传感器组；
所述第一距离传感器组安装在地铁车厢连接处的两侧，所述第二距离传感器组安装在地铁车厢连接处的顶端，所述第三距离传感器组安装在地铁车厢车门两侧，所述第四距离传感器组安装在地铁车厢车门顶端；
所述数据采集模块还包括时间记录单元，所述时间记录单元的输出端电性连接数据处理模块的输入端；
所述时间记录单元用于当距离传感器组检测到距离变化时开始计时，计时时间用T表示，当同一个距离传感器检测到距离再次变化时停止计时；
当T≥t时，表明该距离传感器被遮挡，其中，t表示设定的时间阈值。
利用第一距离传感器组和第三距离传感器组，可以在车厢乘客较少时对上下车厢的乘客以及更换车厢乘坐的乘客数量进行检测，利用第二距离传感器组和第四距离传感器组，可以在车厢乘客较多时对上下车厢的乘客以及更换车厢乘坐的乘客数量进行检测，因为当车厢乘客数量较多时，可能会对第一距离传感器组和第三距离传感器组进行遮挡，导致影响对车厢乘客数量的检测，而通过安装在顶端的第二距离传感器组和第四距离传感器组，即使第一距离传感器组和第三距离传感器组被乘客遮挡时，也不会影响对上下车厢的乘客数量和更换车厢乘坐的乘客数量进行检测，当第一距离传感器组、第二距离传感器组、第三距离传感器组和第四距离传感器组所检测的数据在t时间内都没有发生变化时，表明车厢人数较多，距离传感器组都被进行了遮挡。
根据上述技术方案，所述数据处理模块包括中央控制单元和数据分析单元；
所述中央控制系统用于对整个系统进行智能化控制，所述数据分析单元用于根据距离传感器的检测数据配合标签赋予单元赋予的标签以及坐标值定位单元的定位数据确定旅客的动向，以此来判断地铁车厢的人数；
所述数据分析单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端。
根据上述技术方案，所述数据采集模块还包括进出站人数统计单元；
所述进出站人数统计单元通过进出站闸机对进出站的人数进行统计，与车厢统计人数进行比对，确定监控人数是否属于浮动范围；
所述确定显示模块包括人数核实单元和显示屏；
所述人数核实单元用于根据进出站人数统计单元统计的进站人数和出站人数以及当前车厢人数总和对数据分析单元的分析结果进行核实，以便于进一步确定和核实当前车厢的人员数量；所述显示屏安装于地铁站台地铁停靠位置处的每节车厢中部，用于在地铁到站前对地铁每节车厢的当前人数以及空位数量进行显示，以便于旅客选择人数更少的车厢进行搭乘，实现对乘客的分流；
所述进出站人数统计单元的输出端电性连接人数核实单元的输入端，所述人数核实单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端，所述中央控制单元的输出端电性连接显示屏的输入端。
通过显示屏对每节地铁车厢的乘客数量进行显示，使得乘客可以提前得知每节车厢的拥挤程度，以此来选择乘客数量较少的地铁车厢进行乘坐，使得可以有效地实现对地铁乘客的分流，避免出现地铁车厢拥挤的情况发成，给乘客提供更好地乘车环境。
根据上述技术方案，所述第一距离传感器组和第三距离传感器组建立第一平面二维模型，所述第二距离传感器组和第四距离传感器组建立第二平面二维模型，所述坐标系建立单元为第一平面二维模型建立第一平面直角坐标系，所述坐标系建立单元为第二平面二维模型建立第二平面直角坐标系，所述坐标值定位单元赋予第一平面直角坐标系中的距离传感器以坐标值(X
根据上述技术方案，所述距离传感器组中的每一组距离传感器组的初始检测距离为L，所述第一距离传感器组和第二距离传感器组都被分为三排，呈矩阵排布，使得可以对乘客的行进轨迹进行确认，以此来确定乘客是否更换了车厢进行乘坐，使得可以精准的了解车厢内部的乘客人员数量变化，标签为第i节车厢与第i+1节车厢连接处的第一距离传感器组中的坐标为(X
根据上述技术方案，所述第一距离传感器组中的坐标值为(X
根据上述技术方案，所述第三距离传感器组和第四距离传感器组都被分为三排，呈矩阵排布，使得可以对乘客的行进轨迹进行确认，以此来确定乘客是否更换了车厢进行乘坐，使得可以精准的了解车厢内部的乘客人员数量变化，标签为第i节车厢车门两侧的第三距离传感器组中的坐标为(M
所述第三距离传感器组中的坐标值为(M
根据上述技术方案，所述压力传感器组检测的压力值为P，根据下列公式对地铁车厢每个座位的压力值进行计算：
p＝P/i
其中，p表示每个座位上的所受到的平均压力，i表示座位的数量；当p≥f时，表示没有空座位；
当p＜f时，表示有空座位，f表示设定的压力阈值；所述显示屏对有无空座位进行显示。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明通过距离传感器组的安装位置，可以实现对地铁上下乘客的数量监控，同时，还能实现对更换车厢的乘客数量进行监控，使得可以更加精准的对每节地铁车厢的人数进行监控，可以在地铁到站之前对每节车厢的人数进行显示，使得乘客可以选择人数较少的车厢进行乘坐，实现了乘客乘车自由的同时，实现了对地铁乘客的分流，避免了拥挤，同时，利用压力传感器组可以对车厢内部是否有空位进行显示，最大程度的避免了公共资源的浪费，并且，与传统的地铁分流相比，对于每节车厢乘客数量的监控更加的精准。
2、本发明利用模型定位单元对每一个距离传感器和压力传感器进行定位和添加标签，使得可以精准的了解到每节地铁车厢的上下车人数，使得可以更加清楚的了解到每节地铁车厢的精确人数。
3、通过距离传感器组的矩阵排布，使得可以根据不同距离传感器的检测数据，了解乘客的行进方向，避免出现误判情况导致对地铁车厢的人数监控不精准，同时，可以根据距离传感器被遮挡的情况初步判定车厢的拥挤程度。
4、本发明通过进出站人数统计单元和人数核实单元对地铁车站内部的乘客数量进行核实，使得更加精准的监控地铁车厢内部的人员数量，实现对地铁车厢乘客数量的更新，避免人数监控的误差逐渐变大，进一步提高了对地铁车厢乘客数量监控的准确性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统的模块组成示意图；
图2是本发明一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统的模块连接示意图；
图3是本发明一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统的地铁车厢连接示意图；
图4是本发明一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统的第一距离传感器组和第二距离传感器组的平面二维模型结构示意图；
图5是本发明一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统的第三距离传感器组和第四距离传感器组的平面二维模型结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～5，本发明提供技术方案：一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统，该车站实时监控系统包括数据采集模块、模型定位模块、数据处理模块和确定显示模块；
所述数据采集模块利用无线传感器网络对地铁车站的乘客位置进行实时的数据采集，所述模型定位模块用于对无线传感器网络中的无线传感器进行二维模型的坐标值定位，所述数据处理模块用于对数据采集模块所采集的乘客位置数据以及无线传感器网络中的无线传感器坐标值定位数据进行处理和计算，所述确定显示模块用于对数据处理模块所处理和计算的结果进行核实并显示；
所述数据采集模块和模型定位模块的输出端电性连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端电性连接确定显示模块的输入端。
根据上述技术方案，所述数据采集模块包括距离传感器组和压力传感器组；
所述无线传感器网络由距离传感器组和压力传感器组组成，所述距离传感器组和压力传感器组的输出端均电性连接数据处理模块的输入端；
所述距离传感器组安装在地铁车厢连接处以及地铁车厢车门处，用于对是否有乘客上下车以及是否有乘客更换车厢搭乘地铁进行检测，以此来确定车厢内的乘客人数以及车厢的拥挤程度，所述压力传感器组安装在地铁车厢座位下方，用于对座位上是否有乘客乘坐进行检测，以此来确定车厢内空座位的数量；
所述模型定位模块包括平面模型建立单元、坐标系建立单元、坐标值定位单元和标签赋予单元；
所述平面模型建立单元输出平面二维模型，所述坐标系建立单元的输出端连接平面二维模型，所述坐标值定位单元的输出端连接距离传感器组，所述标签赋予单元的输出端连接距离传感器组和压力传感器组的输入端，所述距离传感器组定位在平面二维模型中；
所述平面模型建立单元用于建立距离传感器组所在平面的平面二维模型，以便于对无线传感器网络中的距离传感器组进行统一的管理；所述坐标系建立单元用于建立平面二维模型所在平面的直角坐标系，以便于对距离传感器组中的每一个距离传感器的位置进行定位；所述坐标值定位单元用于赋予直角坐标系中的每一个距离传感器坐标值，通过对距离传感器组中的每一个距离传感器进行坐标值定位，以此来确定乘车人员的行走方向；所述标签赋予单元用于赋予无线传感器网络中的每一个距离传感器和压力传感器标签信息，以便于根据距离传感器和压力传感器的标签信息确定其所检测的位置，以便于确定地铁车厢的乘客人数和车厢内的空座位数量。
根据上述技术方案，所述距离传感器组分为第一距离传感器组、第二距离传感器组、第三距离传感器组和第四距离传感器组；
所述第一距离传感器组安装在地铁车厢连接处的两侧，所述第二距离传感器组安装在地铁车厢连接处的顶端，所述第三距离传感器组安装在地铁车厢车门两侧，所述第四距离传感器组安装在地铁车厢车门顶端；
所述数据采集模块还包括时间记录单元，所述时间记录单元的输出端电性连接数据处理模块的输入端；
所述时间记录单元用于当距离传感器组检测到距离变化时开始计时，计时时间用T表示，当同一个距离传感器检测到距离再次变化时停止计时；
当T≥t时，表明该距离传感器被遮挡，其中，t表示设定的时间阈值。
利用第一距离传感器组和第三距离传感器组，可以在车厢乘客较少时对上下车厢的乘客以及更换车厢乘坐的乘客数量进行检测，利用第二距离传感器组和第四距离传感器组，可以在车厢乘客较多时对上下车厢的乘客以及更换车厢乘坐的乘客数量进行检测，因为当车厢乘客数量较多时，可能会对第一距离传感器组和第三距离传感器组进行遮挡，导致影响对车厢乘客数量的检测，而通过安装在顶端的第二距离传感器组和第四距离传感器组，即使第一距离传感器组和第三距离传感器组被乘客遮挡时，也不会影响对上下车厢的乘客数量和更换车厢乘坐的乘客数量进行检测，当第一距离传感器组、第二距离传感器组、第三距离传感器组和第四距离传感器组所检测的数据在t时间内都没有发生变化时，表明车厢人数较多，距离传感器组都被进行了遮挡。
根据上述技术方案，所述数据处理模块包括中央控制单元和数据分析单元；
所述中央控制系统用于对整个系统进行智能化控制，所述数据分析单元用于根据距离传感器的检测数据配合标签赋予单元赋予的标签以及坐标值定位单元的定位数据确定旅客的动向，以此来判断地铁车厢的人数；
所述数据分析单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端。
根据上述技术方案，所述数据采集模块还包括进出站人数统计单元；
所述进出站人数统计单元通过进出站闸机对进出站的人数进行统计，与车厢统计人数进行比对，确定监控人数是否属于浮动范围；
所述确定显示模块包括人数核实单元和显示屏；
所述人数核实单元用于根据进出站人数统计单元统计的进站人数和出站人数以及当前车厢人数总和对数据分析单元的分析结果进行核实，以便于进一步确定和核实当前车厢的人员数量；所述显示屏安装于地铁站台地铁停靠位置处的每节车厢中部，用于在地铁到站前对地铁每节车厢的当前人数以及空位数量进行显示，以便于旅客选择人数更少的车厢进行搭乘，实现对乘客的分流；
所述进出站人数统计单元的输出端电性连接人数核实单元的输入端，所述人数核实单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端，所述中央控制单元的输出端电性连接显示屏的输入端。
通过显示屏对每节地铁车厢的乘客数量进行显示，使得乘客可以提前得知每节车厢的拥挤程度，以此来选择乘客数量较少的地铁车厢进行乘坐，使得可以有效地实现对地铁乘客的分流，避免出现地铁车厢拥挤的情况发成，给乘客提供更好地乘车环境。
根据上述技术方案，所述第一距离传感器组和第三距离传感器组建立第一平面二维模型，所述第二距离传感器组和第四距离传感器组建立第二平面二维模型，所述坐标系建立单元为第一平面二维模型建立第一平面直角坐标系，所述坐标系建立单元为第二平面二维模型建立第二平面直角坐标系，所述坐标值定位单元赋予第一平面直角坐标系中的距离传感器以坐标值(X
根据上述技术方案，所述距离传感器组中的每一组距离传感器组的初始检测距离为L，所述第一距离传感器组和第二距离传感器组都被分为三排，呈矩阵排布，使得可以对乘客的行进轨迹进行确认，以此来确定乘客是否更换了车厢进行乘坐，使得可以精准的了解车厢内部的乘客人员数量变化，标签为第i节车厢与第i+1节车厢连接处的第一距离传感器组中的坐标为(X
根据上述技术方案，所述第一距离传感器组中的坐标值为(X
根据上述技术方案，所述第三距离传感器组和第四距离传感器组都被分为三排，呈矩阵排布，使得可以对乘客的行进轨迹进行确认，以此来确定乘客是否更换了车厢进行乘坐，使得可以精准的了解车厢内部的乘客人员数量变化，标签为第i节车厢车门两侧的第三距离传感器组中的坐标为(M
所述第三距离传感器组中的坐标值为(M
根据上述技术方案，所述压力传感器组检测的压力值为P，根据下列公式对地铁车厢每个座位的压力值进行计算：
p＝P/i；
其中，p表示每个座位上的所受到的平均压力，i表示座位的数量；当p≥f时，表示没有空座位；
当p＜f时，表示有空座位，f表示设定的压力阈值；所述显示屏对有无空座位进行显示。
实施例一：
所述距离传感器组中的每一组距离传感器组的初始检测距离为L＝2m，所述第一距离传感器组和第二距离传感器组都被分为三排，呈矩阵排布，使得可以对乘客的行进轨迹进行确认，以此来确定乘客是否更换了车厢进行乘坐，使得可以精准的了解车厢内部的乘客人员数量变化，标签为第4节车厢与5节车厢连接处的第一距离传感器组中的坐标为(X
所述第一距离传感器组中的坐标值为(X
实施例二：
所述第三距离传感器组和第四距离传感器组都被分为三排，呈矩阵排布，使得可以对乘客的行进轨迹进行确认，以此来确定乘客是否更换了车厢进行乘坐，使得可以精准的了解车厢内部的乘客人员数量变化，标签为第6节车厢车门两侧的第三距离传感器组中的坐标为(M
所述第三距离传感器组中的坐标值为(M
实施例三：
所述第三距离传感器组和第四距离传感器组都被分为三排，呈矩阵排布，使得可以对乘客的行进轨迹进行确认，以此来确定乘客是否更换了车厢进行乘坐，使得可以精准的了解车厢内部的乘客人员数量变化，标签为第6节车厢车门两侧的第三距离传感器组中的坐标为(M
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
机译： 基于无线传感器网络的实时远程监控系统
机译： 基于无线传感器网络的实时远程监控系统
机译： 基于无线传感器网络的实时远程监控系统
