基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构
阅读：934发布：2024-02-18
专利汇可以提供基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且基于信息汇聚的交通 物联网 分层体系架构，包括实体物理层、网络层、传输层、 基础 应用层和信息汇聚层。本 发明 的分层体系架构是对各种不同的物理网络的一种高度抽象，为 铁 路、 水 路、公路等多种交通模式提供了一种统一的交通物联网体系架构，并能够实现底层网络技术对用户或应用程序透明，本发明建立了一个统一、协作、提供统一服务的信息系统架构，向用户提供通用的网络服务，为各种交通物联网平台的兼容提供了融合架构，为现有的交通物联网与其他区域交通物联网的兼容性打下良好基础。，下面是基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构专利的具体信息内容。
1.基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构，其特征是包括实体物理层、网络层、传输层、基础应用层和信息汇聚层，其中：
实体物理层包括物联网传感数据采集装置和网络通信接口，传感数据采集装置采集各种交通信息，所述交通信息通过网络通信接口发送至网络层；
网络层为各种无线网络的传输终端装置，所述传输终端装置支持各种无线通信协议，用于实现无线网络传输；
传输层为各种无线网络，对交通信息打包、分割、组合，并建立路由路径，将网络层的交通信息通过无线的方式传输至基础应用层；
基础应用层包括各种交通信息应用功能模块，所述交通信息应用功能模块为各种应用交通信息对交通进行管理、规划的功能模块，基础应用层对由传输层接收的交通信息进行数据格式变换，数据加密与解密，数据压缩与恢复，将获取的交通信息进行发布、更新，并通过网络传输至信息汇聚层；
信息汇聚层：为交通物联网各行业之间现有业务平台、协议接口及终端协同，实现底层定位数据、传感数据、干扰解析之间的融合与汇聚机制，满足相关目标对象及实际应用场景的需求，信息汇聚层包括储存有时空数据及其特征属性的大型对象关系型数据库，信息汇聚层还存储道路/航道几何数据框架模型与时空索引、分布式交通信息，所述信息汇聚包括基于车/船载传感器级的环境状况信息的有效性分析与数据层融合、基于特征级环境状况信息的融合处理、基于浮动车/船技术的数据挖掘理论与方法以及基于自组织理论的交通信息的知识发现与动态预测，汇聚的数据包括：GIS数据、环境对象细化数据、交通资源管理数据、运营数据、发布信息管理数据、紧急事件动态数据和元数据；
其中，信息汇聚层与实体物理层通过代理Agent形成原语级的映射关系，实现底层实体物理层的感知设备原语与上层指令之间的映射，完成跨平台、跨业务系统的融合，实现对路/水运行环境、车/船运行环境、物理对象进行数据细化、数据挖掘，相互通过标准通信协议交互，实现事件预测、故障定位与分析、系统重构与拓展、自愈处理及在线评估功能。
2.根据权利要求1所述的基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构，其特征是实体物理层为架构的底层，此层用于在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流，包含了实体的通信传输介质，检测或反映设备的运行状况、设备参数；具有双向通信功能；实体物理层涉及的接口及协议包括：RS-232接口、RS-422接口、RS-485接口、RJ-11接口、RJ-45接口、BNC接口、VF-45接口、V35接口、V5接口、Q9型射频连接器和摄像机、情报板及外场设备控制协议。
3.根据权利要求1所述的基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构，其特征是网络层根据所要支持的各种无线通信协议提供实体接口的标准，网络层涉及的协议包括：同步数字传输网络、光纤分布式数据接口、IEEE 802.1标准、IEEE 802.2标准、IEEE 802.3标准、IEEE 802.4标准、IEEE 802.5标准、IEEE 802.11标准、多业务传送平台、异步传输模式、串行线路IP协议、点对点协议、点对多点协议、CALM、3G、802.11p、802.16e、Ad hoc、无线传感网络Zigbee。
4.根据权利要求1所述的基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构，其特征是传输层向用户提供端到端服务，透明地传送用户之间的报文，提供信息打包、分割、组合及路由方面的标准，传输层涉及应用的协议包括：传输控制协议TCP、互联网协议IP、用户数据报协议UDP、实时传输协议RTP和传输层识别协议Null。
5.根据权利要求1所述的基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构，其特征是基础应用层提供信息包的结构及会话管理的标准，各种交通信息应用功能模块组成交通信息服务中心以及协同交通物联网综合服务平台，实现信息服务，包括对基于车载信息终端、交通信息提示板、交通信息电台以及车路/船航道通信媒体形式的实时交通出行信息进行发布与更新、动态导航与诱导、实时监控与调度、不停车电子自动收费以及紧急事件的求援与处理。
基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构
技术领域
[0001] 本发明属于智能交通信息技术领域，特别涉及交通物联网分层体系架构模型，主要完成人、车、船、路、水、环境等要素的信息进行有效集成，实现交通物联网的整体性涵盖和交通流、信息流、业务流的高度一体化，为一种基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构。
背景技术
[0002] 当前，随着“大交通”概念的建立，及运用交通物联网改善交通运输状况的成效等诸多方面的因素，促使研究与开发交通物联网成为当前科技竞争的热点领域。特别由传感器、通信网络和信息处理系统为主构成的传感网技术，具有实时数据采集、监督控制和信息共享与存储管理等功能。这使目前的网络技术的功能得到极大的拓展，使通过网络实时监控各种环境、设施及内部运行机理等成为可能。
[0003] 交通运输行业发展物联网的核心在于为交通要素(交通对象、交通工具、交通基础设施、交通环境)建立起以身份特征信息为核心的、可靠的、唯一对应的“数字对象”，然后依托以RFID、传感器、网络传输为主的系列信息技术手段，将这一数字对象真实、可靠、完整、动态地映射到应用系统的数字化平台上，再通过该平台，对数字对象进行系统性、智能化分析与处理，从而实现对交通要素如交通对象、交通工具、交通基础设施等物理实体的监管、协调控制和服务。
[0004] 交通要素的信息获取体系主要是实时获取交通要素的相关状态信息与动态运行信息。目前，交通运输行业已经应用了大量的交通传感器，来实时“采集”交通系统的状态、动态运行信息。如通过“感应线圈”、“视频检测”、“微波检测器、”“GPS卫星定位”、“RFID”等传感器技术采集车辆、道路系统的运行信息，采集货物的身份和状态信息。由于过去普遍采用“功能-信息”这一发展模式，各功能子系统“采集”的交通要素信息相互独立，而且存在信息重复采集现象；同时由于各子系统的数据接口标准未统一，造成采集的交通要素信息难以互联共享。因此，要构建“物物感知”和“物物协同”的交通运输新体系，势必需要构建互联共享、融合汇聚协同的交通要素信息获取新模式，在现有的交通数据采集系统的基础上，实现相关技术的应用和拓展。
[0005] 交通物联网是一项涉及众多组织协调合作，共同研究、开发、实施、调控的大系统。交通物联网与以往交通控制的本质区别是信息技术成为支撑交通物联网的技术群中是核心技术，除了大量实时性交通的信息采集、信息融合、信息传输信息汇总、信息融合、信息的深度发掘和利用、信息存储和发布外，还增加了大量的“人、车/船、路/航道、管”的信息交互与共享，加强了人、道路/航道、车辆/船驾驶和系统管理的一体化运作。
[0006] 从交通管理的角度来说，管理活动是分层次的，从宏观的交通规划与管理，到微观的交通控制与疏导管理。从这些功能的特点上看，这些功能是分布在不同的管理层次上的。按各层次功能的信息需求不同，就形成了一个完整的交通物联网层次化的信息需求体系。
具体如图1所示。最底层的交通信息采集子系统是整个融通运输系统的数据源头，采集到的交通信息质量决定了整个系统的运行结果，它是处在最底层、最基础的位置上，它的重要性不言而喻。中间层的几个职能子系统是基础交通信息的最直接用户。它们利用信息采集子系统采集到的各种交通参数数据，完成各自的微观交通管理职能。上层的宏观管理与信息服务子系统利用下面各层信息进行宏观交通管理信息的处理，为宏观交通管理决策提供可靠的依据，同时，为交通参与者提供实时的交通信息服务。
具体如图1所示。最底层的交通信息采集子系统是整个融通运输系统的数据源头，采集到的交通信息质量决定了整个系统的运行结果，它是处在最底层、最基础的位置上，它的重要性不言而喻。中间层的几个职能子系统是基础交通信息的最直接用户。它们利用信息采集子系统采集到的各种交通参数数据，完成各自的微观交通管理职能。上层的宏观管理与信息服务子系统利用下面各层信息进行宏观交通管理信息的处理，为宏观交通管理决策提供可靠的依据，同时，为交通参与者提供实时的交通信息服务。
发明内容
[0007] 本发明要解决的问题是：交通物联网是各种功能、技术和信息的集成，其中通信需求无所不在，数据的获取途径和处理方法多种多样，产品和服务功能的开发具有阶段性，所有这些都要求有一个统一的体系架构来赖以建立高效、灵活而又经济的交通物联网，并通过确定各子系统、各子系统功能以及各子系统之间的关系来向设计和开发人员提供所需要的基本指导。
[0008] 本发明的技术方案为：基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构，包括实体物理层、网络层、传输层、基础应用层和信息汇聚层，其中：
[0009] 实体物理层包括物联网传感数据采集装置和网络通信接口，传感数据采集装置采集各种交通信息，所述交通信息通过网络通信接口发送至网络层；
[0010] 网络层为各种无线网络的传输终端装置，所述传输终端装置支持各种无线通信协议，用于实现无线网络传输；
[0011] 传输层为各种无线网络，对交通信息打包、分割、组合，并建立路由路径，将网络层的交通信息通过无线的方式传输至基础应用层；
[0012] 基础应用层包括各种交通信息应用功能模块，所述交通信息应用功能模块为各种应用交通信息对交通进行管理、规划的功能模块，基础应用层对由传输层接收的交通信息进行数据格式变换，数据加密与解密，数据压缩与恢复，将获取的交通信息进行发布、更新，并通过网络传输至信息汇聚层；
[0013] 信息汇聚层：为交通物联网各行业之间现有业务平台、协议接口及终端协同，实现底层定位数据、传感数据、干扰解析之间的融合与汇聚机制，满足相关目标对象及实际应用场景的需求，信息汇聚层包括储存有时空数据及其特征属性的大型对象关系型数据库，信息汇聚层还存储道路/航道几何数据框架模型与时空索引、分布式交通信息，所述信息汇聚包括基于车/船载传感器级的环境状况信息的有效性分析与数据层融合、基于特征级环境状况信息的融合处理、基于浮动车/船技术的数据挖掘理论与方法以及基于自组织理论的交通信息的知识发现与动态预测，汇聚的数据包括：GIS数据、环境对象细化数据、交通资源管理数据、运营数据、发布信息管理数据、紧急事件动态数据和元数据；
[0014] 其中，信息汇聚层与实体物理层通过代理Agent形成原语级的映射关系，实现底层实体物理层的感知设备原语与上层指令之间的映射，完成跨平台、跨业务系统的融合，实现对路/水运行环境、车/船运行环境、物理对象进行数据细化、数据挖掘，相互通过标准通信协议交互，实现事件预测、故障定位与分析、系统重构与拓展、自愈处理及在线评估功能。
[0015] 实体物理层为分层体系架构的底层，此层用于在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流，包含了实体的通信传输介质，检测或反映设备的运行状况、设备参数；具有双向通信功能；实体物理层涉及的接口及协议包括：RS-232接口、RS-422接口、RS-485接口、RJ-11接口、RJ-45接口、BNC接口、VF-45接口、V35接口、V5接口、Q9型射频连接器和摄像机、情报板及外场设备控制协议。
[0016] 网络层根据所要支持的各种无线通信协议提供实体接口的标准，网络层涉及的协议包括：同步数字传输网络、光纤分布式数据接口、IEEE 802.1标准、IEEE 802.2标准、IEEE 802.3标准、IEEE 802.4标准、IEEE 802.5标准、IEEE 802.11标准、多业务传送平台、异步传输模式、串行线路IP协议、点对点协议、点对多点协议、CALM、3G、802.11p、802.16e、Ad hoc、无线传感网络Zigbee。
[0017] 传输层向用户提供端到端服务，透明地传送用户之间的报文，提供信息打包、分割、组合及路由方面的标准，传输层涉及应用的协议包括：传输控制协议TCP、互联网协议IP、用户数据报协议UDP、实时传输协议RTP和传输层识别协议Null。
[0018] 基础应用层提供信息包的结构及会话管理的标准，各种交通信息应用功能模块组成交通信息服务中心以及协同交通物联网综合服务平台，实现信息服务，包括对基于车载信息终端、交通信息提示板、交通信息电台以及车路/船航道通信媒体形式的实时交通出行信息进行发布与更新、动态导航与诱导、实时监控与调度、不停车电子自动收费以及紧急事件的求援与处理。
[0019] 本发明基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构是对各种不同的物理网络的一种高度抽象，为铁路、水路、公路等多种交通模式提供了一种统一的交通物联网体系架构，并能够实现底层网络技术对用户或应用程序透明。基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构目标是建立一个统一、协作、提供统一服务的信息系统，向用户提供通用的网络服务。本发明的架构使得纷繁复杂的交通物联网系统按照一定方式分解为逻辑关系明确、物理上互连互通、且较易操作的若干子系统，并使其服务功能规范化、逻辑框架条理化、物理框架明确化，从而为区域制定交通物联网发展规划提供指导方针，为各个应用系统的设计、实施、管理提供依据。本发明交通物联网的总体构架，为制定适合切身实际情况的交通物联网规划提供参考依据，为交通物联网的建设、关键技术开发应用以及产业化发展指明方向。并有助于从宏观上理顺各应用系统间的关系，融合交通运输系统资源，提高系统效能，从根本上保证交通运输系统的可持续发展；同时，交通物联网体系框架为区域范围内交通物联网的互连互通以及与其他区域交通物联网的兼容性提供保证，为区域范围内交通物联网应用系统的互相兼容、互连互通提供保证，并为今后交通物联网与其他区域交通物联网的兼容性打下良好基础。附图说明
[0020] 图1为交通信息需求层次示意图。
[0021] 图2为交通传感网的物理体系框架示意图。
[0022] 图3为基于信息汇聚的交通物联网总体分层体系架构模型图。
[0023] 图4为网络的分层结构示意示意图。
[0024] 图5为交通物联网标准分层架构示意图。
[0025] 图6为交通物联网数据融合汇聚逻辑结构示意图。
具体实施方式
[0026] 交通传感网各子系统之间存在着大量的信息互通和共享，每一个部门既是交通传感网的数据源，又是其它部门数据以及在多部门数据之上进行综合性加工处理所得到信息的需求者。交通传感网体系结构可以被看作一个框架，它定义了交通领域和电信领域间的交互作用，从而能为全国创建和提供交通传感网用户服务。因此，该体系结构的框架不仅包含了大量的交通系统以及它们间的信息流，还包含了多种电信业务和媒体，以便传递信息以及保证相关交通系统之间的正确连接。
[0027] 本发明的分层参考模型首先是考虑到交通物联网中通信网络的复杂性，由于整个交通物联网络是由不同层次不同种类的子网构成，所以在分层参考模型中应该考虑的是一个模型组而不是某一个；其次是交通物联网需要的是一个系统标准而非仅仅是通信标准，因为通信标准只建立了端到端的数据链路，而单是依靠通常意义上的通信标准ISO七层模型中的下面六层和应用层底部是无法实现逻辑设备之间的互操作的，因此，结合物联网应用，本发明提出基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构，定义物理实体层、网络层、传输层、应用层、信息汇聚层等5层。如图3所示。
[0028] 高层的信息汇聚层：为交通物联网各行业之间，诸如铁路、水路、公路现有业务平台、协议接口及终端协同。实现底层定位数据、传感数据、干扰解析之间的融合与汇聚机制，满足相关目标对象及实际应用场景的需求。该层包括储存有时空数据及其特征属性的大型对象关系型数据库，信息汇聚层还存储道路/航道几何数据框架模型与时空索引、分布式交通信息等，进行的工作包括基于车/船载传感器级的环境状况信息的有效性分析与数据层融合、基于特征级环境状况信息的融合处理、基于浮动车/船技术的数据挖掘理论与方法以及基于自组织理论的交通信息的知识发现与动态预测等，所述技术均为现有技术。信息汇聚的信息主要包括GIS数据、环境对象细化数据、交通资源管理数据、运营数据、发布信息管理数据、紧急事件动态数据、元数据等内容。对于上述数据的获取，可采用现有的技术。
[0029] 基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构中高层的信息汇聚与底层的物理实体层，通过代理Agent形成原语级的映射关系，反映了物联网的理念，信息汇聚层与实体物理层通过代理Agent形成原语级的映射关系主要是实现跨平台、跨业务系统的融合，映射关系是指底层感知设备原语与上层指令之间的映射。对于交通物联网的分层体系结构，明确各层功能及模型即可。高层信息汇聚各功能单元，或应用物联网络系统，对路/水运行环境、车\船等运行环境、物理对象进行数据细化、数据挖掘，相互通过标准通信协议交互，实现事件预测、故障定位与分析、系统重构与拓展、自愈处理及在线评估等功能。
[0030] 基础应用层：主要提供信息包的结构及会话管理的标准；该层由交通信息服务中心以及协同交通物联网综合服务平台构成，包括基于车载信息终端、交通信息提示板、交通信息电台以及车路/船航道通信等多种媒体形式的实时交通出行信息的发布与更新、动态导航与诱导、实时监控与调度、不停车电子自动收费以及紧急事件的求援与处理等信息服务。
[0031] 传输层：向用户提供可靠的端到端服务，透明地传送报文。主要提供信息打包、分割、组合及路由等方面的标准；
[0032] 网络层：为实现数据链路控制功能而制定的规程或协议，提供实体接口的标准。提供实体接口的标准，像是调制解调器、网络卡、CSU/DSU等以及封包传送，如HDLC、PMPP、PPP、Ethernet、ATM等，属于OSI中数据链路层。
[0033] 底层实体物理层：该层由车/船载智能终端以及路侧单元两大部分组成，包括视频数据的道路/航道边界、车/航道标识、交通标志等几何数据；基于激光雷达波频数据的多运动目标、道路基础设施以及障碍物等动态道路/航道环境状况空间信息；基于卫星定位/航位推算/地图匹配(GPS/DR/MM)高精度组合定位系统的车辆行驶状态信息；基于RFID的信息采集；基于2.5G/3G/CALM模块的车辆与交通物联网信息中心之间的通信以及基于专用短程通信/无线传感器网络(DSRC/WSN)单元的车辆/船与基础设施、车辆与车辆/船船之间的通信等。底层实体物理单元能够检测或反映设备的运行状况，各类参数；并具有双向通信功能；建立原语基，通过代理Agent，避免高层软件了解底层细节。
[0035] 实现网络之间高度自动化数据通信一般都会极其复杂。借鉴对复杂系统问题分析研究的思想，分层结构对于理解和设计网络协议有着重要的作用。为了能更好地理解和解决交通物联网网络设计中的问题，需要采用一些有效的思想、方法和技术，如：分层结构等。所谓分层，就是将完成计算机通信全过程的所有功能划分成若干层，每一层对应一些独立的功能。从而将庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题是比较容易研究和处理的。
[0036] 在网络中，可通过分层的方式来进行结构化，较抽象的功能可用较低层的结构来定义和实现。其中的每一层都隐藏了传输通道的不符合需要的特性，从而将通道转化为一个更为理想的媒体。图4表示了网络的分层结构。n层的所有协议功能形成了一个逻辑实体。在该模型中，被称为“对等实体”。按照习惯，在两个相邻层间的垂直边界称为“接口”，而在属于不同系统的两个实体间的水平边界称为“对等协议”。由于层间接口本身的应用细节可以简单地从环境中隐藏，所以在此系统中，只有对等协议需要建立标准。
[0037] 相邻两层间的接口被定义为“服务访问点”的集合，这些“服务访问点”由低层提供，供高层使用。进行交换的信息被各层用数据单元或数据包逐步加上格式。从执行序列来看，发送端将信息从其使用的最高层逐步向下传递到物理层，然后通过实际的物理电路从一个系统传到另一个系统，之后由接收端在信息通过协议体系结构时逐步解释，最终到达接收端的最高层。
[0038] 本发明的分层具有独立性，底层实体物理单元能够检测或反映设备的运行状况，各类参数；并具有双向通信功能；建立原语基，通过代理Agent，避免高层软件了解底层细节。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。结构上可分割，灵活性好，适应性强。当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下的各层均不受影响。故易于扩充或者改变协议。各层可以采用最合适的技术来实现。同时，通过将高层的工作与低层细节分开，易于实现、维护和标准化。因为整个系统已被分解为若干个相对独立的子系统，使得实现和调试变得容易。因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明，易于标准化。因此，本发明采用信息汇聚和分层的交通物联网体系架构模型能很好的对人、车、船、路、水、环境等要素的信息进行有效集成，建立起大范围、全时空、实时、准确、高效的交通运输管理体系，提高服务能力。
[0039] 结合交通物联网的业务应用，本发明提出分层架构：物理实体层、网络层、传输层、应用层、信息汇聚层等5层。如图5所示。由于各层之间可以采用业界各种现有的通信标准或是专为交通物联网的特别需求而开发出来的全新标准，因此，该协议模型所提供的一系列通信标准足以满足交通物联网的需求。
[0040] 信息汇聚层：主要提供应用程序处理的数据元素、对象、信息等的传输标准和相关的数据库等，完成对路、水运行环境、车、船等物理对象进行数据细化、挖掘、融合；标准通信协议及云计算平台交互；事件预测、故障定位与分析、系统重构与拓展、自愈处理及在线评估等功能。
[0041] 应用层：主要目的是组织和同步两个会话服务用户之间的对话，并负责数据的交换。同时包括数据格式变换，数据加密与解密，数据压缩与恢复等功能。主要提供信息包的结构及会话管理的标准。应用层的主要协议有：简单网络管理协议(SNMP：SimpleNetwork Management Protocol)、简单运输管理协议(STMP：Simple TransportationManagement Protocol)、简单文件传输协议(TFTP：Trivial File Transfer Protocol)、文件传输协议(FTP：File Transfer Protocol)系统数据交换协议(DATEX：Data ExchangeBetween Systems)、通用对象请求代理体系(CORBA：Common Object Request BrokerArchitecture)等。
[0042] 传输层：是向用户提供可靠的端到端(end-to-end)服务，透明地传送报文。它向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一层。主要提供信息打包、分割、组合及路由等方面的标准。传输层的主要协议有：传输控制协议TCP、互联网协议(IP，InternetProtocol)、用户数据报协议(UDP，UserDatagramProtocol)、实时传输协议(RTP，Real-time Transport Protocol)、传输层识别协议Null等。
[0043] 网络层：为实现数据链路控制功能而制定的规程或协议，提供实体接口的标准。网络层主要协议有：同步数字传输网络(SDH：Synchronos Digital Hierarchy)、光纤分布式数据接口(FDDI)、IEEE 802.1标准、IEEE 802.2标准、IEEE 802.3标准、IEEE802.4标准、IEEE 802.5标准、IEEE 802.11标准、多业务传送平台(MSTP：Multi-service transportplatform)、异步传输模式(ATM：Asynchronoous Transfer Mode)、串行线路IP协议(SLIP：Serial Line IP)、点对点协议(PPP：Point to Point Protocol)、点对多点协议(PMPP：Point-to-Multipoint Protocol)、CALM、3G、802.11p、802.16e、Ad hoc、无线传感网络Zigbee等。
[0044] 底层实体物理层：为标准架构的底层，此层设计时主要考虑的是如何在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流。包含了实体的通信传输介质，检测或反映设备的运行状况，各类参数；要求具有双向通信功能；建立原语基，通过代理Agent，避免高层软件了解底层细节。实体层涉及的接口及协议有：RS-232接口、RS-422接口、RS-485接口、RJ-11接口、RJ-45接口、BNC接口、VF-45接口、V35接口、V5接口、Q9型射频连接器和摄像机、情报板等外场设备控制协议等。
[0045] 交通物联网网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构。交通物联网体系结构就是对该计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。需要强调的是：它并未确切地描述用于各层的具体的协议和服务，而仅仅是告诉我们每一层应该做什么，至于这些功能究竟是用何种硬件或软件完成的，则是一个遵循这种体系结构的实现问题。也就是说，体系结构是抽象的，而实现则是具体的。
[0046] 目前，相当数量的传感器网络的应用重点在于对传感器网络的数据抽取作用，通常这些应用往往只需要对传感器网络感知数据的一些统计信息，而并不需要获取大量原始的感知信息。传感器网络的查询机制可以通过聚集查询来有效地支持和实现这样的操作，通过定制具体的聚集查询操作，充分利用传感器节点的本地计算和存储能力，在网络上的中间节点对感知数据进行相应的聚集操作，对其进行过滤、归纳、压缩等聚集实现，有效地降低网络数据的传输量，达到节省能耗的目的。无线传感器网络节点能源有限，而数据传输是传感器网络消耗能量最大的活动，因此如何减小网络中的数据是研究者所需关注的一个重要问题。
[0048] 数据融合汇聚提高数据质量，提高可靠性、准确性和一致性。其次，数据融合汇聚用于填补探测技术中的缺陷，而减轻各个传感器受故障的影响。第三，由于传感器和技术的限制，有些信息无法直接由传感器测出，但通过数据融合可以做到。最后一点优势与数据质量关联不大，但关系到数量，数据融合将减少相关数据库的所需容量，为操作减轻了负担，提高了效率。在图6中的显示数据融合汇聚过程。传感器或其他物理实体发出的信号，衍生成原始测量值，原始测量经过内部处理和合理性检查和检测算法，经不同传感器的输出。然后，进行对象细化，即处理实体，包括位置，轨迹，身份，活动状态等等，细化的对象是根据不同的输入数据和传感器和其他来源的信息。这些信息进一步的经过环境细化，即实体情况，包括该实体与其他实体的联系，信息的聚合等。
[0049] 根据交通物联网的需求，基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构模型是一个由实现各种不同功能的子系统有效集成而形成的复杂大系统。作为一个大系统，其实现了各子系统间的互连互通、有效集成，确保交通物联网协调规范发展，并在交通系统的实际运行中发挥其应有作用的决定性因素。
[0050] 本发明基于信息汇聚的交通物联网分层体系架构实现了对交通信息的综合利用，不仅能够实现对交通信息的发布，而且能够对交通流状况进行短期预报，统计分析等，为交通流组织方案的优化和城市道路交通的发展提供可靠的决策依据，增强交通信息的综合处理能力。通过基于信息汇聚的交通物联网信息平台系统，可以避免数据重复采集，实现资源共享，加快各个子系统之间的数据交流，实现了资源共享，降低整个系统的运营成本。同时，信息平台系统为系统功能的扩展提供了接口，系统的建立要分步骤、分阶段地完成。通过信息平台系统可将其他子系统封装起来，有助于信息系统的开发和进一步扩展。
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