在过去几十年里我国高速公路发展取得了重大的进步,然而在高速公路取得飞速发展的同时,交通事故、环境污染、能源消耗等问题却依然严峻,高速公路管理水平明显滞后于道路建设的发展。因此如何实现高速公路高效、快速、安全运行不仅是我国也是世界各国共同面对的严峻问题。随着信息技术、数据通信技术、电子控制技术和计算机等的发展,智能交通系统逐渐成为解决交通问题的最有效途径。智能交通系统就是利用各种先进技术实现车、路之间的相互联系,使车辆可以在道路上安全、舒适的运行,达到人车路的协调统一,提高运输效率,充分保障交通安全、提高能源利用率、改善环境质量。物联网技术的出现为智能交通系统的发展提供了新的动力,物联网智能交通系统是利用各种信息传感设备,如射频识别、红外感应器、全球定位系统、传感网络等技术与互联网结合,实现人、车、路的相互连接,从而实时、准确的获取交通信息,为智能交通系统的合理调度控制、充分利用各种资源等的科学决策提供基础数据。本文主要工作及研究内容主要包括：(1)从基本概念入手,介绍了物联网的工作原理、特点、物联网结构以及物联网的智能应用；同时总结了智能交通系统以及智能高速公路系统的发展,阐述了智能高速公路系统的基本要素和主要子系统；(2)对物联网技术及在智能交通系统方面的应用进行了分析,然后从交通执法管理、交通诱导和紧急事件处理等角度对其进行了阐述；(3)从系统需求出发对智能高速公路系统进行了分析,然后结合物联网架构和智能高速公路系统的需求设计了基于物联网的智能高速公路系统框架；(4)从宏观的角度对智能高速公路系统的决策支持系统、紧急事故救援系统、智能调度控制系统、信息发布服务系统和电子收费系统进行了设计。