車輛的無線檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展、城市化進程的加快、人口的快速增長，多種因素造成了當今社會交通運輸?shù)膿矶?，而現(xiàn)階段采用的增加道路容量，已不能滿足人們的出行需求。隨著傳感技術、通信技術等新科技的發(fā)展，智能交通系統(tǒng)隨之而出。車輛檢測作為智能交通系統(tǒng)的一個基礎部分，通過對車輛磁場數(shù)據(jù)的分析，獲取交通信息，使人們可以方便的確定出行安排，從而緩解交通擁堵，減少大氣污染。
　　車輛作為一種雙極性鐵磁類物質，其移動會對地球磁場造成擾動，而磁阻傳感器利用其內部

2、結構的特殊性可以將這種擾動檢測出來。根據(jù)這一原理，采用無線通信技術將具有這種檢測能力的節(jié)點組成一個無線傳感網(wǎng)絡，完成磁場數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸。本文采用無線傳感技術ZigBee和霍尼韋爾磁阻傳感器組成車輛無線檢測系統(tǒng)，對車輛的交通參數(shù)如車流量、車速等進行信息提取。在該檢測系統(tǒng)中，磁阻傳感器檢測車輛移動引起的波動的磁場信號，唯一的協(xié)調器和多個具有檢測功能的終端節(jié)點組成無線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通信。本文的具體研究內容如下：
　　一、車輛無線檢

3、測系統(tǒng)的總體結構設計
　　深入研究短距離無線傳感網(wǎng)絡-ZigBee，分析其網(wǎng)絡參考模型和協(xié)議架構，為檢測系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信奠定基礎；研究分析磁阻傳感器在車輛檢測應用中的工作原理，將兩種技術聯(lián)合使用，提出車輛無線檢測系統(tǒng)的整體架構。
　　二、車輛無線檢測系統(tǒng)的硬件設計
　　在對系統(tǒng)節(jié)點硬件結構分析的基礎上，設計車輛無線檢測系統(tǒng)的硬件模塊電路。選擇數(shù)字式磁阻傳感器HMC5883L作為傳感檢測芯片，其集成度高，同時測得X、Y、Z

4、軸的磁場數(shù)據(jù)，并輸出數(shù)字信號，減少信號處理電路。選擇CC2530作為ZigBee的硬件支持，集成了無線射頻芯片和微處理單元，外圍電路簡單，為系統(tǒng)低功耗設計提供條件。
　　三、車輛無線檢測系統(tǒng)的軟件設計
　　研究分析ZStack協(xié)議棧，進行網(wǎng)絡節(jié)點設備的星狀網(wǎng)絡結構的組網(wǎng)與入網(wǎng)設計，同時在設計驅動磁阻傳感器工作的程序，完成磁場數(shù)據(jù)的采集與傳輸。提出一種改進的多狀態(tài)機檢測算法和雙節(jié)點車速檢測算法對磁場數(shù)據(jù)進行計算與分析，最后得出