傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2012/4/16 16:40:31 訪問(wèn)次數(shù):2262
在交通信息采集中,終端節(jié)點(diǎn)可采用非接觸CM15MD-24H式的磁傳感器來(lái)定時(shí)收集和感知區(qū)域內(nèi)車輛的速度、車距等信息。當(dāng)車輛進(jìn)入傳感器的監(jiān)控范圍后,終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)磁力傳感器來(lái)采集車輛的行駛速度等重要信息,并將信息傳送給下一個(gè)定時(shí)醒來(lái)的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)感應(yīng)到該車輛時(shí),結(jié)合車輛在兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)間的行駛時(shí)間估計(jì),就可估算出車輛的平均速度。多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)將各自采集并初步處理后的信息通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳遞到基站節(jié)點(diǎn),進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,獲得道路車流量與車輛行駛速度等信息,從而為路口交通信號(hào)控制提供精確的輸入信息。通過(guò)給終端節(jié)點(diǎn)安裝溫濕度、光照度、氣體檢測(cè)等多種傳感器,還可以進(jìn)行路面狀況、能見(jiàn)度、車輛尾氣污染等檢測(cè)。
如果需要實(shí)現(xiàn)智能公交系統(tǒng)中的公交優(yōu)先功能,則需要對(duì)現(xiàn)有交通信號(hào)控制器進(jìn)行改造。通過(guò)添加傳感器等輔助設(shè)備,交通信號(hào)控制器可以估算出公交車輛到達(dá)交叉路口的時(shí)間(旅行時(shí)間),計(jì)算出公交車輛在路口是否需要給予優(yōu)先(可選擇乘客數(shù)量作為優(yōu)先權(quán)重),然后選擇合適的優(yōu)先控制策略,通過(guò)調(diào)整綠信比來(lái)優(yōu)先放行公交車輛。交通信號(hào)控制器的改造包括:①車載無(wú)線通信終端節(jié)點(diǎn);②交叉路口交通信號(hào)控制器上集成無(wú)線網(wǎng)關(guān);⑧用于公交車輛定位的終端節(jié)點(diǎn)。
通過(guò)構(gòu)建基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)上述功能。當(dāng)要臨近路口時(shí),車載ZigBee無(wú)線終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行公交車輛信息廣播,路邊部署的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取信息后,公交車輛定位的終端節(jié)點(diǎn)對(duì)其跟蹤獲取信息并匯聚到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上,通過(guò)內(nèi)部連接最后信息傳送給交通信號(hào)控制器,進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)先處理。
下面以基于Atmel的AT86RF230射頻芯片和構(gòu)。典型的終端節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如圖11-6所示,采用Atmel的8位RISC結(jié)構(gòu)低功耗ATMega1281V MCU作為系統(tǒng)控制核心。采用512kB的AT45DB041D作為外部程序存儲(chǔ)器。射頻模塊使用Atmel的支持ZigBee協(xié)議的AT86RF230,RF功率達(dá)到3dBm,室外傳輸距離可達(dá)300m以上節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展接口可連接模擬輸入、數(shù)字I/O、I2C、SPI和UART接口,這些擴(kuò)展接口使其易于與傳感器及其它外設(shè)連接,如外界光度、溫濕度、氣壓、聲、地磁和加速度等傳感器。
在交通信息采集中,終端節(jié)點(diǎn)可采用非接觸CM15MD-24H式的磁傳感器來(lái)定時(shí)收集和感知區(qū)域內(nèi)車輛的速度、車距等信息。當(dāng)車輛進(jìn)入傳感器的監(jiān)控范圍后,終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)磁力傳感器來(lái)采集車輛的行駛速度等重要信息,并將信息傳送給下一個(gè)定時(shí)醒來(lái)的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)感應(yīng)到該車輛時(shí),結(jié)合車輛在兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)間的行駛時(shí)間估計(jì),就可估算出車輛的平均速度。多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)將各自采集并初步處理后的信息通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳遞到基站節(jié)點(diǎn),進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,獲得道路車流量與車輛行駛速度等信息,從而為路口交通信號(hào)控制提供精確的輸入信息。通過(guò)給終端節(jié)點(diǎn)安裝溫濕度、光照度、氣體檢測(cè)等多種傳感器,還可以進(jìn)行路面狀況、能見(jiàn)度、車輛尾氣污染等檢測(cè)。
如果需要實(shí)現(xiàn)智能公交系統(tǒng)中的公交優(yōu)先功能,則需要對(duì)現(xiàn)有交通信號(hào)控制器進(jìn)行改造。通過(guò)添加傳感器等輔助設(shè)備,交通信號(hào)控制器可以估算出公交車輛到達(dá)交叉路口的時(shí)間(旅行時(shí)間),計(jì)算出公交車輛在路口是否需要給予優(yōu)先(可選擇乘客數(shù)量作為優(yōu)先權(quán)重),然后選擇合適的優(yōu)先控制策略,通過(guò)調(diào)整綠信比來(lái)優(yōu)先放行公交車輛。交通信號(hào)控制器的改造包括:①車載無(wú)線通信終端節(jié)點(diǎn);②交叉路口交通信號(hào)控制器上集成無(wú)線網(wǎng)關(guān);⑧用于公交車輛定位的終端節(jié)點(diǎn)。
通過(guò)構(gòu)建基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)上述功能。當(dāng)要臨近路口時(shí),車載ZigBee無(wú)線終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行公交車輛信息廣播,路邊部署的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取信息后,公交車輛定位的終端節(jié)點(diǎn)對(duì)其跟蹤獲取信息并匯聚到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上,通過(guò)內(nèi)部連接最后信息傳送給交通信號(hào)控制器,進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)先處理。
下面以基于Atmel的AT86RF230射頻芯片和構(gòu)。典型的終端節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如圖11-6所示,采用Atmel的8位RISC結(jié)構(gòu)低功耗ATMega1281V MCU作為系統(tǒng)控制核心。采用512kB的AT45DB041D作為外部程序存儲(chǔ)器。射頻模塊使用Atmel的支持ZigBee協(xié)議的AT86RF230,RF功率達(dá)到3dBm,室外傳輸距離可達(dá)300m以上節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展接口可連接模擬輸入、數(shù)字I/O、I2C、SPI和UART接口,這些擴(kuò)展接口使其易于與傳感器及其它外設(shè)連接,如外界光度、溫濕度、氣壓、聲、地磁和加速度等傳感器。
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