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传感器节点设计

发布时间:2012/4/16 16:40:31 访问次数:2280

    在交通信息采集中,终端节点可采用非接触CM15MD-24H式的磁传感器来定时收集和感知区域内车辆的速度、车距等信息。当车辆进入传感器的监控范围后,终端节点通过磁力传感器来采集车辆的行驶速度等重要信息,并将信息传送给下一个定时醒来的节点。当下一个节点感应到该车辆时,结合车辆在两个传感器节点间的行驶时间估计,就可估算出车辆的平均速度。多个终端节点将各自采集并初步处理后的信息通过汇聚节点传递到基站节点,进行数据融合,获得道路车流量与车辆行驶速度等信息,从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。通过给终端节点安装温湿度、光照度、气体检测等多种传感器,还可以进行路面状况、能见度、车辆尾气污染等检测。

                              
    如果需要实现智能公交系统中的公交优先功能,则需要对现有交通信号控制器进行改造。通过添加传感器等辅助设备,交通信号控制器可以估算出公交车辆到达交叉路口的时间(旅行时间),计算出公交车辆在路口是否需要给予优先(可选择乘客数量作为优先权重),然后选择合适的优先控制策略,通过调整绿信比来优先放行公交车辆。交通信号控制器的改造包括:①车载无线通信终端节点;②交叉路口交通信号控制器上集成无线网关;⑧用于公交车辆定位的终端节点。
    通过构建基于ZigBee的无线传感器网络可以实现上述功能。当要临近路口时,车载ZigBee无线终端节点进行公交车辆信息广播,路边部署的无线传感器网络获取信息后,公交车辆定位的终端节点对其跟踪获取信息并汇聚到无线传感器网络网关节点上,通过内部连接最后信息传送给交通信号控制器,进行相应的优先处理。
    下面以基于Atmel的AT86RF230射频芯片和构。典型的终端节点和汇聚节点设计如图11-6所示,采用Atmel的8位RISC结构低功耗ATMega1281V MCU作为系统控制核心。采用512kB的AT45DB041D作为外部程序存储器。射频模块使用Atmel的支持ZigBee协议的AT86RF230,RF功率达到3dBm,室外传输距离可达300m以上节点的扩展接口可连接模拟输入、数字I/O、I2C、SPI和UART接口,这些扩展接口使其易于与传感器及其它外设连接,如外界光度、温湿度、气压、声、地磁和加速度等传感器。

    在交通信息采集中,终端节点可采用非接触CM15MD-24H式的磁传感器来定时收集和感知区域内车辆的速度、车距等信息。当车辆进入传感器的监控范围后,终端节点通过磁力传感器来采集车辆的行驶速度等重要信息,并将信息传送给下一个定时醒来的节点。当下一个节点感应到该车辆时,结合车辆在两个传感器节点间的行驶时间估计,就可估算出车辆的平均速度。多个终端节点将各自采集并初步处理后的信息通过汇聚节点传递到基站节点,进行数据融合,获得道路车流量与车辆行驶速度等信息,从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。通过给终端节点安装温湿度、光照度、气体检测等多种传感器,还可以进行路面状况、能见度、车辆尾气污染等检测。

                              
    如果需要实现智能公交系统中的公交优先功能,则需要对现有交通信号控制器进行改造。通过添加传感器等辅助设备,交通信号控制器可以估算出公交车辆到达交叉路口的时间(旅行时间),计算出公交车辆在路口是否需要给予优先(可选择乘客数量作为优先权重),然后选择合适的优先控制策略,通过调整绿信比来优先放行公交车辆。交通信号控制器的改造包括:①车载无线通信终端节点;②交叉路口交通信号控制器上集成无线网关;⑧用于公交车辆定位的终端节点。
    通过构建基于ZigBee的无线传感器网络可以实现上述功能。当要临近路口时,车载ZigBee无线终端节点进行公交车辆信息广播,路边部署的无线传感器网络获取信息后,公交车辆定位的终端节点对其跟踪获取信息并汇聚到无线传感器网络网关节点上,通过内部连接最后信息传送给交通信号控制器,进行相应的优先处理。
    下面以基于Atmel的AT86RF230射频芯片和构。典型的终端节点和汇聚节点设计如图11-6所示,采用Atmel的8位RISC结构低功耗ATMega1281V MCU作为系统控制核心。采用512kB的AT45DB041D作为外部程序存储器。射频模块使用Atmel的支持ZigBee协议的AT86RF230,RF功率达到3dBm,室外传输距离可达300m以上节点的扩展接口可连接模拟输入、数字I/O、I2C、SPI和UART接口,这些扩展接口使其易于与传感器及其它外设连接,如外界光度、温湿度、气压、声、地磁和加速度等传感器。

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