本文關(guān)鍵詞：車輛的無線檢測系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快、人口的快速增長,多種因素造成了當(dāng)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(shù)、通信技術(shù)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(chǔ)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(zhì),其移動會對地球磁場造成擾動,而磁阻傳感器利用其內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shù)將具有這種檢測能力的節(jié)點組成一個無線傳感網(wǎng)絡(luò),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(shù)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(jìn)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(diào)器和多個具有檢測功能的終端節(jié)點組成無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本文的具體研究內(nèi)容如下:一、車輛無線檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計深入研究短距離無線傳感網(wǎng)絡(luò)-ZigBee,分析其網(wǎng)絡(luò)參考模型和協(xié)議架構(gòu),為檢測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信奠定基礎(chǔ);研究分析磁阻傳感器在車輛檢測應(yīng)用中的工作原理,將兩種技術(shù)聯(lián)合使用,提出車輛無線檢測系統(tǒng)的整體架構(gòu)。二、車輛無線檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計在對系統(tǒng)節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,設(shè)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(shè)計提供條件。三、車輛無線檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計研究分析ZStack協(xié)議棧,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備的星狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)與入網(wǎng)設(shè)計,同時在設(shè)計驅(qū)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(jìn)的多狀態(tài)機(jī)檢測算法和雙節(jié)點車速檢測算法對磁場數(shù)據(jù)進(jìn)行計算與分析,最后得出車輛參數(shù),利用C++編寫上位機(jī)軟件顯示出來。經(jīng)過測試結(jié)果表明,該檢測系統(tǒng)的ZigBee無線通信質(zhì)量強(qiáng)、檢測算法的準(zhǔn)確度高,同時體積小、功耗低、方便安裝,適合應(yīng)用于車輛檢測。
【關(guān)鍵詞】：智能交通系統(tǒng) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 磁阻傳感器 ZigBee
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U491.116
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 論文研究背景和意義11-12
• 1.2 車輛檢測技術(shù)12-13
• 1.3 車輛無線檢測的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容15-16
• 第二章 短距離無線通信技術(shù)-Zig Bee16-26
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)16-18
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議17-18
• 2.2 Zig Bee技術(shù)特點18-19
• 2.3 Zig Bee協(xié)議棧19-22
• 2.3.1 IEEE 802.15.4 通信層20-21
• 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)層21-22
• 2.3.3 應(yīng)用層22
• 2.4 Zig Bee組網(wǎng)研究22-24
• 2.4.1 網(wǎng)絡(luò)模型22-23
• 2.4.2 Zig Bee組網(wǎng)原語23-24
• 2.4.3 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)組建24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 車輛的無線檢測系統(tǒng)總體設(shè)計26-34
• 3.1 磁阻傳感器26-29
• 3.1.1 電磁阻效應(yīng)26
• 3.1.2 各向異性磁電阻AMR效應(yīng)26-27
• 3.1.3 磁阻傳感器工作原理27-29
• 3.2 磁阻傳感器HMC5883L29-30
• 3.3 車輛檢測原理30-32
• 3.3.1 車輛檢測磁場模型30-31
• 3.3.2 車輛存在檢測31-32
• 3.4 車輛無線檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 車輛的無線檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計34-42
• 4.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計34-35
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊35-36
• 4.3 無線收發(fā)模塊36-39
• 4.4 電源模塊39-40
• 4.5 串口通信模塊40-41
• 4.6 硬件電路的抗干擾設(shè)計41
• 4.7 本章小結(jié)41-42
• 第五章 車輛的無線檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計42-63
• 5.1 ZStack協(xié)議棧42-45
• 5.1.1 ZStack協(xié)議棧軟件開發(fā)平臺42-43
• 5.1.2 ZStack協(xié)議棧初始化43-45
• 5.2 Zig Bee組網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn)45-51
• 5.2.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件功能實現(xiàn)45-48
• 5.2.2 終端節(jié)點軟件功能設(shè)計48-49
• 5.2.3 星狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵崿F(xiàn)49-51
• 5.3 磁阻傳感器軟件設(shè)計51-54
• 5.3.1 I2C總線尋址51-52
• 5.3.2 基于HMC5883L的軟件設(shè)計52-54
• 5.4 車輛檢測算法54-58
• 5.4.1 滑動平均濾波55-57
• 5.4.2 自適應(yīng)基線調(diào)準(zhǔn)57-58
• 5.4.3 多中間狀態(tài)檢測58
• 5.5 車速檢測算法58-61
• 5.6 上位機(jī)軟件設(shè)計與實現(xiàn)61-62
• 5.7 本章小結(jié)62-63
• 第六章 系統(tǒng)測試與結(jié)論63-67
• 6.1 系統(tǒng)節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸測試實驗63-64
• 6.2 車輛檢測實驗與結(jié)果64-65
• 6.3 總結(jié)與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 發(fā)表論文和科研情況說明71-72
• 致謝72-73

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  本文關(guān)鍵詞：車輛的無線檢測系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：302821