基于ZigBee的高速公路限速系統(tǒng)研究.pdf

1、在道路交通事故成因中，超速行駛一直占有較高的比重。為此，國內外交通法規(guī)均對高速公路上的車輛行駛速度有一定限制，也通常會在高速公路沿線設置相應的限速標識來提醒駕駛員注意行車速度。而實際上車輛在道路上行駛狀態(tài)是錯綜復雜的，多是偶發(fā)性事故，單靠駕駛人的主觀意志往往難以控制，而因為環(huán)境污染造成的霧霾等不良天氣也使得高速公路的事故頻發(fā)。霧霾天氣常常表征為道路能見度低，在我國霧霾天氣日益嚴重的情況下，往往采取臨時限速管制的方法來防止交通事故的發(fā)生，

2、但隨著物聯(lián)網(wǎng)等智能化技術的廣泛應用，將物聯(lián)網(wǎng)ZigBee技術和智能交通相結合，利用物聯(lián)網(wǎng)ZigBee技術和嵌入式技術來解決不良天氣環(huán)境下的高速公路限速行駛問題，對于減少超速事故保障車輛行駛安全有著重要意義。
　　本文旨在研究一種在不良天氣環(huán)境下能夠實時監(jiān)測高速公路周圍天氣環(huán)境，并能夠根據(jù)相應的限速信號主動控制車速的高速公路限速系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，相關工作人員能夠實時的掌握高速公路周邊的天氣環(huán)境同時結合相應的天氣預報，對駛入高速路段的

3、車輛進行限速控制，高速公路限速系統(tǒng)可有效降低因為超速駕駛而引起的交通安全事故，保障了高速公路行車的安全性。除此之外，文章研究分析了現(xiàn)有的定位算法，在此基礎上提出了一種改進的加權質心定位算法。本文的主要工作總結如下：
　?。?）利用物聯(lián)網(wǎng) ZigBee技術組建無線傳感網(wǎng)絡。選取功能靈活多變的MASH(網(wǎng)狀)結構網(wǎng)絡，整個網(wǎng)路通過協(xié)調器設備選擇信道并完成ZigBee無線網(wǎng)絡的建立，接著在路由節(jié)點、終端節(jié)點加入后形成完整的無線傳感網(wǎng)絡，

4、終端節(jié)點利用相應的傳感器采集環(huán)境信息獲取公路沿線的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過路由節(jié)點的轉發(fā)將信息集中匯集在網(wǎng)絡的中心協(xié)調器上，協(xié)調器通過與PC機的串口通信完成在上位機監(jiān)測界面上實時顯示相關環(huán)境信息。
　?。?）設計高速公路限速系統(tǒng)。文章將物聯(lián)網(wǎng) ZigBee技術、嵌入式技術、傳感器技術等結合起來，以TI公司的CC2431芯片為ZigBee網(wǎng)絡的核心，對高速公路限速系統(tǒng)進行了設計研究，系統(tǒng)采用無線傳感網(wǎng)絡對高速公路周圍的溫度、濕度及可吸入顆粒

5、物濃度等環(huán)境參數(shù)進行實時檢測，并采用無線組網(wǎng)技術和嵌入式技術對車速進行主動控制，實現(xiàn)了高速公路的限速要求。系統(tǒng)利用C語言對無線網(wǎng)絡中的終端節(jié)點、路由節(jié)點、協(xié)調器等進行軟件編程，達到了預期效果。并采用VB語言對PC機的顯示界面進行開發(fā)設計，管理者可以直觀、方便的觀測到相應路段的天氣狀況。
　?。?）利用ZigBee芯片CC2431的無線定位功能，分析和研究了現(xiàn)有的定位算法，并針對現(xiàn)有RSSI定位算法的不足，通過采取實時測量環(huán)境因子修

6、正 RSSI數(shù)值，并提出一種改進的基于距離差值的加權質心算法，通過Matlab軟件進行定位實驗仿真，實驗結果表明，改進的基于距離差值的加權質心定位算法可有效的提高定位的準確性。
　　經(jīng)過系統(tǒng)模擬運行，基于ZigBee技術的高速公路限速系統(tǒng)實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡的雙向傳輸，一方面環(huán)境數(shù)據(jù)信息可順利通過無線網(wǎng)絡傳遞到監(jiān)測平臺；另一方面限速信號可通過無線網(wǎng)絡傳輸最終到達車載限速器上。系統(tǒng)較好地保障了霧霾等不良天氣環(huán)境下車輛的行車安全。同時文章在