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基于ZigBee技术的高速公路智能收费管理系统硬件技术方案设计
作 者: 高岩
导 师: 杨鸿文
学 校: 北京邮电大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: ETC ZigBee CC2430 RSSI
分类号: U495
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 280次
引 用: 3次
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内容摘要
不停车收费系统(又称电子收费系统,Electronic Toll Collection System,简称ETC系统)是利用车辆自动识别(Automatic Vehicle Identification,简称AVI)技术完成车辆与收费站之间的无线数据通信,进行车辆自动识别和有关收费数据的交换,通过计算机网络进行收费数据的处理,实现不停车自动收费的全电子收费系统。其最大特点是车辆可以以较高的速度通过收费口,无须在收费站停车交费。提高了公路的交通能力、车辆运行效率。论文首先分析了国内外智能化交通的发展现状,做了大量的技术比较,并选取当前比较热门的ZigBee技术来实现不停车收费系统,设计出基于动态数据采集和ZigBee无线传感网络的高速公路不停车收费系统。本文通过讨论ZigBee技术的背景、IEEE802.15.4标准及以此为基础的ZigBee协议栈构架,掌握ZigBee的技术优势,并将其作为无线传感器网络的核心技术。分析了硬件平台各部分设计的基本思想及必要性和可行性,并基于TI公司的CC2430无线模块设计了各个功能模块具体实现电路,最终实现了无线传感器网络通信的硬件平台。还对现有无线定位方法进行了研究,并分析了现有典型无线定位系统的优势和不足,以及其经常使用的场合。基于IEEE 802.15.4标准的ZigBee技术,分析了其各种网络拓扑结构,并选择了最适合本系统的树状网络拓扑结构。然后基于成本、精确度、可行性等的分析,选择了基于RSSI测距和三边测量的定位算法,并通过改进算法提高了系统的定位精度。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-7 目录 7-9 第一章 绪论 9-16 1.1 引言 9 1.2 本课题的研究背景 9-10 1.3 高速公路收费方案现状简介 10-14 1.3.1 基于通行票的方案 10-11 1.3.2 基于通行卡的方案 11-12 1.3.3 不停车电子收费系统 12-14 1.4 研究意义 14 1.5 研究内容与创新 14-16 1.5.1 本文主要研究内容 14-15 1.5.2 本文创新点 15-16 第二章 基于IEEE802.15.4标准的ZigBee技术 16-32 2.1 ZigBee简介 16 2.2 ZigBee网络的构成 16-22 2.2.1 星状网络拓扑 17-18 2.2.2 对等网络拓扑 18-20 2.2.3 网络组建及节点入网 20-22 2.3 ZigBee协议的研究 22-30 2.3.1 物理层 22-23 2.3.2 MAC层 23-27 2.3.3 网络层 27-29 2.3.4 应用层 29-30 2.4 ZigBee技术应用前景 30-31 2.5 本章小结 31-32 第三章 ZigBee网络下的高速公路的车辆识别定位算法研究 32-38 3.1 概述 32 3.2 无线传感器网络定位原理 32-35 3.2.1 定位分类 32-33 3.2.2 几种定位方法的比较与方案选取 33-35 3.3 RSSI算法研究与改进 35-37 3.3.1 RSSI算法简介 35 3.3.2 RSSI算法改进思路 35-37 3.4 本章小结 37-38 第四章 基于ZigBee的高速公路智能管理系统的硬件设计 38-49 4.1 核心器件的选择 38-40 4.2 硬件设计概述 40-41 4.3 节点设计 41-47 4.3.1 CC2430应用电路 41-43 4.3.2 功能底板电路 43-46 4.3.3 电路板布线设计 46-47 4.4 硬件调试方案 47-48 4.4.1 初期调试方案 47-48 4.4.2 后期调试计划 48 4.5本章小结 48-49 第五章 总结与展望 49-50 5.1 结论 49 5.2 不足与展望 49-50 参考文献 50-51 致谢 51
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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 电子计算机在公路运输和公路工程中的应用
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