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基于磁阻传感器和ZigBee网络的ITS车流量监控系统

作　者: 黄荣谞
导　师: 孙力娟
学　校: 南京邮电大学
专　业: 计算机技术
关键词: 智能交通 传感器 ZigBee网络 流量监控
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


城市交通问题日趋严峻,关联着汽车制造业及附属产业的发展、城市的污染,以及社会生产效率的提高。智能交通系统的建立能够高效的解决城市交通的拥挤问题,而无线传感器网络融入智能交通系统的技术日益成熟,突显传感网易于部署、施工便捷、运维成本低等特点。本文针对城市交通道路地磁场和车辆的磁信号特征,设计交通流量信息采集节点,将交通道路上的磁信号扰动捕捉,经过MCU处理后,通过ZigBee网络和串口通信基站传输到建立的流量后台监控服务系统,对交通流量的数据进一步处理,使得服务系统能够对交通采集信息作出交通控制措施。本硕士论文的研究工作主要包含以下几点：研究设计高度集成的传感器监测节点采集交通道路上的磁模拟信号,通过模数、数模转换,获得数字信号,并对监测节点电路作出电磁兼容设计,给无线射频模块提供低干扰的发射信号。对无线射频信号传输的接收成功率进行实验验证；其次建立了后台监控服务系统,收集、处理由ZigBee网络传输到无线基站再进一步传输到系统的车流信息,提出一种基于车流到达概率对交通的控制流进行建模分析,达到交通红绿灯对交通车流量的有效控制,并进行实验验证。

全文目录


中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 前言  8-14
  1.1 研究背景和意义  8-12
    1.1.1 智能交通技术概述  9-10
    1.1.2 国内外智能交通概况和趋势  10-11
    1.1.3 车辆检测技术的研究及发展概况  11-12
  1.2 论文主要工作  12
  1.3 论文结构安排  12-14
第二章 智能交通流量监控系统概述  14-25
  2.1 车流量系统框架结构  14-15
  2.2 车流量监控传感器的应用  15-22
    2.2.1 地磁场扰动检测原理  15-17
    2.2.2 各向异性磁阻传感器工作原理  17-21
    2.2.3 车流量监控磁信号特征  21-22
  2.3 ZigBee技术  22-24
    2.3.2 Zigbee无线传感器网络硬件平台  22-23
    2.3.3 Zigbee无线传感器网络软件平台  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 智能交通流量监控系统硬件平台  25-53
  3.1 车流量监测节点  25-36
    3.1.1 各向异性磁阻传感器  28-29
    3.1.2 测量放大电路  29-32
    3.1.3 置位/复位脉冲电路  32-34
    3.1.4 通信处理模块  34-36
  3.2 流量监测节点的电磁兼容PCB设计  36-46
    3.2.1 车流量监测节点的电磁兼容技术实现  36-37
    3.2.2 PCB电磁干扰与麦克斯韦电磁理论  37-39
    3.2.3 流量监测节点PCB的电磁兼容设计  39-46
  3.3 信息汇聚模块  46-50
    3.3.1 汇聚节点结构  46-49
    3.3.2 串口基座电路  49-50
  3.4 无线射频红绿灯模块  50-52
  3.5 本章小结  52-53
第四章 监测软件平台设计  53-67
  4.1 流量监测节点程序设计  53-61
    4.1.1 ADC转换模块  54-56
    4.1.2 DMA转换模块  56-59
    4.1.3 RF模块  59-61
  4.2 汇聚节点程序设计  61-63
  4.3 红绿灯控制程序设计  63-66
  4.4 本章小结  66-67
第五章 监控后台服务系统设计及应用分析  67-81
  5.1 服务器控制程序设计  67-73
    5.1.1 服务器控制程序主体功能  67-68
    5.1.2 数据库设计  68-70
    5.1.3 系统总体架构  70-71
    5.1.4 系统模块设计  71-73
  5.2 监控后台服务系统实验测试及结果分析  73-76
  5.3 红绿灯流量控制系统车辆到达概率建模分析  76-80
  5.4 本章小结  80-81
第六章 总结与展望  81-83
  6.1 总结  81
  6.2 展望  81-83
致谢  83-84
攻读硕士学位期间参加的科研项目  84-85
攻读硕士学位期间获得的专利申请  85-86
缩略词  86-88
图表清单  88-91
参考文献  91-93

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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