基于无线传感网络的道路交通监测系统的研究

论文摘要

随着人类生活水平的提高,越来越多的人将汽车作为代步工具。随之而来的交通拥堵、混乱、事故也频繁发生。但是通过研究发现,这些不利的情况可以避免。因为在某时间某一道路段的车辆经常出现“扎堆”情况,所以希望有一种智能交通监控系统,能够及时的将城市各个道路段的状况进行随时监控,将每个路段的状况信息进行及时的收集,并进行分析,再及时将结果汇报给正在相应道路上行驶的车辆和司机,使之及时做出正确的判断,确定自己车辆的行驶路线。本文正是在以上的应用背景下,设计了一种道路交通状况实时监控系统。该系统利用无线传感器网络的技术平台,实现了以下功能:每个传感器单节点对道路状况和车辆相关数据采集;各个节点间的数据融合与优化;数据上传至后台监控电脑;后台数据优化处理和结果图形化显示。本文主要讨论了无线传感器网络中各个节点的硬件设计及其底层驱动编写,传感器硬件主要在磁阻传感芯片HMC1021基础上,利用汽车对地球磁场的扰动对输出电压的改变来检测汽车的行驶情况;考虑了节点体系中各个节点间的“相互协作”关系;在此系统平台上,本文也提出了道路安全状况检测问题及其方法,在节点上再次接入温湿度传感器,通过节点的温湿度来简单的判断路面的结冰情况和抗滑能力。可以看出,这种交通监控实时系统为道路交通资源的合理配置提供了数据源,对有限的道路资源优化使用,对减少道路拥堵和相关交通事故等状况,还是对节省车辆行驶时间和保证司机和乘客人身和财产安全方面有很大的使用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 无线传感器网络简介
• 1.2 无线传感器网络的发展与现状
• 1.3 研究的目的及意义
• 2 道路交通监测系统的结构
• 2.1 系统的构成和功能
• 2.2 系统的能耗分析与管理
• 2.3 系统的网络协议
• 2.4 本章小结
• 3 节点的硬件与软件设计
• 3.1 电磁传感器的电路设计
• 3.2 路面结冰状况的检测
• 3.3 节点的驱动程序设计
• 3.4 本章小结
• 4 数据算法和显示软件的设计
• 4.1 系统的时钟同步机制
• 4.2 数据帧结构和算法设计
• 4.3 控制和显示软件的设计
• 4.4 本章小结
• 5 实验结果研究
• 5.1 数据的测量
• 5.2 波形显示与结果分析
• 5.3 本章小结
• 6 总结
• 6.1 课题工作总结
• 6.2 系统功能的扩展与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1