论文摘要
我国汽车产业和交通事业的快速发展,车辆的普及化,以及无线传感器网络的迅速发展,对车辆性能的监测提出了更高的要求。本论文在基于宁波中科院设计开发的GAINSJ软硬件开发平台上,采用ZigBee通信协议,研制了应用于道路交通参数监测的无线传感网络系统。ZigBee技术是一组基于IEEE批准的802.15.4无线标准技术。目前,市面上有名的802.15.4家族协议还有无线局域网WiFi、蓝牙和一些专用标准。与这些标准相比,ZigBee具有数据传输速率低、功耗低、动态组网、自由路由等特点。论文对IEEE 80.2.15.4/.ZigBee协议进行了介绍,阐述了ZigBee协议网络层功能的实现,设备类型和网络拓扑结构,论述了ZigBee网络的路由选择机制。利用OPNET仿真软件,对ZigBee协议进行仿真。针对ZigBee网络中节点传输数据的时延,网络通信性能和质量,以及ZigBee网络节点的扩展性进行模拟,对ZigBee协议的路由选择机制和自组网性能进行探讨,验证了ZigBee技术时延短,自组网性能强,协议简单以及高度扩充性的特点,同时提出OPNET仿真工具里封装的ZigBee模块的不足与限制。在GAINSJ软硬件开发平台上,设计了简单可行的道路交通监测系统。讨论了网络层和应用层的协议栈实现,完成网络节点通信和数据发送,实现了网络的组建和动态维护。通过外场车速测试,初步验证了监测系统的可行性,具有较强的应用价值。通过测量传感器节点在不同环境下的有效传输距离,对ZigBee在实际应用中的传输性能进行分析,指出ZigBee技术在有障碍物阻隔时不能保持良好的传输性能,并对此初步提出解决的办法。最后对所做的工作进行总结,提出不足并对下一步的工作提出展望。