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基于WSN的公路隧道车辆监测定位系统研究
| 论文题名： | 基于WSN的公路隧道车辆监测定位系统研究 |
| 关键词： | 公路隧道;车辆监测;目标定位;无线传感器网络;Zigbee技术;系统设计 |
| 摘要： | 针对目前公路隧道消防、监控系统无法有效进行事故预警,事故发生后无法准确获知事故地点及现场状况,本文研究并设计了一种基于WSN的隧道车辆监测定位系统,旨在实时监测隧道内车辆的运行状态。该系统可对危险品运输车辆进行重点监控,预警因载有危险品的车辆出现意外而引起的恶性事故,也可实时监测隧道内交通状况,当事故发生时,可通过该系统精确定位事故发生地点并了解现场交通状况,也可跟进了解救援状况,为救援工作的顺利进行提供可靠的情报基础,实现对公路隧道的综合监控。 本文研究搭建了基于Zigbee技术的WSN,首先分析了电磁波在隧道空间中的传递机制和特性,根据电波在隧道内的场强分布对其传播区域进行了划分,并依据 Fresnel区域理论验证了隧道近场区电磁波传输特性符合自由空间模型的结论,在此基础上利用T-R场强函数推导出RSSI-D模型,并根据隧道环境采集大量数据拟合出基于RSSI的测距函数;之后,针对常用定位算法的缺陷,并结合隧道环境,提出一种基于RSSI-APIT的整合算法以提高系统定位性能;最后,根据隧道现有机电系统的状况,从整体上研究了系统框架,并结合设计算法,提出了一种等腰梯形子定位网络的节点布设方式,同时对系统硬件平台的搭建及各类节点的主要软件模块设计进行了研究。 经过对本系统建立数学模型,模拟节点分布,对系统定位精度进行了多次仿真,定位误差在3％~6%之间波动,且主要集中在车辆行进方向,能够基本满足定位要求。 该系统可融入隧道现有的通信、监控系统,作为隧道机电系统的一个子系统,实现对隧道内车辆的定位追踪,实时监控潜在的危险因素,对现有的监控、消防预警系统进行完善,实现事故预警、监测定位及事故救援的远程跟进,方便隧道事故处理策略的及时调整,在隧道管理方面具有一定的应用价值。 |
| 作者： | 王宁 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 赵忠杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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