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原文传递车辆的无线检测系统研究

论文题名：	车辆的无线检测系统研究
关键词：	智能交通;车辆检测;ZigBee技术;磁阻传感器
摘要：	汽车工业的迅猛发展、城市化进程的加快、人口的快速增长，多种因素造成了当今社会交通运输的拥堵，而现阶段采用的增加道路容量，已不能满足人们的出行需求。随着传感技术、通信技术等新科技的发展，智能交通系统随之而出。车辆检测作为智能交通系统的一个基础部分，通过对车辆磁场数据的分析，获取交通信息，使人们可以方便的确定出行安排，从而缓解交通拥堵，减少大气污染。　　车辆作为一种双极性铁磁类物质，其移动会对地球磁场造成扰动，而磁阻传感器利用其内部结构的特殊性可以将这种扰动检测出来。根据这一原理，采用无线通信技术将具有这种检测能力的节点组成一个无线传感网络，完成磁场数据的采集、处理、传输。本文采用无线传感技术ZigBee和霍尼韦尔磁阻传感器组成车辆无线检测系统，对车辆的交通参数如车流量、车速等进行信息提取。在该检测系统中，磁阻传感器检测车辆移动引起的波动的磁场信号，唯一的协调器和多个具有检测功能的终端节点组成无线网络进行数据通信。本文的具体研究内容如下：　　一、车辆无线检测系统的总体结构设计　　深入研究短距离无线传感网络-ZigBee，分析其网络参考模型和协议架构，为检测系统的网络通信奠定基础；研究分析磁阻传感器在车辆检测应用中的工作原理，将两种技术联合使用，提出车辆无线检测系统的整体架构。　　二、车辆无线检测系统的硬件设计　　在对系统节点硬件结构分析的基础上，设计车辆无线检测系统的硬件模块电路。选择数字式磁阻传感器HMC5883L作为传感检测芯片，其集成度高，同时测得X、Y、Z轴的磁场数据，并输出数字信号，减少信号处理电路。选择CC2530作为ZigBee的硬件支持，集成了无线射频芯片和微处理单元，外围电路简单，为系统低功耗设计提供条件。　　三、车辆无线检测系统的软件设计　　研究分析ZStack协议栈，进行网络节点设备的星状网络结构的组网与入网设计，同时在设计驱动磁阻传感器工作的程序，完成磁场数据的采集与传输。提出一种改进的多状态机检测算法和双节点车速检测算法对磁场数据进行计算与分析，最后得出车辆参数，利用C++编写上位机软件显示出来。　　经过测试结果表明，该检测系统的ZigBee无线通信质量强、检测算法的准确度高，同时体积小、功耗低、方便安装，适合应用于车辆检测。
作者：	毛程倩
专业：	控制科学与工程
导师：	何宏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津理工大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文