無線傳感器網(wǎng)絡高速公路路面信息監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著微電子技術、計算機技術和無線通信技術的高速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(WSN,wireless sensor networks)技術孕育而生并得到了快速的發(fā)展,由于它具有實時采集、處理和傳輸各種對象信息的特點,得到了廣泛運用,成為二十一世紀研究的熱點。伴隨著我國高速公路建設的快速增長,高速公路交通安全問題也得到了人們的高度重視。目前,在高速公路交通安全事故中,因不良路面狀況導致人員傷亡和財產(chǎn)損失的安全事故占了四分之一。為了減少和避免不良路

2、面狀況造成的交通事故,對高速公路沿線的路面信息進行實時監(jiān)測是十分必要的。
　　 本文構建了一個高速公路路面信息監(jiān)測系統(tǒng),把無線傳感器網(wǎng)絡技術引入高速公路路面信息監(jiān)測系統(tǒng)中。系統(tǒng)采用ZigBee通信協(xié)議,網(wǎng)絡中傳感器節(jié)點自動形成網(wǎng)絡,通過“多跳”的方式將采集到的數(shù)據(jù)信息傳送到控制中心。模擬實驗中通過GAINZ硬件開發(fā)平臺實現(xiàn)檢測高速公路沿線的路面信息,包括溫度、濕度、光強度等參數(shù),從而實時的監(jiān)控高速公路路面的積水、積雪、結冰、雨、

3、霧和光線等氣候環(huán)境的功能。介紹了課題研究的相關背景和我國道路氣象監(jiān)測系統(tǒng)研究存在的問題,對無線傳感器網(wǎng)絡技術、GAINZ硬件開發(fā)平臺和SHT11濕度傳感器做了詳細的介紹。主要做了以下幾方面的工作：⑴采用了用于檢測路面濕度信號的濕度傳感器。⑵基于IEEE802.15.4協(xié)議標準,針對應用于高速公路路面信息監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點進行了軟件設計,主要包括物理層數(shù)據(jù)采集模塊設計、物理層無線收發(fā)功能模塊設計、CSMA／CA.信道接入功能設計、幀

4、格式設計。⑶分析了高速公路路面信息監(jiān)測系統(tǒng)的設計目標和設計要求,設計了系統(tǒng)的總體結構。⑷成功模擬了高速公路路面信息監(jiān)測系統(tǒng)的實驗,包括設計和調(diào)試運行了采集、收發(fā)程序,借助GAINZ硬件開發(fā)平臺完成了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集,并利用SNAMP后臺可視化軟件對系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。本課題的研究為實際高速公路氣象監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)提供了理論基礎和可行性分析。實驗證明,利用無線傳感器網(wǎng)絡對高速公路路面信息進行監(jiān)測的方案是可行的,無論是監(jiān)測的精確度和實時性都非常高