智能交通zigbee通信中期报告（毕业设计）.doc

毕业设计（论文）中期报告 智能交通物联网系统-Zigbee通信部分 院（系） 计算机科学与工程学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 姓 名 学 号 导 师 2011年 5 月 2 日 一、．系统组成 在本系统中，车载终端设备的功能就是发送传感器网络的命令信息，将车辆的信息（可以是载客信息和位置信息等）发送至传感器网络。 车载终端（模块B）设备仅仅从网络中发送信息，并没有路由传输数据的功能，为了控制成本和复杂性，将车载终端设备的通讯模块作为RFD。 ’ 固定节点(模块A)的功能是接收来自车载终端设备(RFD)的车辆信息(如车辆的位置信息)，将这些信息通过路由传输的方式传递至网络协调器。由于固定节点具有路由的功能，因此，将固定节点设定为FFD。 模拟网络模块图： 二、 基于ZigBee的车辆定位 车辆定位问题概述 在无线传感器网络中，位置信息对传感器网络应用的有效性起关键的作用。在智能交通系统中，车辆的位置信息同样有着举足轻重的作用。智能交通系统中心只有实时地查询到每辆车辆的位置信息，才能对车辆进行定位跟踪，才能根据车辆在线路上分布的特点，对车辆作出科学合理的调度，才能对各个交通指挥站点下达正确的控制指令。因此，智能公交调度系统中，车辆的定位是最关键的部分。而在无线传感器网络中车载终端设备作为RFD，车辆的定位也就变成了无线传感器网络中移动节点的定位。 无线传感器网络节点定位的概念可表述为依靠有限位置己知的节点，确定布设区中其它节点的位置。根据是否已知节点自身的位置，把传感器节点分为锚节点和待测节点。锚节点是已知自身精确位置的节点，在网络节点中所占的比例比较大，作用是协助未知节点定位。除锚节点之外，其他节点均属于待测节点。图为智能交通系统局部无线传感器网络锚节点和待测节点示意图，空心圆表示锚节点，实心圆表示待测节点。待测节点通过临近的锚节点或己经定位的待测节点之间的通信，根据一定的定位算法计算出自身的位置。在本系统中，固定节点预先放置在公交线路道路两端的合适位置，在放置时就可以精确地确定它们的具体位置，因此可以作为无线传感器网络中的锚节点。移动节点RFD的位置随着车辆的运动而不断地变化着的，故可以作为无线传感器的待测节点。车辆定位的原理就是在任意一个时刻，根据无线传感器节点的定位原理和某种合适的定位算法，通过分布在公交线路道路两端固定节点的已知位置，计算出公交车辆的实际运行位置，达到公交车辆定位跟踪的目的。 RSSI测距算法 基于测距的节点定位算法分为测距和定位两个阶段。使用无线电信号强度测量距离，选择适当的无线传输模型是至关重要的。尽管道路交通环境复杂，但是由于局部无线传感器网络节点间为视距传输，因此对某一节点其电磁传输模型可以用具有视距传输的对数距离路径损耗模型来描述111。其大尺度传输模型见式(4．1)： 式中，Pr(d)为距离发射点d米处的接收信号强度表达式，单位为dBm，d0为接收功率的参考点，A0为该节点的发射功率，γ为实际的路径损耗指数，γ0=2　为自由空间路径损耗指数，Xσ为0均值的高斯分布随机变量，标准偏差为σ，σ值越大，表示模型的不确定性越大。在实际的无线传感器网络中，节电可以测量并记录来自其他节点的型号强度，由式(4．1)不难推出： 车辆位置估算 在车辆定位过程中，所有的固定节点(FFD)均分布在公交线路的两侧，每个固定节点之间的距离为500m左右，道路宽度比较小，通常只有几十米，整个传感器网络在一条狭长的线路带上。智能交通中心在对车辆进行定位跟踪时，更关注车辆在 道路上的位置，而不是车辆在道路的哪个车道上，因此，可以把整个传感器网络近似看作在一条直线上，这样，就可以建立起一个简单的坐标模型：以C车辆的起点或者终点作为坐标的原点，以整个道路作为坐标轴，所有固定节点和移动节点都成了这个坐标轴上的坐标点。根据RSSI无线测距算法，计算出每个待测节点距离与它能够通信的已知位置的固定节点的距离，然后根据已知固定节点的位置，计算出移动节点即车辆的位置。 三、设计进度与存在问题及解决措施 模块A(接受端)通过串口输出 模块B发送的数据： 存在问题 只实现了两个模块无线组网，相互通信传输数据，未能将RSSI信号强度从模块A传输到B。 由于没有RSSI的信号强度值，无法换算距离曲线图。 关于RSSI测距代码还存在错误。 RSSI