基于ZigBee技术的车流量检测系统设计+电路图(3)

菜单

在智能交通系统中，车辆信息的收取和利用无线通讯技术进行信息交流都是基础技术之一，也是后续信息处理的一个前提。利用传感器技术获得道路交通信息，如道路车流量信息、车速信息、车型信息等，并通过无线通讯技术将信息送至上位机，以此进行交通梳理，尽可能发挥现有交通设施的潜能，并有效的缓解交通拥堵现象。

1.2 车辆检测技术研究现状

1.3 无线传感网络和ZigBee技术概述

对于分散的传感器来说，相互之间信息传输也很重要。要实现众多传感器的信息传输，就必须将这些传感器组成一个网络，给网络中的各个节点赋予明确的分工，使各部分能够协调工作，从而实现信息的高效收集。

1.3.1 无线传感网络简介

对于城市交通这样一个需要布置大量传感器的系统而言，无线传感网络(Wireless Sensor Networks, 简称WSN)是大范围内信息传输的一个重要方式。通过在被监控范围内的布置大量便宜的传感器来建立网络，由各个节点共同合作来采集、感知、处理网络监控范围内的被监控对象的信息，并把所得到的内容发送给监控的人，是自组织、多跳的网络[12]。1999年，中国科学院的《知识创新试点领域方向研究》发布了一篇名为“信息与自动化领域研究报告”的报告，在这篇报告中，无线传感网络这个概念第一次被提了出来。在2005年，国家发改委将传感器网络和家庭网络列为了支持的重点[13]。无线传感器网络通过布置的大量传感器，可以实时地监控和采集其覆盖范围内的被测信息，利用这点，人们对于自然的感知方式就不仅仅局限于人的眼睛、耳朵，同时还有分布在网络当中的大量的廉价传感器，来充当人们的眼睛和耳朵，由此我们获得信息的方式就变得更加丰富多样了。目前随着科学技术的发展，基于各自无线通讯协议规范的近距离无线通信技术种类很多，如我们所熟知的卫星定位系统、近距离无线通讯技术、非接触式射频识别、无线局域网技术、ZigBee技术等都是无线传感网络。

1.3.2 ZigBee技术概述

在2002年，由几家公司共同合作，宣布成立了ZigBee联盟，它们分别是英国Incensys、日本三菱电气、美国Motorola等。此后它们一起努力，合力推动了ZigBee技术的发展[14]。ZigBee技术是一种近距离无线组网通信技术，它不追求高速率、远距离，凭借着功耗低和经济性好等特点，在智能家居以及智能交通等方面发挥着巨大作用。相对于别的一些通讯方式如GSM、GPRS而言，ZigBee不收取额外的费用，无需在使用时支付通信费。ZigBee的传输速率比较低、功耗小、所需的成本少并且拥有灵活的网络拓扑结构。正是由于它的这些特点，使得ZigBee在家庭自动化、遥测遥控等方面有着很大潜力。要组建一个完整的ZigBee网络，通常都需要有三种设备类型，分别是协调器，路由器和终端设备。这三种设备类型在网络中担当着不同的角色，它们有着不同的功能，彼此之间相互配合，才能完成网络的建立。其中，协调器在网络中的任务是负责启动和配置ZigBee网络，当协调器完成网络的启动和配置工作之后，它就会退居二线充当路由器的身份继续工作。路由器在网络中也是不可或缺的，它的主要功能是负责多跳路由、协助自己负责的终端设备进行通讯和允许其他设备的加入。终端设备通常作为网络最末端的设备，分散开来负责收集信息，它可以睡眠或者唤醒，能耗很小。

ZigBee发展至今，有很多厂商都在制造这类产品，如果没有统一的规范来进行管理的话，不同类型的产品就不能进行通讯。为了使不同厂商生产的设备之间可以互相通讯，ZigBee联盟为ZigBee芯片统一指定了ZigBee协议栈规范，它规定，凡是在同一个网络中的设备必须符合同一个协议栈规范，只要符合同一个协议栈规范，不同厂商的产品之间就可以相互通讯[15]。