基于ZigBee技术的车流量检测系统设计+电路图(4)

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根据IEEE802.15.4标准和ZigBee联盟的联合规定，ZigBee网络被分为了四层，由底层到顶层分别是物理层、媒体访问控制层（MAC）、网络层（NWK）和应用层。其中物理层和MAC层是由IEEE802.15.4标准定义的，网络层和应用层是由ZigBee联盟定义的，如图 1.1所示 [16]。每个层分别拥有不同的职能，在工作时，彼此之间通过原语来完成各种操作。由于整个网络不再只是一个单一任务的工程，因此ZigBee功能的实现需要依靠嵌入式操作系统OSAL来完成。

ZigBee网络体系构架

ZigBee网络支持的拓扑结构包括三种不同的形式，它们分别是树型、星型和网状型[17]。如图1.2所示，它们的形态各不相同。其中，星型结构是最基本的网络结构，在星型网络中所有的路由设备和终端设备都只和协调器通信，彼此之间没有交流，呈一个放射状；在树型网络中，各个节点分别跟它的父节点和子节点相连，彼此间可以进行通信，其他通信都是通过树型网络来进行；网状型网络是在树型网络的基础上建立起来的，只是它允许各路由节点之间进行通信。

ZigBee网络拓扑结构图示

CC2530芯片是由美国的德州仪器（Texas Instruments，简称TI）公司推出的，在芯片推出时，该公司还向用户提供了一个半开源的ZigBee解决方案Z-Stack，作为用户学习开发ZigBee技术的参考。结合CC2530芯片，使用瑞典公司 IAR 开发的 IAR Embedded Workbench for MCS．51 软件作为它的集成开发环境，用户可以比较轻松的开发出具体的应用程序来。在开发过程中，开发者只能看到协议栈调度程序，TI公司把其它的协议栈操作的具体代码都封装在了库代码中。用户在进行具体的应用开发时，只需要使用API接口来处理程序即可。

1.4 本文主要研究内容

本文主要的研究内容是设计一种基于地感线圈的车流量检测器，通过检测振荡电路频率的变化来记录车流量信息，并利用ZigBee技术建立无线传感网络，将各个传感器所采集的信息发送至协调器并通过串口通信发送至上位机，并在计算机上显示车流量信息。硬件上使用TI公司研制的拥有51单片机内核和RF射频收发模块的CC2530芯片进行信息处理和传输。

2 地感线圈传感器

目前用于车辆检测的传感器多种多样，不同类型的传感器都有着自己各自的优势和缺点，其中地感线圈传感器发展时间长，并且由于它经济性强、受外界环境影响程度小等优点，目前仍是使用最广泛的车辆检测传感器。作为车辆检测传感器，它可以收集到道路交通中的车流量信息、车速信息、车型信息等交通参数，交通管理中心可以通过这些有效的交通信息进行交通管理和道路交通疏导。随着地感线圈传感器的发展，它的可靠性和精度会进一步提高，并发挥更大作用。