CN103354031A - 一种基于ZigBee的车辆自动识别系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于ZigBee的车辆自动识别系统，该系统利用ZigBee无线通信技术，用于不停车地自动识别车辆的信息，该系统包括：车载子节点，安装于车辆内部，传感器元件用于采集车内的信息，在MCU进行简单整理后通过ZigBee收发机、天线传输给采集设备；数据采集单元，分为激活模块和采集模块；ZigBee网关，采集设备负责接收车载子节点传来的信息，并转交给ZigBee网关进行处理；手持观测器，经网关处理后的信息传到交警的手持观测器；控制中心，对采集的数据和子节点的固有信息进行整理，得出驶行在该路段的车辆的详细资料，然后再对数据库里的保存信息进行更新，根据车辆行驶路段的采集设备的编号，可以自动对该车辆该段时间内的行驶路线进行定位监控。
Description
技术领域
本发明属于射频信号处理技术领域，具体涉及一种基于ZigBee无线通信技术用于不停车地自动识别车辆信息的系统。
背景技术
如今社会上出现的利用克隆出租车、货车进行运营的现象日益严重。所谓克隆车，就是一辆或几辆无牌无证的车辆套用另一台有合法手续的车辆，这些车辆的车辆型号、外观、车牌照、行驶证件、保险、检验合格证、车船使用税、发动机、车架号都完全一样。因此，单从外观上根本无法识别车辆是否为合法车辆。据业内人士称，有些城市目前的克隆出租车竟有上千辆，已严重扰乱了出租车市场。然而由于执法手段的原始，基本上只能靠车主举报来查处，出租车行业呼吁运用高科技手段，使用自动识别系统来整治克隆车。除此以外，车辆自动识别系统还可以用于对被盗车辆的监控和追踪。
随着车辆运营业务和通信技术的发展，对车辆识别系统等交通管理系统智能化的要求也日益提高。而目前的识别方式还处于观测或者近距离停车识别的原始阶段，需要利用高科技手段将无线通信技术与车辆的管理相结合。通过从技术和应用两方面的分析与比较，可以看出：ZigBee非常适合于低功耗、低速率的监视、传感网络。ZigBee车辆自动识别系统利用新型的无线技术为实现成本低廉、准确有效、安全可靠、快速的自动识别系统提供了可能。
发明内容
本的发明目的是提供一种能够用于不停车地自动识别车辆的信息，直接或间接识别被盗车辆、克隆车辆的系统。
实现本发明目的的技术方案是：一种车辆自动识别系统，利用ZigBee无线通信技术，用于不停车地自动识别车辆的信息，该系统包括：
车载子节点，安装于车辆内部，传感器元件用于采集车内的信息，在MCU进行简单整理后通过ZigBee收发机、天线传输给采集设备；
数据采集单元，分为激活模块和采集模块；
ZigBee网关，采集设备负责接收车载子节点传来的信息，并转交给ZigBee网关进行处理；
手持观测器，经网关处理后的信息传到交警的手持观测器；
控制中心，对采集的数据和子节点的固有信息进行整理，可得出驶行在该路段的车辆的详细资料，然后再对数据库里的保存信息进行更新，根据车辆行驶路段的采集设备的编号，可以自动对该车辆该段时间内的行驶路线进行定位监控。
作为本发明的进一步改进，所述车载子节点的硬件设计采用Jennic公司的JN5121，该RAM在没有额外记忆设备的情况下，允许支持路由器和控制器能力。
作为本发明的进一步改进，所述车载子节点中的JN5121使用MAC加速器和高级加密标准AES加速器，同时提供休眠振荡器和能量保留工具来减低系统能量消耗，并集成了MUC和RF收发机，只需要对该微处理器外围电路进行适当的配置，就可以直接作为ZigBee车载子节点，安装于车内。
作为本发明的进一步改进，所述自动识别系统中的每个车载子节点都有自己固有的64位ID，ID的内容由发动机号、车牌号等信息进行编码和加密产生，在安装以前就由生产商提前配置给车载子节点，通过该标识符，采集节点便可以轻松发现并识别该车辆并进行数据传输。
作为本发明的进一步改进，所述ZigBee执行下列步骤：
（1）在网络中的充当协调器的激活设备一直处于工作状态，不断的扫描信道，当发现有车载子节点进入其网络范围时，就发出命令帧对子节点进行激活，当车载子节点接收到激活命令，立即激活其接收机，并向激活设备返回确认帧，表示已被激活；
（2）激活设备发出命令告知车载子节点可以进行数据传输，同时，激活设备将告知采集设备准备接收某频段的数据，利用采集设备单独来接收车载子节点发出的数据信息，使激活设备有充裕的时间来激活高速运动的子节点，同时可以使采集设备在短时间内完成数据的接收。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（2）中的子节点则采用广播方式传输数据和确认帧，当激活节点发现车载子节点传输的信息并非确认帧时，就丢弃该帧，不做任何进一步的处理，为降低车载子节点的耗能以及避免过多节点造成信道一直处于忙状态，当数据传输完毕后，采集子节点负责休眠子节点。
本发明利用低成本、低耗能的ZigBee无线通信技术，能较为理想的完成整个系统的设计方案，发挥其自动识别功能，可用于不停车地自动识别车辆的信息，可用于直接或间接识别被盗车辆、克隆车辆等。
本发明的有益效果在于：
（1）本方法利用ZigBee这种低功耗、低速率、低成本的特点，设计了新型的车辆自动识别系统，具有广阔的市场价值；
（2）在组网方面，根据车辆快速行驶的特点，在每个PAN网络中利用两个协调器来进行数据的接收，提高了数据传输的可靠性；
（3）利用子节点ID的内容由发动机号、车牌号等信息进行编码和加密产生，确保数据安全性。
附图说明
图1是本发明实施例1车辆自动识别系统结构示意图；
图2是本发明实施例1车辆自动识别系统组网示意图；
图3是本发明实施例1车辆自动识别系统核心硬件设备结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例做进一步说明。
如图1所示，一种车辆自动识别系统，该系统利用低成本、低耗能的ZigBee无线通信技术，用于不停车地自动识别车辆的信息，该系统包括：车载子节点，安装于车辆内部，传感器元件用于采集车内的信息，在MCU进行简单整理后通过ZigBee收发机、天线传输给采集设备；数据采集单元，分为激活模块和采集模块；ZigBee网关，采集设备负责接收车载子节点传来的信息，并转交给ZigBee网关进行处理；手持观测器，经网关处理后的信息传到交警的手持观测器；控制中心，对采集的数据和子节点的固有信息进行整理，可得出驶行在该路段的车辆的详细资料，然后再对数据库里的保存信息进行更新，根据车辆行驶路段的采集设备的编号，可以自动对该车辆该段时间内的行驶路线进行定位监控。
车载子节点中的JN5121使用MAC加速器和高级加密标准AES加速器，同时提供休眠振荡器和能量保留工具来减低系统能量消耗，并集成了MUC和RF收发机，只需要对该微处理器外围电路进行适当的配置，就可以直接作为ZigBee车载子节点，安装于车内。
自动识别系统中的每个车载子节点都有自己固有的64位ID，ID的内容由发动机号、车牌号等信息进行编码和加密产生，在安装以前就由生产商提前配置给车载子节点，通过该标识符，采集节点便可以轻松发现并识别该车辆并进行数据传输。
子节点则采用广播方式传输数据和确认帧，当激活节点发现车载子节点传输的信息并非确认帧时，就丢弃该帧，不做任何进一步的处理，为降低车载子节点的耗能以及避免过多节点造成信道一直处于忙状态，当数据传输完毕后，采集子节点负责休眠子节点。
本发明实施例1车辆自动识别系统组网如图2所示，ZigBee组网执行下列步骤：
（1）在网络中的充当协调器的激活设备一直处于工作状态，不断的扫描信道，当发现有车载子节点进入其网络范围时，就发出命令帧对子节点进行激活，当车载子节点接收到激活命令，立即激活其接收机，并向激活设备返回确认帧，表示已被激活；
（2）激活设备发出命令告知车载子节点可以进行数据传输，同时，激活设备将告知采集设备准备接收某频段的数据，利用采集设备单独来接收车载子节点发出的数据信息，使激活设备有充裕的时间来激活高速运动的子节点，同时可以使采集设备在短时间内完成数据的接收。
具体实施步骤如下：
（1）当任意一辆内置车载子节点的车辆进入已布置监控系统的路段时，由激活设备激活车内的车载子节点，发出命令让子节点开始传输数据；
（2）采集设备负责接收车载子节点传来的信息，并转交给ZigBee网关进行处理，然后传到交警的手持观测器中，信息也可以通过Internet传到控制中心；
（3）控制中心对采集的数据和子节点的固有信息进行整理，可得出驶行在该路段的车辆的详细资料，然后再对数据库里的保存信息进行更新，根据车辆行驶路段的采集设备的编号，可以自动对该车辆该段时间内的行驶路线进行定位监控。
图3是本发明实施例1车辆自动识别系统核心硬件设备结构图，车载子节点安装于车辆内部，传感器元件用于采集车内的信息，在MCU进行简单整理后通过ZigBee收发机、天线传输给采集设备。车载子节点的硬件设计采用Jennic公司的JN5121，它是一款适应低耗能、低成本IEEE802.15.4的无线微控制器。该微处理器包括一个32比特芯片RISC核；一个非常适合2.4GHz频段的IEEE802.15.4收发机；64KB的ROM和96KB的RAM；提供多种低成本的无线传感器网络应用的解决方案。特别的是，该RAM在没有额外记忆设备的情况下，允许支持路由器和控制器能力。为了进一步的降低成本，JN5121使用MAC加速器和高级加密标准AES加速器，同时提供休眠振荡器和能量保留工具，减低了系统能量消耗。该设备也能兼容大范围的数字和逻辑外围设备。由于该芯片集成了MUC和RF收发机，只需要对该微处理器外围电路进行适当的配置，就可以直接作为ZigBee 车载子节点，安装于车内。整个ZigBee节点的功耗很低，供电设备要求不高，普通的AA电池可用2年以上。此系统需要供电10年以上，节点可采用车内电源直接供电。
Claims (6)
1.一种基于ZigBee的车辆自动识别系统，该系统利用ZigBee无线通信技术，用于不停车地自动识别车辆的信息，该系统包括：
车载子节点，安装于车辆内部，传感器元件用于采集车内的信息，在MCU进行简单整理后通过ZigBee收发机、天线传输给采集设备；
数据采集单元，分为激活模块和采集模块；
ZigBee网关，采集设备负责接收车载子节点传来的信息，并转交给ZigBee网关进行处理；
手持观测器，经网关处理后的信息传到交警的手持观测器；
控制中心，对采集的数据和子节点的固有信息进行整理，可得出驶行在该路段的车辆的详细资料，然后再对数据库里的保存信息进行更新，根据车辆行驶路段的采集设备的编号，可以自动对该车辆该段时间内的行驶路线进行定位监控。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的车辆自动识别系统，其特征是，所述车载子节点的硬件设计采用Jennic公司的JN5121，该RAM在没有额外记忆设备的情况下，支持路由器和控制器能力。
3.根据权利要求1或2所述的一种车辆自动识别系统，其特征是，所述车载子节点，JN5121使用MAC加速器和高级加密标准AES加速器，同时提供休眠振荡器和能量保留工具来减低系统能量消耗，并集成了MUC和RF收发机，只需要对该微处理器外围电路进行适当的配置，就可以直接作为ZigBee车载子节点，安装于车内。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的车辆自动识别系统，其特征是，所述ZigBee执行下列步骤：
（1）在网络中的充当协调器的激活设备一直处于工作状态，不断的扫描信道，当发现有车载子节点进入其网络范围时，就发出命令帧对子节点进行激活，当车载子节点接收到激活命令，立即激活其接收机，并向激活设备返回确认帧，表示已被激活；
（2）激活设备发出命令告知车载子节点可以进行数据传输，同时，激活设备将告知采集设备准备接收某频段的数据，利用采集设备单独来接收车载子节点发出的数据信息，使激活设备有充裕的时间来激活高速运动的子节点，同时可以使采集设备在短时间内完成数据的接收。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于ZigBee的车辆自动识别系统，其特征是，所述步骤（2）中的子节点则采用广播方式传输数据和确认帧，当激活节点发现车载子节点传输的信息并非确认帧时，就丢弃该帧，不做任何进一步的处理，为降低车载子节点的耗能以及避免过多节点造成信道一直处于忙状态，当数据传输完毕后，采集子节点负责休眠子节点。
6.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的车辆自动识别系统，其特征是，自动识别系统中的每个车载子节点都有自己固有的64位ID，ID的内容由发动机号、车牌号等信息进行编码和加密产生，在安装以前就由生产商提前配置给车载子节点，通过该标识符，采集节点便可以轻松发现并识别该车辆并进行数据传输。
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