CN103871272A - 一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到ZigBee无线通讯技术、无线传感器定位技术，具体是将无线通讯技术、无线传感器定位技术相结合，设计出一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统。本发明能够自动检测以车辆为圆心，半径为2m的圆形范围内的车辆，做到有效预警；同时还可以记录汽车超速违规信息，以方便交通管理部门处罚违规现象，减少交警街道执勤人次。本发明安装方便，成本低，无需交警实时看守，可极大的预防十字路口追尾，侧刮现象的发生。
Description
技术领域
本发明涉及到ZigBee无线通讯技术、无线传感器定位技术，具体是将无线通讯技术、无线传感器定位技术相结合，设计出一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统。
背景技术
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。简单的说，ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。
无线传感器的节点定位技术是无线传感网络应用的基本技术也是关键技术之一。我们在应用无线传感器进行环境监测从而获取相关信息的过程中，往往需要知道所获得数据的来源。全球定位系统GPS是目前应用最广泛最成熟的定位系统，但是GPS定位系统用户节点通常能耗高体积大，成本也比较高，需要固定的基础设施等，这使得它不适应低成本自组织的传感器网络，因此无线Ad hoc传感器网络定位得到了很广泛重视。利用位置信息可以进一步提高无线网络性能，提高许多新型服务。
随着我国经济的迅猛发展，汽车工业也得到高速发展，汽车保有量急剧增加，同时造成道路交通事故频繁发生，不仅威胁着人们的生命安全还造成巨大的经济损失，给无数家庭带来不幸，严重影响着经济发展和社会稳定。
国内研究的防碰撞预警系统多采用雷达来测量前车的距离变化来做出预警。与它们相比，本文设计的车辆十字路口防碰撞预警系统利用ZigBee技术进行车辆间的通信来实时交换车辆的速度、加速度等信息，使预警系统对目前车辆行驶信息的掌握更及时，这样可以更准确的对车辆碰撞进行预警。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统，利用ZigBee技术进行车辆间的通信来实时交换车辆的速度、加速度等信息，使预警系统对目前车辆行驶信息的掌握更及时，同时可以节省交警人力物力。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
(1)系统组成部分：整个十字路口防碰撞系统由十字路口监测中心、十字路口街角信标节点(路由器)、车载节点(未知终端节点)三部分组成。
十字路口监测中心主要由ZigBee收发模块、数据处理模块、电源组成。ZigBee收发模块主要由CC2430及其附属电路和附属装置组成，用于接收发送监测中心与其他节点的信息，并将数据传送给数据处理模块。数据处理模块由友善6410ARM板组成，处理来自Zigbee模块的信息，控制、显示其他节点状态，并及时将数据通过有线通信传送给总数据库。
十字路口街角信标节点组要由ZigBee收发模块、电源组成，与十字路口监测中心距离确定，协同监测中心共同作为信标节点。
车载节点主要由ZigBee收发模块、加速度传感器、速度传感器、Friendly6410、电源组成。ZigBee接收模主要由CC2431芯片及附属电路组成，CC2431具有基于RSSI技术的定位引擎。加速度传感器选用ADXL325测量车辆的加速度信号，由于CC2431芯片中内置模数转换器(ADC)，只需将CC2431芯片的P0口中输入口的寄存器ADCCFG对应位置置1就可使用内置的ADC将模拟信号转换成数字信号，存储于存储器空间中，经过加速度处理程序处理得到车辆的加速度。速度传感器采用霍尔转速传感器，霍尔传感器具有结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，灵敏度高，安装方便，功耗小，耐高温，频率高，耐振动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀的优点，因此能应对汽车内传感器恶劣的工作环境。Friendly6410自带LCD触摸屏，用于显示车辆周边节点状态。
(2)系统工作原理：假设车辆节点A，A依次发送测试报文至街角信标节点，在网络中筛选出信号最好的3个街角信标节点，根据3个信标节点准确的坐标值和测试报文应答RSSI值，利用CC2431芯片定位引擎，确定自身坐标。
车辆节点A获取自身坐标后，将加速度值、速度值、坐标值、车牌号写入报文，发送至监测中心，监测中心根据接收的数据，找出以A圆心，半径2m的所有车辆信息，并将此信息发送给A，此信息包换临近车辆的坐标值和速度值。如果A超速行驶，则将会记录A超速时间、速度值、车牌号，并保存至数据库，供交通部门处罚违规现象。
车辆A接收到监测中心的发送的临近车辆信息，A将根据坐标值在LCD显示屏上显示。如果临近车辆与A车距离不足1米，则开启预警，以提示驾驶员。
其他车辆信息收发过程与A车相同，仅以A车为例。
该系统的有益效果在于：(1)成本低、安装方便；(2)节省交警在恶劣天气情况下的出勤率；(3)安全有效地监测车辆周围行车环境，及时做出预警、情况紧急时采取自动抱闸。
附图说明
图1为系统布局及工作原理示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为系统布局及工作原理示意图。
实线○代表监测中心，□代表街角信标节点，Δ代表车辆节点，虚线○代表车辆节点监测半径(2m)。
Claims (4)
1.一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统，其特征在于：
包括一个车辆节点(终端节点)，此节点以CC2431芯片为核心芯片并带有LCD显示器。
一个可以在车辆节点(终端节点)和监测中心运行的显示临近车辆坐标点的上位机软件；
一个可以实时监控车辆速度的车辆节点，能够报告至检测中心记录并上传至交通部门备案。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统，其特征在于监测中心采用Friendly6410作为主控芯片，通过CC2430/2431无线通信模块收发其他节点数据。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统，其特征在于运行于各模块的软件：
运行于Friendly(友善)6410ARM的主控程序；
运行于CC2430/CC2431单片机中的应用层处理程序；
运行于Friendly6410的上位机坐标检测软件UI。
4.根据权利要2所述的一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统，其特征在于所述用于各种接口及硬件电路的驱动程序。
Priority Applications (1)
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| CN201210551387.0A CN103871272A (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统 |
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| CN201210551387.0A CN103871272A (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统 |
Publications (1)
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| CN103871272A true CN103871272A (zh) | 2014-06-18 |
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Family Applications (1)
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| CN201210551387.0A Pending CN103871272A (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种基于ZigBee的车载十字路口防碰撞系统 |
Country Status (1)
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |