无线传感器网络统设计及其在智能交通中的应用.pdf

2 安徽大学硕士论文 摘要 摘要 传感器技术、微电子技术、计算技术和无线通信等技术的发展，促进并产生 了一种人类感知自然的新技术——无线传感器网络(Wireless Sensor Networks， 简称WSN)。WSN 的研究涉及网路技术、通信技术、嵌入式系统、信号与信息处理、 传感器技术、微机电系统(Micro Electro Mechanism 简称MEMS)等多个学科和领 域，可以广泛应用于军事、灾害预测、环境检测、交通控制与管理、医疗卫生、 城市信息化建设等领域。 智能交通系统(ITS)是利用现代信息技术，以先进的通讯技术、计算机技术、 自动控制技术、传感器技术为核心，通过对交通信息的采集与监测，使交通信号 控制、交通探测、交通诱导、交通干预、交通事故的救援等系统有机地结合起来， 通过计算机网络技术，实现对交通的实时监控与管理。智能交通系统的首要任务 是解决交通信息采集。无线传感网中的传感器节点主要完成监测区域的信息采 集，传感器网络应用于智能交通系统在国外已经有很广泛的应用，而在国内只有 少数科研机构进行研究，并且对于交通信息采集的技术包括环形线圈、微波、视 频、超声波等几种常见探测技术。 本文根据无线传感器网络在智能交通中的应用特点，采用基于巨磁阻传感器 (GMR)的磁敏探测技术，设计了应用于智能交通系统中的磁敏车辆探测器。文章 的主要工作内容如下： 1) 对国内外无线磁敏传感器节点进行分析，设计出了一种基于巨磁阻（GMR） 传感器、MSP430 超低功耗微控制器和CC1100 单片RF 收发芯片的无线传感器网 络车速、车流量检测器节点设计方法，并给出了传感器输出信号处理和射频功率 放大等难点电路设计方案；在节点设计的基础上给出了无线传感器网络基站。 2)根据 IEEE802.15.4 无线局域网协议标准，实现了适用于本文提出的硬件 平台的无线网络传输协议，主要介绍具体的物理层和 MAC 层协议的具体设计方 案。 3)根据本文提出的硬软件平台，给出了本系统软件实现、数据融合算法以及 具体的实验结果。 关键词：无线传感器网络；智能交通系统；传感器节点；无线协议；数据融合算 法 I 安徽大学硕士论文 无线传感器网络系统设计及其在智能交通中的应用 Abstract Development of sensor technology, microelectronic technology, computer technology and wireless communication technology, a new nature perception technology named Wireless Sensor Networks(WSN) has been developed. WSN research involves network technology, communication technology, embedded systems, signal and information processing, sensor technology, micro-electro-mechanical systems (referred to as MEMS) and many other disciplines. It can be applied to military, disaster prediction, environmental detection, traffic control