智能車輛檢測儀網(wǎng)絡地磁傳感節(jié)點低功耗設計

　　引言

　　節(jié)能是無線傳感器網(wǎng)絡傳感節(jié)點管理的核心設計要求之一，節(jié)能的技術(shù)手段主要是使節(jié)點盡可能長地處于低功耗狀態(tài)或者使用盡量低的發(fā)射功率。節(jié)點休眠/喚醒調(diào)度機制大致可以分為2類[1]：節(jié)點確定性休眠和節(jié)點隨機休眠。這兩種節(jié)點休眠/喚醒調(diào)度機制的原則是保持無線傳感器網(wǎng)絡的連通性，適用于較大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡。針對單個傳感器節(jié)點，可以使用動態(tài)功率管理和動態(tài)電壓調(diào)節(jié)算法，其基本思想是避免把功率浪費在任何處在未使用狀態(tài)的電路上[2,3]。

　　智能車輛檢測儀傳感網(wǎng)絡由地磁傳感節(jié)點、中轉(zhuǎn)節(jié)點組成，其中地磁傳感節(jié)點采用電池供電，與中轉(zhuǎn)節(jié)點采用無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸，中轉(zhuǎn)節(jié)點采用有線電源供電，因此地磁傳感節(jié)點的使用壽命是整個檢測網(wǎng)絡的關(guān)鍵，研究地磁傳感節(jié)點的低功耗實現(xiàn)方法對延長車輛檢測儀網(wǎng)絡的使用壽命、提高交通道路監(jiān)測系統(tǒng)的智能水平具有重要的理論和實踐意義。

　　智能車輛檢測儀網(wǎng)絡概述

　　智能車輛檢測儀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

　　智能車輛檢測儀網(wǎng)絡安裝在各交通干支上，中轉(zhuǎn)節(jié)點根據(jù)地磁傳感節(jié)點獲得的信息進行車流量統(tǒng)計、車速計算、道路占有率計算等。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示，在每個車道上安裝地磁傳感節(jié)點，將中轉(zhuǎn)節(jié)點安裝在路旁的路燈桿上。地磁傳感節(jié)點采用地磁傳感器作為敏感元件，對車輛經(jīng)過傳感節(jié)點引起的地磁場變化進行采集記錄，并通過無線方式將采集到的數(shù)據(jù)傳給中轉(zhuǎn)節(jié)點，各個地磁傳感節(jié)點僅與中轉(zhuǎn)節(jié)點進行通信，相互之間不進行通信。中轉(zhuǎn)節(jié)點對地磁節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)進行分析處理后經(jīng)過有線方式傳給地面綜合控制中心。

　　地磁傳感網(wǎng)絡節(jié)點功能結(jié)構(gòu)

　　地磁傳感節(jié)點功能組成如圖2所示，由地磁傳感器電橋、信號處理電路、各模塊電源管理單元、微處理器單元、射頻模塊組成，微處理器單元自身含有10位AD轉(zhuǎn)換電路，將采集到的信號進行AD轉(zhuǎn)換后通過無線傳輸單元發(fā)送給中轉(zhuǎn)節(jié)點。