無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/163427.htm網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件功能設(shè)計(jì)
在ITS無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照功能不同,需要分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。終端節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的軟件功能如圖3所示。終端節(jié)點(diǎn)安裝不同的傳感器用于運(yùn)動(dòng)車輛信息采集和道路信息獲取等。其功能實(shí)現(xiàn)可按照精簡(jiǎn)功能設(shè)備(RFD,ReducedFunctionDevice)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。終端節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)按照星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng),在固定時(shí)間點(diǎn)由睡眠狀態(tài)醒來(lái)與匯聚節(jié)點(diǎn)主動(dòng)通訊。信息路由則交給父(匯聚)節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)中具有路由功能的協(xié)調(diào)器和路由器完成,降低了節(jié)點(diǎn)功耗和軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。匯聚節(jié)點(diǎn)是終端節(jié)點(diǎn)軟件功能上的擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)及路由消息的功能,允許更多重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。可按照全功能設(shè)備(FFD,F(xiàn)ullFunctionDevice)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件功能
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中所需要的協(xié)調(diào)器,負(fù)責(zé)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、配置網(wǎng)絡(luò)成員地址、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、維護(hù)節(jié)點(diǎn)的綁定關(guān)系表等,還負(fù)責(zé)將所采集的數(shù)據(jù)初步處理并交付交通信號(hào)控制器傳輸?shù)缴弦患?jí)信息中心,需要較多存儲(chǔ)空間、計(jì)算及通訊能力。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件功能設(shè)計(jì)
現(xiàn)有較多的無(wú)線傳感網(wǎng)解決方案,包括各芯片產(chǎn)商推出的單片機(jī)外接射頻芯片和集成射頻、微處理器的單芯片等。在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中較常采用的ZigBee射頻芯片有Atmel的AT86RF230、TI的CC2420、Freescale的MC1319x和MC1320x、Microchip的MRF24J40等。此外,芯片產(chǎn)商推出了單芯片解決方案,如TICC2430延用了CC2420芯片的架構(gòu),在單個(gè)芯片上整合了ZigBee射頻前端、內(nèi)存和微控制器;Freescale的MC1321x/MC1322x和Jennic的JN5121/JN513x單芯片解決方案等。
●基于Atmel的AT86RF230射頻芯片和AVR單片機(jī)設(shè)計(jì)方案
典型的終端節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如圖4所示,采用Atmel的8位RISC結(jié)構(gòu)低功耗ATMegal1281VMCU作為系統(tǒng)控制核心。采用512KB的AT45DB041D作為外部程序存儲(chǔ)器。射頻模塊使用Atmel的支持ZigBee協(xié)議的AT86RF230,RF功率達(dá)到3dBm,室外傳輸距離可達(dá)300米以上節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展接口可連接模擬輸入、數(shù)字I/O、I2C、SPI和UART接口,這些擴(kuò)展接口使其易于與傳感器及其它外設(shè)連接,例如外接光度、溫溫度、氣壓、聲、地磁和加速度等傳感器。
傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
●基于TI的CC2420芯片和ARM單片機(jī)設(shè)計(jì)方案
在設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)時(shí),需要較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力,用以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜路由協(xié)議以及信息處理等。如圖5所示Crossbow的imote2節(jié)點(diǎn)采用了MarvellPXA271高性能、低功耗處理器。該處理器使用動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù),頻率范圍13MHz~416MHz,可工作于低電壓(0.85V)低頻率(13MHz)模式,具備了優(yōu)良的動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)。此外,該處理器封裝內(nèi)集成三個(gè)芯片256KBSRAM,32MBFLASH以及32MBSDRAM,減小了體積。通過(guò)提供多種I/O,能夠靈活的支持不同種類的傳感器。該處理器還支持一個(gè)MMX協(xié)處理器,提高多媒體處理能力,可以用于無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音和圖像處理。Imote2使用TI的CC2420ZigBee射頻芯片,支持2.4GHz、16通道250kb/s數(shù)據(jù)傳輸,發(fā)送功率-24~0dBm。有效通訊距離是30米,可以通過(guò)SMA接口外接天線來(lái)增加傳輸距離。
評(píng)論