开题报告智能交通物联网系统Zigbee通信部分

1、智能交通物联网系统-zigbee通信部分院（系） 计算机科学与工程学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 姓 名 学 号 导 师 毕业论文开题报告姓 名赵明学 号070609313专 业计算机科学与技术班 级2007级09班题 目智能交通物联网系统-zigbee通信部分1题目背景、研究意义及国内外相关研究情况选题的背景、研究意义现代城市的发展，交通问题越来越引起人们的关注。随着城市车辆的增加，人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门所面临的重要问题。城市道路交通控制主要是对交通信号的控制，交叉口处的交通信号灯是城市道路网中的主要控制设施。现有信号控制器的安装与管理，主要是以专线连接为主。新

2、增信号控制器的管理与安装，除非在规划之初即完成布线工作，否则需要进行重新开挖及架线，造成极大的资源浪费。四通八达的大交通要实现智能化需要全面无缝覆盖的大网络支撑。由于交通运输具有高度的流动性特点，对高速移动的车辆的定位、监测、信息采集等都需要通过无线通信技术来实现。基于zigbee技术的无线传感器网络，具有造价低、控制精度高的特点，成为无线智能交通建设中的重要环节。 国内外研究现状zigbee是ieee 802.15.4协议的代名词,2000年12月ieee成立了ieee 802.15.4 工作组。这个工作组一直致力于定义出一种供廉价的固定、便携或者移动设备使用的低成本、低速率的无线连接技术。

3、zigbee正是这种技术的商业化命名，这个名字来源于蜜蜂的八字舞。在标准化的方面，ieee802.15.4 工作组主要负责制定物理层和mac层的协议，其余协议主要参照和采用现有的标准，高层应用、测试和市场推广等方面的工作由zigbee联盟负责。目前国内外很多机构和知名公司在研究zigbee技术，对这种新兴的近距离、低功耗、低成本、低传输率的技术，人们更多的放到无线组网技术方向的研究，为下步的无线网络化智能传感器的研制做准备。1 国内现状国内zigbee的研究起步比较的晚，国内市场主要有国外一起占领。现状国内还未见成熟的自主研制的zigbee产品，只是有一些研究性的和简单应用的文章出现在期刊杂志

4、，但是随着无技术大趋势的发展，很多的高校和研究机构已经开始无线组网技术的研究和应用。像中科院计算所的宁波分所就在专业从事无线技术的研究，侧重于无线网络化的智能传感器，计算所自主开发出了低功耗的cpu、多点网络动态组网拓扑协议、网络节点管理软件。国内的一些个大学，如山东大学、浙江大学也在进行zigbee组网和应用的研究，利用国外的厂商的开发平台和芯片创建zigbee网络，并且应用在智能家居、物流管理方面。相信随着无线技术的研究的深入，将有更多的国产的zigbee产品。2国外现状 国外对此技术研究较早，技术也更为成熟，zigbee联盟成立于02年8月份，为推动zigbee技术的发展、ember、f

5、reescale、honeywell、mistubishi、motorola、philips和samsung等公司共同成立了zigbee联盟(zigbee alliance)。现如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入，其中包括有许多ic设计、家电、通讯设备、ip服务提供、玩具等厂商，目前该联盟已经包含超过150多家会员。2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施研究的主要内容：无线传感方面、智能交通系统方面；无线传感方面，主要是了解其括扑结构及相关的zigbee技术。在智能交通系统方面，主要是对交通信息采集、交通控制、停车管理、交通安全、交通诱导系统等方面的了解

6、，更进一步推动智能交通系统的发展和社会的进步。研究方法与措施：查阅图书馆相关资料，进行初步的了解与系统的规划，确定相关的计划书，明确自己的目标，根据现实进行具体调整，来确保完成自己的论文。1. 课题了解：对zigbee的无线通信方面与智能交通系统方面进行相关资料检索与收集查找材料。2. 课题方向的确定：1) 自我学习，通过浏览相关网站和当今前沿技术的发展趋势，确定自己所选课题的大致方向。2) 针对该课题，与指导老师进行分析讨论，明确自己的目标与任务。3) 查询与该方向相关的参考书目及相关的学术资料。3. 采取的研究方法:理论分析，计算分析，实验验证等方法3本课题研究的重点及难点，前期已开展工作

7、本课题研究的重点及难点：1 无线通信网络：交通指挥和监控设备由 zigbee 节点和 zigbee 基站组了一个本地控制网络。 2 为保证高性能、低成本、低功耗：设计芯片采用cc2430；用zigbee协议组建无线网络。3 利用iar embedded workbench编写控制软件。本系统前期的可行性分析：zigbee 技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信术或无线网络技术，主要适合于承载数据流量较小的业务，可嵌入各种设备中，同时支持理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术，zigbee 技术是最低功耗和成本的技术，是目前嵌入式应用的一大热点。zigbee无线通

8、信技术的具有以下优势： （1） 低功耗：由于 zigbee 的传输速率低，发射功率仅为 1mw，而且采用了休眠模式，耗低，因此 zigbee 设备非常省电。据估算，zigbee 设备仅靠两节 5 号电池就可以维持长6 个月到2 年左右的使用时间，其功耗远远小于其它无线设备。 （2） 成本低： zigbee模块的初始成本在6美元左右，估计很快就能降到1.152.15美元，且 zigbee协议是免专利费的。低成本对于zigbee也是一个关键的因素。 （3） 时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延为30ms，眠激活的时延是 15ms，活动设备信道接入的时延为 15ms。因

9、此 zigbee 技术适用于对时要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。 （4） 网络容量大：一个星型结构的zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，且网络组成灵活。 （5） 可靠：采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避了发送数据的竞争和冲突。mac 层采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。 （6） 安全：zigbee 提供了基于循环冗余校验(crc)的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证，采用了aes一 128 的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。 zigbee 的这

10、些特点使其非常适合应用于交通控制系统。zigbee 是一个由可多到 65535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。各种交通指挥设备通过 zigbee 模块进行无线联网，从而使整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。4与本选题相关的主要参考文献1 ieee 802.15 tg4. ieee standard for information technology-telecommunications and i

11、nformationexchange between systems-local and metropolitan area networks-specific requirements part 15. 4:wirelessmedium access control(mac) and physical layer(phy) specifications for low-rate wireless personal areanetworks(lr-wpans): ieee standards, 2003. 2 akyildiz.i.f., weilian su, sankarasubraman

12、iam.y and cayirci. e.a survey on sensor networks. communications magazine, ieee, 2002,40(8), 102-114. 3 李元忠射频识别技术及其在交通领域的应用j，电讯技术，2002.425 4 landdan standards committeepart 154：wireless medium access control(mac)and physical layer(phy)specifications for low 2rate wireless personal area networks ebol

13、/，200408-305 原羿,苏鸿根. 基于zigbee技术的无线网络应用研究j.计算机应用与软件,2004,(06):89-916 陆化普,史其信. 智能交通系统研究发展动向与启示. 科技导报,1996,第10期7于海斌，曾鹏，梁华。智能无线传感器网络系统m.北京:科学出版社, 2006.8 鲍晓东.张仙妮 智能交通系统的现状及发展期刊论文-道路交通与安全 2006(8)9 arno hinberger , horst wieker , gerd regelnut h , et al . benefit s and technology of an

14、intelligent road side unit system for vehicle to infrastructure2and infrastructure to centre communication j . transportation research part c 10 , 2006 (10) : 186-192.10 曹元军，周志成，徐伟等. 基于无线传感器网络的交通信号灯控制j. 计算机与信息技术，2008, 105-110.11崔维新,梁光胜.智能信号灯控制系统的设计j. 现代电子技术，2006，20(235)：222412 齐楠,韩波,李平.智能交通系统中无线传感器网

15、络的应用 (浙江大学 工业控制技术研究所 ,浙江 杭州)13 徐程,董德存,朱健,黄承.智能交通系统中的无线通信技术.同济大学交通信息工程及控制研究所 上海14 史其信. 中国道路交通的现状与its研究展望. 第一届亚太地区its会议（东京）, 1996.10 15 shi qixin. the present situation of road transportation and expectation of its researches in china. 3rd world congress on its,orlando,sep.19965完成本课题的工作方案及进度计划1. 寒假期间：根据论文题目，对无线传感器方面与智能交通方面进行相关资料检索与收集查找材料，了解该课题相关知识及当今技术发