基于北斗与ZigBee的LED道钉道路引导系统设计

发布时间：2017-09-07 07:26

  本文关键词：基于北斗与ZigBee的LED道钉道路引导系统设计

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【摘要】：太阳能LED道钉被均匀地安置于道路两侧,以主动发光的形式描述道路轮廓,目前已被广泛应用于各交通道路领域。实践证明太阳能LED道钉在夜晚或者雨雾天可以起到很好的引导和指示效果,可以有效保护驾驶人员的生命安全,并且道钉以太阳能为能源,以LED为发光源,绿色环保,清晰明亮。现在市场上道钉实现同步闪烁控制的方式主要有:有源的方式、主机方式控制、GPS同步方式三种方式。有源方式是指所有的LED道钉之间是通过有线的方式连接起来的,可以被集中供电也可以实现系统控制。有源道钉性能是稳定优良的,但是安装时候较为复杂,需要对路面开槽、埋线和灌封等。主机方式控制同步闪烁道钉是一种无线的解决方案,此种方式工作原理是采用主机发射和道钉接收的方式来实现一定范围内道钉的同步闪烁的。GPS定位方式工作达到同步闪烁效果,这种工作方式性能优良且无距离控制限制但是成本略高,同时GPS是国外的,使用权限受到制约。基于对目前市场上同步道钉的分析和调查,本文方案在设计之初是综合考虑安全、舒适、可靠、成本、安装与维护方便这些因素的。本文提出了基于北斗与ZigBee技术的太阳能LED道钉引导系统的设计方案,方案中利用我国自主研发的北斗卫星导航定位系统代替市场上常用的国外GPS系统来提供一个统一的时间标准,然后再通过低成本的Zig Bee组网技术将这个时间标准同步到整个网络,从而可以系统地控制LED道钉的工作方式。本方案不需要为每一个道钉都安装一个北斗模块来获得统一的时间标准,可以节约成本,同时采用我国完全知识产权、稳定可靠的北斗导航系统做为标准时间的来源,增加了我国交通道路基础建设的安全性。
【关键词】：太阳能LED道钉 北斗授时 ZigBee技术 STM32 CC2530
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题来源9
• 1.2 研究背景与市场需求分析9-10
• 1.3 关键技术10-11
• 1.4 创新性设计及意义11-12
• 1.5 主要工作和文章结构12-13
• 1.5.1 主要工作12
• 1.5.2 文章结构12-13
• 1.6 本章小结13-14
• 第二章 北斗卫星授时技术14-17
• 2.1 北斗卫星导航系统14
• 2.2 时间标准及时间同步14-15
• 2.2.1 时间标准14-15
• 2.2.2 时间同步15
• 2.3 标准时间授时方式15-16
• 2.4 北斗卫星授时原理16
• 2.5 本章小结16-17
• 第三章 ZigBee组网与时间同步技术17-31
• 3.1 Zig Bee技术概述17
• 3.2 Zig Bee组网17-20
• 3.2.1 网络中Zig Bee节点类型17-18
• 3.2.2 Zig Bee网络结构18-19
• 3.2.3 Zig Bee网络地址类型19-20
• 3.2.4 Zig Bee网络数据通信方式20
• 3.3 Zig Bee协议体系结构20-24
• 3.3.1 物理层（PHY）21
• 3.3.2 介质访问层（MAC)21-22
• 3.3.3 网络层（NWK）22-23
• 3.3.4 应用层（APL）23-24
• 3.4 Zig Bee协议栈24-26
• 3.5 Zig Bee组网时间同步技术26-30
• 3.6 本章小结30-31
• 第四章 道钉引导系统整体方案设计31-37
• 4.1 整体方案描述31
• 4.2 系统组成框架及功能实现31-34
• 4.2.1 系统组成框架32-33
• 4.2.2 系统功能33-34
• 4.3 系统硬件部分设计框架34-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第五章 道钉引导系统软硬件实现37-78
• 5.1 主节点硬件设计37-56
• 5.1.1 主控MCU部分电路38-39
• 5.1.2 北斗模块39-46
• 5.1.3 Zig Bee模块46-48
• 5.1.4 传感器设计48-49
• 5.1.5 LED阵列显示屏49-51
• 5.1.6 电源模块51-56
• 5.2 子节点硬件设计56-60
• 5.2.1 主控MCU部分电路57-58
• 5.2.2 LED道钉灯58-59
• 5.2.3 Zig Bee模块59
• 5.2.4 子节点电源模块59-60
• 5.3 主节点软件设计60-64
• 5.4 子节点软件设计64-66
• 5.5 Zig Bee模块软件设计66-69
• 5.6 系统调试69-77
• 5.6.1 Zig Bee组网测试70-71
• 5.6.2 串口通信测试71-74
• 5.6.3 传感器设计测试74-77
• 5.7 本章小结77-78
• 总结与展望78-79
• 参考文献79-82
• 攻读学位期间发表论文82-83
• 致谢83

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本文编号：808195