基于ZigBee的无线分布式道路交通信号控制机的设计

发布时间：2017-03-27 11:07

  本文关键词：基于ZigBee的无线分布式道路交通信号控制机的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的发展、人民收入水平的不断提高,人均车辆保有量也快速提升,给城市交通带来了巨大压力。而市区道路拓宽、规划新道路、架设高架桥梁等基础建设,因投资及城市规划、拆迁等问题,很难进行大规模建设。在这样的现实情况下,智能化交通控制系统已成为解决交通拥堵问题的非常重要且可行的技术手段。道路交通信号控制机,对畅通城市道路,提升道路交通效率,起到很关键的作用。信号机能够接入各种采集装置,实时采集道路交通数据,根据交通数据实时对路口交通进行优化控制。随着交通流量加大及交通情况越来越复杂,传统的道路交通信号控制机在可靠性和安全性、降低能源消耗和大气污染、减少工程施工量等方面越来越难以符合需要。本课题的目的,在于针对传统道路交通信号控制机存在的问题,通过创新性研究,开发新一代基于zigbee模块无线通信的、分布式交通信号控制机,弥补传统信号机的缺陷与不足,实现道路交通信号控制机的升级与发展。本课题研究的基于无线技术的独立分布式信号机采取全新的架构模式,结合多种创新技术,是一款适应当今与未来交通控制发展方向的新一代信号机。本课题通过对信号灯自适应亮度调节技术的研究,可以使信号机在不同光照情况下对信号灯进行不同的亮度控制,一方面可以提高司机的舒适性,防止出现灯刺眼或看不清的情况,一方面又能够大幅降低信号灯功耗,更加节能环保。
【关键词】：Zigbee 无线通信 分布式 交通信号控制 智能交通
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.51;TN92
【目录】：

• 中文摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 符号说明13-14
• 第一章 绪论14-19
• 1.1 项目背景意义14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 项目研究内容16-17
• 1.4 本论文的结构17-19
• 第二章 相关知识介绍19-22
• 2.1 操作系统概述19-20
• 2.2 无线通信技术20-21
• 2.3 CAN总线技术21-22
• 第三章 系统架构及关键技术研究22-33
• 3.1 系统架构设计22-24
• 3.2 关键技术研究24-33
• 3.2.1 城市道路环境下ZigBee通信可靠性研究24-26
• 3.2.2 可见光反馈技术在信号灯故障检测中的应用研究26-28
• 3.2.3 信号灯亮度自适应控制技术研究28-30
• 3.2.4 多级故障隔离与降级控制技术研究30
• 3.2.5 多级分布式控制模式与系统架构研究30-31
• 3.2.6 主控单元失效下的可靠性保障技术研究31
• 3.2.7 可调式挂杆系统研究31-33
• 第四章 硬件平台设计33-45
• 4.1 硬件平台架构设计33-35
• 4.1.1 总体框架设计33
• 4.1.2 硬件板卡功能设计33-34
• 4.1.3 硬件单板联系设计34-35
• 4.2 硬件主控板设计35-40
• 4.2.1 逻辑结构设计35-36
• 4.2.2 主板CPU电路设计36-37
• 4.2.3 主板网口电路设计37-38
• 4.2.4 主板串口电路设计38-39
• 4.2.5 主板ZigBee电路设计39-40
• 4.3 硬件相位板设计40
• 4.4 太阳能供电方案设计40-45
• 4.4.1 设计指标40
• 4.4.2 方案设计40-45
• 第五章 嵌入式软件设计45-57
• 5.1 嵌入式软件总体架构设计45-46
• 5.2 嵌入式软件功能模块设计46-57
• 5.2.1 系统初始化模块46
• 5.2.2 系统主模块46
• 5.2.3 相位驱动模块46-47
• 5.2.4 控制策略模块47-48
• 5.2.5 状态检测模块48-49
• 5.2.6 系统监控模块49-51
• 5.2.7 定时器模块51-52
• 5.2.8 时钟对时模块52
• 5.2.9 数据管理模块52
• 5.2.10 数据通信模块52-53
• 5.2.11 故障和日志管理模块53-54
• 5.2.12 无线传输模块54-55
• 5.2.13 自适应灯光控制模块55-57
• 第六章 测试与验证57-65
• 6.1 主控板测试57-60
• 6.1.1 系统启动及串口测试57-59
• 6.1.2 网口测试59-60
• 6.2 嵌入式软件测试60-62
• 6.3 信号灯亮度自适应测试62-65
• 第七章 结论与展望65-66
• 附录66-72
• 参考文献72-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况75-76
• 学位论文评阅及答辩情况表76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 詹铁萌;;道路交通信号控制机无电缆协调控制方法初探[J];九江学院学报(自然科学版);2010年04期

2 包勇强;道路交通信号控制机的电磁兼容[J];安全与电磁兼容;2002年03期

3 石松泉,尚文刚;可重构交通信号控制机的设计[J];微电子学与计算机;2005年06期

4 甄爱武;;交通信号控制系统建设的标准化问题——有感于北京市新交通信号控制系统建设的示范作用[J];中国交通信息产业;2006年03期

5 陆海峰;王军华;;道路交通信号控制机测试方法探讨[J];交通标准化;2008年11期

6 龚标;陆海峰;;我国道路交通信号控制机认证框架体系探讨[J];中国安全科学学报;2008年11期

7 ;道路交通信号控制机[J];技术与市场;2008年08期

8 毛红梅;;信号控制机的故障预防、检测及排除方法[J];微计算机信息;2009年13期

9 羊有道;毛忠峰;;道路交通信号控制机结构设计[J];机电产品开发与创新;2012年04期

10 徐洪峰;马春飞;王华伟;;一种开放式交通信号控制机的设计[J];山东科学;2013年05期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 汪志涛;周永顺;郑军燕;王志明;;交通信号控制机与上位机间数据通信协议的研究[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年

2 姚佼;时柏营;金向东;马万经;钟章建;;嵌入式单点自适应信号控制原型设计与实现[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年

3 于泉;石建军;任福田;;面向过程方法建立大城市交通信号控制系统结构[A];中国公路学会2005年学术年会论文集（上）[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 熊朝明 韩啸;七一六一天内8个项目通过鉴定[N];中国船舶报;2006年

2 策划赵彦民 孔大龙 夏延民;全市智能化交通建设提速[N];沧州日报;2014年

3 刘慧;会喷农药的机器人[N];山东科技报;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王华伟;基于ZigBee的无线分布式道路交通信号控制机的设计[D];山东大学;2016年

2 于淼;基于嵌入式系统的智能交通信号控制机研究[D];东北石油大学;2015年

3 栾世伟;道路信号控制机的研制[D];天津大学;2010年

4 杨文继;智能交通信号控制机的研究与设计[D];安徽农业大学;2011年

5 石宇航;智能交通信号控制机[D];北方工业大学;2008年

6 李少豪;针对中小城市的交通信号控制系统的研究与设计[D];北京交通大学;2014年

7 汪然;智能交通信号控制系统的研究与开发[D];重庆大学;2006年

8 徐鑫龙;多模式交通信号控制机的设计与实现[D];华南理工大学;2012年

9 徐森金;城市智能交通信号控制平台设计与实现[D];电子科技大学;2007年

10 夏海龙;基于ARM9的智能交通信号控制机设计与实现[D];华南理工大学;2010年

  本文关键词：基于ZigBee的无线分布式道路交通信号控制机的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：270303