基于ZigBee技術(shù)的智能交通控制系統(tǒng)無線通信方案

一、應(yīng)用需求

現(xiàn)代城市的發(fā)展，隨著城市車輛的增加，人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門所面臨的重要問題。城市交通控制系統(tǒng)是面向全市的交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通誘導(dǎo)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組成部份，主要用于城市道路交通控制與管理，對提高城市道路的通行能力、緩和城市交通擁擠起著重要作用。

城市道路的暢通采用有效的控制措施，最大限度地提高道路的使用效率是城市道路交通控制的重要內(nèi)容。 城市道路交通控制主要是對交通信號的控制，道路交通信號燈是城市道路網(wǎng)中的主要控制設(shè)施。交通信號燈存在，它們就會或多或少地影響交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，因此信號燈必須以最優(yōu)控制策略存在，以減小道路網(wǎng)絡(luò)中所有車輛的行程的時間，必須要有一個智能交通系統(tǒng)來達(dá)到城市道路的最大暢通。智能交通信號控制系統(tǒng)的管理模式就是集中管理，分級控制，充分利用現(xiàn)有通信和控制技術(shù)，按實(shí)際交通現(xiàn)狀先進(jìn)行單個交叉路口的自適應(yīng)協(xié)調(diào)，然后是主干線的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)的分級控制，最終達(dá)到區(qū)域控制的系統(tǒng)最優(yōu)。

Zigbee技術(shù)特點(diǎn)

通信可靠

系統(tǒng)采用了CSMA－CA的碰撞避免機(jī)制，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突；采用完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，保證信息傳輸?shù)目煽啃裕?/P>

網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)

zigbee的自組織功能：無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能感知其他節(jié)點(diǎn)的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)；

zigbee自愈功能：增加、刪除或移動節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)無需人工干預(yù)，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。

成本低廉

設(shè)備的復(fù)雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免專利費(fèi)的，這些可以有效地降低設(shè)備成本；Zigbee的工作頻段靈活，為免執(zhí)照頻段的2.4GHz，就是沒有使用費(fèi)的無線通信。

網(wǎng)絡(luò)容量大

一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多254個從設(shè)備和一個主設(shè)備，一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在200多個ZigBee網(wǎng)絡(luò)。

基于ZigBee技術(shù)的智能交通控制系統(tǒng)解決方案

ZigBee無線太陽能交通信號控制系統(tǒng)

新型的太陽能無線交通控制系統(tǒng)集結(jié)了交通管理、交通控制、綠色能源等全新的理念與技術(shù)，采用太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電能供電，通過交通燈柱頂端的太陽能電池板來進(jìn)行聚集和儲存太陽能，然后通過zigbee主控制器向同一交通崗的各組交通燈發(fā)射控制信號，達(dá)到無線同步控制運(yùn)行的效果。
現(xiàn)有的紅綠燈控制系統(tǒng)在鋪設(shè)時其控制線路必須專門挖道布線，給整個交通調(diào)度帶來很大的不便。費(fèi)用相應(yīng)較高，日后的維護(hù)保養(yǎng)也十分不便。而傳統(tǒng)的有線方式面臨著布線困難，維護(hù)不易，成本較高等問題。

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采用ZIGBEE和太陽能結(jié)合的無線控制系統(tǒng)，無須挖路布設(shè)控制線路，各設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無線自動組網(wǎng)連接，既降低了系統(tǒng)安裝成本，更重要的是避免了傳統(tǒng)安裝方式對交通干擾所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。隨時可以施工。而且，也避免了由于城市快速發(fā)展，道路拓展等變化對原有預(yù)埋管線的干擾。由于系統(tǒng)沒有控制線路，避免了惡意破壞，大大減少了維護(hù)成本。

ZigBee無線交通信號遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

智能交通信號控制系統(tǒng)的管理模式就是集中管理，分級控制，充分利用現(xiàn)有設(shè)施，按實(shí)際交通現(xiàn)狀先進(jìn)行單個交叉路口的自適應(yīng)協(xié)調(diào)，然后是主干線的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)的分級控制，最終達(dá)到區(qū)域控制的系統(tǒng)最優(yōu)。交警指揮調(diào)度系統(tǒng)可與交通信號自動控制系統(tǒng)集成，實(shí)時采集路口的車輛的流量；在GIS地圖顯示各路口的交通狀況、紅綠燈狀態(tài)等相關(guān)交通信息；根據(jù)實(shí)際需要修改、配置道口機(jī)的參數(shù)，對信號自動控制系統(tǒng)道口機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
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基于ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)平臺的智能紅綠燈控制系統(tǒng)，系統(tǒng)具有以下幾個特點(diǎn)：

l 無須挖路布設(shè)控制線路，各設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無線自動組網(wǎng)連接，既降低了系統(tǒng)安裝成本，更重要的是避免了傳統(tǒng)安裝方式對交通干擾所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。隨時可以施工。而且，也避免了由于城市快速發(fā)展，道路拓展等變化對原有預(yù)埋管線的干擾。由于系統(tǒng)沒有地面控制箱和控制線路，避免了惡意破壞，大大減少了維護(hù)成本；

l 由于系統(tǒng)沒有地面控制箱和控制線路，避免了惡意破壞；而且，整個控制系統(tǒng)的各個模塊具有高集成度，高可靠性和低功耗，低成本，體積小等優(yōu)點(diǎn)，維護(hù)保養(yǎng)十分方便，只需更換相應(yīng)節(jié)點(diǎn)即可，避免了傳統(tǒng)控制線路本身帶來許多麻煩，從而大大減少了設(shè)備購置成本，建設(shè)安裝成本和系統(tǒng)維護(hù)成本；

l 卓越的物理性能，整個網(wǎng)絡(luò)所使用的無線頻率是國際通用的免費(fèi)頻段(2.4-2.48Ghz ISM)， 傳輸?shù)姆绞绞强垢蓴_能力強(qiáng)的直序擴(kuò)頻方式（DSSS），特別適合在干擾較大的環(huán)境中使用；

l 網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)，zigbee的自組織功能：無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠感知其他節(jié)點(diǎn)的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)；zigbee自愈功能：增加或者刪除一個節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)位置發(fā)生變動，節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)，并對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整，無需人工干預(yù)，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。