基于ZigBee和GSM的高速公路自適應(yīng)限速系統(tǒng)*

張 凱,劉用滲,秦斌斌,江 慧

(1.南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,南京 210044;2.范德堡大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,美國(guó) 田納西州 37235)

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基于ZigBee和GSM的高速公路自適應(yīng)限速系統(tǒng)*

張 凱1*,劉用滲1,秦斌斌1,江 慧2

(1.南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,南京 210044;2.范德堡大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,美國(guó) 田納西州 37235)

為了讓駕駛員及時(shí)獲得不良天氣下高速公路車輛限速信息,設(shè)計(jì)了基于ZigBee和GSM的高速公路自適應(yīng)限速系統(tǒng)。系統(tǒng)中MSP430對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并根據(jù)限速準(zhǔn)則計(jì)算出當(dāng)前天氣條件下的限速信息,若判斷和上1 min計(jì)算的值不同則通過GSM網(wǎng)絡(luò)更新路邊裝置限速信息。當(dāng)車輛行駛至路邊裝置的ZigBee網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)時(shí)就會(huì)收到限速信息,若限速信息發(fā)生變化則車載裝置液晶顯示并語(yǔ)音播報(bào)。測(cè)試結(jié)果表明:在路邊裝置ZigBee網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)車載裝置能夠正常接收到限速信息。

ZigBee;限速準(zhǔn)則;氣象數(shù)據(jù);MSP430;GSM

天氣是影響高速公路交通安全和效率的一個(gè)重要因素。當(dāng)高速公路遭遇不良天氣時(shí),現(xiàn)有的高速公路管理系統(tǒng)基本上都是通過道路上的電子顯示牌向駕駛員提供限速信息。但電子顯示牌數(shù)量有限而且間隔長(zhǎng)遠(yuǎn),并不能夠及時(shí)有效的反映給每位駕駛員。宋文山[1]對(duì)上述問題進(jìn)行了相應(yīng)的研究,但其所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中每個(gè)路邊裝置都包含一個(gè)自動(dòng)氣象站,成本高;所有信息的處理都在車載裝置中進(jìn)行,增加了車載裝置的負(fù)擔(dān)且不利于系統(tǒng)升級(jí);氣象數(shù)據(jù)與限速準(zhǔn)則之間未量化。針對(duì)上述情況,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)以ZigBee和GSM無線網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)的高速公路限速系統(tǒng),首先在監(jiān)控裝置中計(jì)算限速信息,若限速準(zhǔn)則發(fā)生了變化則只需要升級(jí)監(jiān)控裝置的程序即可;然后在路邊裝置中用GSM模塊取代了自動(dòng)氣象站,降低了成本,車載裝置也只要進(jìn)行簡(jiǎn)單地顯示和播報(bào)。最后,氣象數(shù)據(jù)和限速準(zhǔn)則之間有明確的量化關(guān)系,可以求出當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)下更為貼切的限速信息。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,分為監(jiān)控裝置、路邊裝置和車載裝置。監(jiān)控裝置中自動(dòng)氣象站負(fù)責(zé)采集當(dāng)前高速公路的氣象數(shù)據(jù),每隔1 min對(duì)當(dāng)前時(shí)刻采集到的一次數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝打包后通過串口傳遞給MSP430單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)限速準(zhǔn)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得相應(yīng)的限速信息,若判斷和上1 min計(jì)算的限速信息不一致則封裝好限速信息通過GSM模塊發(fā)送給路邊裝置?？紤]到區(qū)域間的氣象條件的差異性,一個(gè)監(jiān)控裝置只負(fù)責(zé)一條路段上20 km長(zhǎng)的距離。路邊裝置每隔1.1 km安裝一個(gè),20 km長(zhǎng)的路段上共需安裝18個(gè),裝置中的GSM模塊接收到短信后傳遞給MSP430進(jìn)行處理,若判斷是標(biāo)準(zhǔn)的限速信息則傳送給CC2530協(xié)調(diào)器更新其里面的限速信息。當(dāng)協(xié)調(diào)器與車載裝置中的終端節(jié)點(diǎn)建立連接后就將限速信息發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn),終端節(jié)點(diǎn)收到協(xié)調(diào)器傳遞來的限速信息后,就立即斷開與協(xié)調(diào)器的連接,然后將限速信息傳遞給STC89C52單片機(jī),傳遞完后延時(shí)30 s再重新搜索加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。STC89C52單片機(jī)收到限速信息后進(jìn)行相應(yīng)的處理,若判斷限速信息發(fā)生了變化就更新液晶屏的顯示并播放“請(qǐng)注意當(dāng)前限速信息已改變請(qǐng)調(diào)整駕駛”音頻以提醒駕駛員注意限速值的改變。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 MSP430單片機(jī)

本系統(tǒng)采用的是TI公司的MSP430F149單片機(jī),是一款具有16位精簡(jiǎn)指令集(RISC)的微處理器。MSP430系列單片機(jī)供電電壓為1.8 V～3.6 V,其最顯著的特點(diǎn)就是低功耗,待機(jī)電流小于1 μA,在RAM數(shù)據(jù)保持方式時(shí)僅為0.1 μA。MSP430F149單片機(jī)具有60 kbyte的FLASH程序存儲(chǔ)器和2 kbyte的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,在數(shù)據(jù)處理能力和運(yùn)算速度上有著卓越的性能。

2.2 ZigBee模塊

本系統(tǒng)中ZigBee模塊采用TI公司的CC2530芯片,完全兼容ZigBee2007協(xié)議,工作在2.4 GHz頻段,是符合IEEE802.15.4規(guī)范的真正片上系統(tǒng)解決方案。ZigBee時(shí)延很短,搜索設(shè)備時(shí)延為30 ms,休眠激活的時(shí)延為15 ms,設(shè)備信道接入時(shí)延為15 ms,終端節(jié)點(diǎn)可以在60 ms的時(shí)間里完成組網(wǎng)并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,而且可以保證高速運(yùn)行的終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[2]。外圍硬件電路原理圖如圖2所示。

2.3 GSM模塊

本系統(tǒng)的GSM模塊采用西門子的TC35模塊,TC35模塊集成度高,支持900 MHz/1800 MHz雙頻段,供電電壓為3.3 V～5.5 V,模塊僅重9 g,平均發(fā)射功率為300 mA,支持SIM卡3 V/1.8 V,由40線的ZIF(零阻力插座)引出功能引腳。圖3為TC35模塊的電路連接圖,實(shí)際上TC35模塊有40個(gè)引腳,但我們這里只給出我們用到的引腳,其中與TC35模塊IGT、RXD0和TXD0引腳的連接圖上,P3.6、P3.7和P4.0是MSP430的引腳。在電源和地之間并入電容以去耦濾波,保證TC35的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖2 CC2530外圍硬件電路原理圖

圖3 TC35模塊的電路連接圖

2.4 顯示和語(yǔ)音模塊

圖4 STC89C52與顯示和語(yǔ)音模塊電路連接圖

顯示模塊采用JM12864A-1漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊,可顯示漢字及圖形,顯示內(nèi)容為128列×64行,每個(gè)中文漢字為16×16點(diǎn)陣,每個(gè)字符為8×16點(diǎn)陣,電源范圍為3.3 V～+5 V(內(nèi)置升壓電路,無需負(fù)壓)。

語(yǔ)音模塊采用WT588D-U模塊,封裝DIP28,內(nèi)置32M Flash存儲(chǔ)器,可存放1000 s 6 kHz采樣的音頻,工作電壓DC 2.8 V～5.5 V,支持加載6 kHz～22 kHz采樣率音頻。STC89C52單片機(jī)與顯示和語(yǔ)音模塊的電路連接圖如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 限速準(zhǔn)則設(shè)計(jì)

如圖5所示,車輛B以速度VB0(km/h)在高速公路上行駛,當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)前面有靜止的障礙物后立即剎車,最終車輛B在障礙物前面安全停下而未撞到障礙物,VB0就是需要求取的限速值。

圖5 充分安全行車條件示意圖

由圖5可知,從駕駛員看到障礙物到最終車停下共行駛了SB的距離,其中0到t1時(shí)刻為駕駛員制動(dòng)反應(yīng)階段,在這段時(shí)間內(nèi)車輛仍以VB0的速度行使,行駛距離為:

(1)

t1到t2時(shí)刻為有效制動(dòng)階段,該階段內(nèi)車輛近似做勻減速運(yùn)動(dòng),考慮車輛行駛最不利情況,即車輛處于下坡路段并不計(jì)空氣阻力的影響,此時(shí)

(2)

式中,f為路面附著系數(shù),i為道路縱坡。

最終滿足

(3)

上式中,L為路段的能見度(m),d為車輛靜止時(shí)與障礙物的距離(m),d≥0。在確定速限值時(shí),應(yīng)考慮最不利條件,我們?nèi)1=2.5s,i=0.05,d=10。求解式(3),我們得到

VB0≤3.6×

(4)

高速公路安全間距是指滿足行車安全要求而需要保持的最小車頭間距。王衛(wèi)亞[3]對(duì)安全間距做了充分的研究,最終得到高速公路行駛的安全間距約為車輛行駛速度的1.5倍,即S=1.5VB0。

3.2 監(jiān)控裝置程序設(shè)計(jì)

自動(dòng)氣象站每隔1min將當(dāng)前時(shí)刻采集到的氣象數(shù)據(jù)處理打包,然后通過串口傳遞給MSP430進(jìn)行處理,氣象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 氣象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表

數(shù)據(jù)頭占一個(gè)字符:為‘&’。能見度占3個(gè)字符:分別為百位、十位和個(gè)位,凡是能見度大于200 m的全部令為200 m[4]。濕度占一個(gè)字符:為‘A’時(shí)天氣干燥,為‘B’時(shí)天氣潮濕。溫度占3個(gè)字符:分別為符號(hào)位、十位、個(gè)位,符號(hào)位為‘+’,即為正,為‘-’即為負(fù)。降水占一個(gè)字符:為‘a(chǎn)’時(shí)降水,為‘b’時(shí)未降水。數(shù)據(jù)尾占一個(gè)字符為‘＄’。

謝靜芳[5]對(duì)高速公路路面的附著系數(shù)和溫度變化做了詳盡的研究,考慮汽車輪胎處于半磨耗狀態(tài)下,路面干燥且溫度在0 ℃以上時(shí)f=0.81,路面干燥且溫度在0 ℃以下時(shí)f=0.60;在降水條件下f=0.48+0.00624(t-20);在降雪和冰雪道路上:f=0.1896-0.0139t-0.00028t2,t表示溫度。

當(dāng)MSP430接收到自動(dòng)氣象站傳來的氣象數(shù)據(jù)后,首先判斷是否為正確的氣象數(shù)據(jù),若是正確的氣象數(shù)據(jù)才解析和處理該氣象數(shù)據(jù),求出路面的附著系數(shù):

If(降水為‘a(chǎn)’or濕度為‘B’)and(溫度大于等于0 ℃)then(f=0.48+0.00624(t-20));

If(降水為‘a(chǎn)’or濕度為‘B’)and(溫度小于0 ℃)then(f=0.1896-0.0139t-0.00028t2);

If(濕度為‘A’)and(溫度大于等于0 ℃)then(f=0.81);

If(濕度為‘A’)and(溫度小于0 ℃)then(f=0.60);

在求出路面附著系數(shù)后,通過限速準(zhǔn)則求出限速值VB0。在求出VB0后,判斷VB0的個(gè)位值m,若0≤m<5,則令m=0;若5≤m≤9,責(zé)令m=5,得到一個(gè)新限速值VB0,若VB0大于120就令其等于120。然后,MSP430判斷剛求出的VB0與上1 min的VB0是否相同,若相同就不做任何處理;若不相同再根據(jù)VB0求出安全間距S,然后MSP430對(duì)限速值VB0和安全間距S進(jìn)行處理和打包,得到的限速信息結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 限速信息結(jié)構(gòu)表

數(shù)據(jù)頭1位:為‘&’;限速值和安全間距都各占3位:都是它們各自的百、十、個(gè)位;數(shù)據(jù)尾1位:為‘#’。

MSP430單片機(jī)打包好限速信息后,通過AT指令控制TC35模塊群發(fā)短信給監(jiān)控裝置所控制的路邊裝置的TC35接收模塊[6]。發(fā)送過程如下:

第1步:MSP430F149單片機(jī)通過串口UART1發(fā)送”AT+CMGF=1 ”指令給TC35模塊,設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)為Text格式。若發(fā)送正確,TC35模塊會(huì)回復(fù)”O(jiān)K”。

第2步:MSP430F149單片機(jī)發(fā)送”AT+CMGS=”159********” ”指令給TC35模塊,(159********為單片機(jī)中已存儲(chǔ)的路邊裝置的TC35模塊中的一個(gè)號(hào)碼)。若發(fā)送正確,TC35模塊會(huì)回復(fù)”>”。

第3步:MSP430F149單片機(jī)將限速信息作為短信內(nèi)容傳遞給TC35模塊,最后向TC35模塊發(fā)送0x1A,TC35就會(huì)將短信內(nèi)容發(fā)送給上一步中所設(shè)置的號(hào)碼。若短信發(fā)送成功,TC35模塊會(huì)回復(fù)”+CMGS:X”(X是個(gè)數(shù)字)。

3.3 CC2530程序設(shè)計(jì)

ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中有3種設(shè)備類型:協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn),設(shè)備類型是由ZigBee協(xié)議棧不同的編譯選項(xiàng)來選擇的,我們把路邊裝置中的CC2530設(shè)置為協(xié)調(diào)器,車載裝置中的CC2530設(shè)置為終端節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)采用ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通信,協(xié)調(diào)器位于網(wǎng)絡(luò)的中心,負(fù)責(zé)建立一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò),通過NLME-NETWORK-FORMATION.request服務(wù)原語(yǔ)來發(fā)起一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建立,建立好網(wǎng)絡(luò)之后再通過發(fā)送NLME-PERMIT-JOINING.request服務(wù)原語(yǔ)允許其他設(shè)備與自己建立連接,然后就等待終端節(jié)點(diǎn)的加入。終端節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送NLME-NETWORK-DISCOVERY.request服務(wù)原語(yǔ)來搜索可以加入的父設(shè)備,搜索到合適的父設(shè)備后通過發(fā)送NLME-JOIN.request原語(yǔ)選擇合適的父設(shè)備進(jìn)行連接。若連接成功,父設(shè)備(這里是協(xié)調(diào)器)就為其分配網(wǎng)絡(luò)地址,使其成為自己的子節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中[7]。終端節(jié)點(diǎn)若要斷開與協(xié)調(diào)器的連接就通過發(fā)送NLME-LEAVE.request原語(yǔ)請(qǐng)求斷開連接,協(xié)調(diào)器收到終端節(jié)點(diǎn)的斷開連接請(qǐng)求后,就刪除鄰居表中該子節(jié)點(diǎn)的信息解除與子節(jié)點(diǎn)的連接。CC2530通過AF_DataRequest()函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù),通過osal_memcpy()函數(shù)接收數(shù)據(jù)。當(dāng)路邊裝置中的MSP430通過串口傳來標(biāo)準(zhǔn)限速信息后,協(xié)調(diào)器調(diào)用串口中斷函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)限速信息的更新。協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)及收發(fā)數(shù)據(jù)流程圖如圖6所示。

圖6 程序流程圖

3.4 顯示和語(yǔ)音播報(bào)程序設(shè)計(jì)

STC89C52單片機(jī)收到數(shù)據(jù)后首先判斷是否是正確的限速信息,若不是則不做任何操作;若是就判斷與上一次接收到的限速信息是否相同,若相同就不做任何操作,若不同就更新液晶屏的顯示并語(yǔ)音播報(bào)以提醒駕駛員注意限速值的改變。

LCD12864上的顯示內(nèi)容除了限速值和安全間距的值是可變的,其余都是一些固定的字符,最關(guān)鍵的步驟就是設(shè)置各塊內(nèi)容顯示的起始位置,具體形式如下:

void setLocation(uchar x,uchar y)

{

uchar L;

隨著“生態(tài)文明”被寫入政府報(bào)告，“綠水青山就是金山銀山”生態(tài)理念的提出，地下水環(huán)境狀況受到越來越多的關(guān)注，下一步應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)工作，全面提升監(jiān)測(cè)能力，更好地服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

switch(x%4)

{

case 0:L=0x80;break;

case 1:L=0x90;break;

case 2:L=0x88;break;

case 3:L=0x98;break;

}

L+=y;

writeCmd(L);

}

通過VoiceChip配套軟件完成對(duì)WT588D-U模塊的功能配置,本文設(shè)置WT588D-U模塊工作于三線串行控制方式下,以PWM輸出方式直接驅(qū)動(dòng)0.5W/8Ω揚(yáng)聲器[8],WT588D的SPI-Flash中就采樣了一段20 kHz頻率的音頻,內(nèi)容為:“請(qǐng)注意當(dāng)前限速信息已改變請(qǐng)調(diào)整駕駛”,存放地址為00H。STC89C52通過P2.0、P2.1和P2.2按照WT588D三線串行控制時(shí)序圖向WT588D發(fā)送語(yǔ)音存放地址00H即可產(chǎn)生播報(bào),發(fā)送過程如下:首先給CS端一個(gè)5 ms低電平,然后通過DATA端發(fā)送8位語(yǔ)音地址,WT588D在CLK端的上升沿接收語(yǔ)音地址數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)低位在前高位在后,當(dāng)?shù)刂窋?shù)據(jù)發(fā)送完畢后再置高CS端,20ms后WT588D就開始播放語(yǔ)音了。WT588D播報(bào)時(shí),BUSY變?yōu)榈碗娖桨l(fā)光二極管亮,播報(bào)結(jié)束后BUSY變?yōu)楦唠娖桨l(fā)光二極管滅。

4 系統(tǒng)可行性分析

我國(guó)的高速公路一般為雙向4行車車道,本系統(tǒng)就應(yīng)用于雙向4行車車道高速公路上,下面對(duì)該系統(tǒng)的可行性進(jìn)行分析。

終端節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器間組網(wǎng)約為60 ms的時(shí)間,需要接收的限速信息就8個(gè)字符,即8 byte,但ZigBee模塊間進(jìn)行無線通信時(shí)是以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送的,由于有效數(shù)據(jù)就8 byte,所以整個(gè)數(shù)據(jù)包就幾十個(gè)字節(jié)。在這里我們假設(shè)數(shù)據(jù)包為100 byte,即800 bit,除以傳輸速率為250 kbit/s,3.2 ms就可以傳輸完數(shù)據(jù)包。由于電磁波在空氣中的傳播速度為3×108m/s,所以電磁波信號(hào)的傳輸時(shí)間可以忽略不計(jì)。終端節(jié)點(diǎn)收到無線數(shù)據(jù)后就發(fā)送斷開連接請(qǐng)求,請(qǐng)求斷開與協(xié)調(diào)器的連接,終端節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間肯定不會(huì)超過其加入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間60 ms。綜上所述,我們假設(shè)終端節(jié)點(diǎn)從加入網(wǎng)絡(luò)到退出網(wǎng)絡(luò)總共用時(shí)200 ms。

若要使所有車載終端節(jié)點(diǎn)在經(jīng)過協(xié)調(diào)器通信范圍內(nèi)時(shí)都能夠接收到限速數(shù)據(jù),則必須滿足式(5):

(5)

式中,x為CC2530的傳輸距離,單位為m,v為車輛行駛速度,4km/h0.13v,取v=120km/h,則x>15.6m,而CC2530的傳輸距離為100m左右,故CC2530能夠滿足本系統(tǒng)無線通信要求。

當(dāng)車輛都堵在路上時(shí),此時(shí)一輛車大約占據(jù)6m左右的路面。我們?cè)O(shè)CC2530傳輸距離為100m,此時(shí)雙向4車道上處于路邊裝置ZigBee網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的車輛數(shù)為132輛,按照上述假設(shè)的200ms,全部通信完畢最多需要26.4s,因此終端節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)后需要延時(shí)超過26.4s才能再去嘗試加入網(wǎng)絡(luò),在本系統(tǒng)中我們令延時(shí)時(shí)間為30s。假設(shè)車載終端節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)后保持120km/h的速度行使,那么30s后車輛行駛了1km,此時(shí)車載終端節(jié)點(diǎn)又可以嘗試加入網(wǎng)絡(luò)了,因此我們每隔1.1km在路邊安裝1個(gè)路邊裝置是可行的。

5 系統(tǒng)測(cè)試

為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性,我們?cè)谝惶幙諘绲牡胤绞褂?輛裝有車載裝置的車進(jìn)行實(shí)際的測(cè)試,由于路面寬度的限制,把6輛車分成兩排,每排3輛,測(cè)試時(shí)車輛兩兩并行通過路邊裝置,前后車輛保持至少安全間距的距離,看6輛車的車載裝置是否最終都能接收到路邊裝置傳遞過來的限速信息。一共進(jìn)行6次測(cè)試,分別在車輛的統(tǒng)一速度為20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h和120km/h的情況下進(jìn)行測(cè)試。由于實(shí)際條件的限制,在監(jiān)控裝置中用電腦來模擬自動(dòng)氣象站發(fā)送數(shù)據(jù),通過串口調(diào)試助手向MSP430單片機(jī)發(fā)送氣象數(shù)據(jù)“&150B-02a＄”,測(cè)試結(jié)果如表3和圖7所示。

表3 實(shí)際接收情況表

圖7 車載裝置液晶顯示圖

由測(cè)試結(jié)果可知在高速公路上行駛的車輛能夠通過該系統(tǒng)正常接收當(dāng)前氣象條件下的限速信息。

6 結(jié)論

不良天氣會(huì)對(duì)高速公路車輛駕駛員駕駛造成很大的影響,而現(xiàn)有的高速公路管理系統(tǒng)又不能及時(shí)地為每位駕駛員提供相應(yīng)的限速信息。針對(duì)上述問題,本文設(shè)計(jì)了基于ZigBee和GSM的高速公路自適應(yīng)限速系統(tǒng),系統(tǒng)成本低升級(jí)簡(jiǎn)單,并從理論上和系統(tǒng)實(shí)際測(cè)試中驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可行性。通過該系統(tǒng),駕駛員能夠及時(shí)地獲得在當(dāng)前天氣條件下高速公路車輛限速信息,為高速公路交通安全和效率提供了有效的保障。

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張凱(1965-),男,漢,山東泰安人,南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院教授,碩士生導(dǎo)師,主要研究方向?yàn)橹悄芙煌?、智能檢測(cè),zkark@163.com;

劉用滲(1990-)男,漢,江蘇東臺(tái)人,南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院碩士研究生,主要研究方向?yàn)橹悄芙煌?、智能檢測(cè),762319231@qq.com。

AdaptiveSpeedLimitSystemofHighwayBasedonZigBeeandGSM*

ZHANGKai1*,LIUYongshen1,QINBinbin1,JIANGHui2

(1.School of Information and Control,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China;2.Department of Electrical Engineering and Computer Science,Vanderbilt University,Nashville,TN 37235,USA)

In order to let drivers acquire highway speed limit information,we design the adaptive speed limit system of highway based on ZigBee and GSM. MSP430 microcontroller deals with meteorological data and calculates speed limit information on the highway in current weather condition according to speed limit formula.If it is different from the value calculated in last minute,speed limit information of roadside devices will be updated by GSM network. Vehicle will receive speed limit information when driving to the scope of ZigBee network of roadside device,if information is changed,vehicle-mounted device will display it on LCD screen and broadcast recording. Test result shows that:vehicle-mounted devices can receive speed limit information normally in the scope of ZigBee network of roadside device.

ZigBee;Speed limit formula;Meteorological data;MSP430;GSM

項(xiàng)目來源:國(guó)家自然科學(xué)專項(xiàng)基金項(xiàng)目(71341029)

2013-12-25修改日期:2014-01-10

TN925

:A

:1005-9490(2014)06-1193-06

10.3969/j.issn.1005-9490.2014.06.037