本實(shí)用新型涉及一種基于zigbee的公路隧道車(chē)輛定位及隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

GPS定位系統(tǒng)由于在隧道內(nèi)無(wú)法接收GPS信號(hào)，所以在隧道內(nèi)也無(wú)法獲取車(chē)輛具體位置，現(xiàn)有公路隧道內(nèi)車(chē)輛交通事故監(jiān)控系統(tǒng)主要采用的是電視監(jiān)視系統(tǒng)、火警報(bào)警系統(tǒng)等也只能檢測(cè)到爆炸范圍但是無(wú)法檢測(cè)到范圍的具體位置，導(dǎo)致救援人員不能完全的了解火災(zāi)的情況進(jìn)行救援。由于公路隧道長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)，隧道內(nèi)環(huán)境參數(shù)的采集通過(guò)有線(xiàn)的形式傳輸導(dǎo)致成本過(guò)高、故障率高、安裝維護(hù)不便等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，基于zigbee的公路隧道車(chē)輛定位及隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于zigbee的公路隧道車(chē)輛定位及隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括用于構(gòu)成無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊、上位機(jī)、用于與CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊以及和上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)木W(wǎng)間連接器、用于定位的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊、SHT10溫濕度檢測(cè)模塊、MQ-5煙霧氣體檢測(cè)模塊，所述的四個(gè)CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)802.15.4/ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成一個(gè)最大區(qū)域?yàn)?4m×64m的無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)，所述的四個(gè)CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊通網(wǎng)絡(luò)連接器與上位機(jī)連接，所述的SHT10溫濕度檢測(cè)模塊的引腳2連接電阻R5并接入VCC3.3電壓，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳4為VDD引腳，并接入VCC3.3電壓，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳1為接地引腳，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳2為SCK引腳，所述的SCK引腳與CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳15連接，所述的煙霧氣體檢測(cè)模塊的引腳1接入VCC5電壓，煙霧氣體檢測(cè)模塊的引腳2為DOUT引腳，所述的DOUT引腳與CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳11連接，所述的煙霧氣體檢測(cè)模塊的引腳5為接地引腳，所述的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳6為RESET復(fù)位引腳，所述的復(fù)位引腳經(jīng)由電阻R4接入VCC3.3電壓，所述的電阻R4與復(fù)位引腳連接節(jié)點(diǎn)接入有復(fù)位按鈕S1,復(fù)位按鈕S1的一端與電阻R4與復(fù)位引腳連接節(jié)點(diǎn)連接，復(fù)位按鈕S1的另一端接地，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳8以及腳10接入VCC3.3電壓，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳4以及引腳2為接地引腳，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳26經(jīng)由發(fā)光二極管D1以及電阻R5接地，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳24經(jīng)由發(fā)光二極管D2以及電阻R6接地，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳23經(jīng)由電阻R7接入VCC3.3電壓，電阻R7與引腳23的連接節(jié)點(diǎn)與按鈕S2的一端連接，按鈕S2的另一端接地，所述的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳13為DATA引腳。

進(jìn)一步的：所述的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳6為RESET復(fù)位引腳，所述的復(fù)位引腳經(jīng)由電阻R4接入VCC3.3電壓，所述的電阻R4與復(fù)位引腳連接節(jié)點(diǎn)接入有復(fù)位按鈕S1,復(fù)位按鈕S1的一端與電阻R4與復(fù)位引腳連接節(jié)點(diǎn)連接，復(fù)位按鈕S1的另一端接地。

進(jìn)一步的：電阻R7與引腳23的連接節(jié)點(diǎn)與按鈕S2的一端連接，按鈕S2的另一端接地，所述的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳13為DATA引腳。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

1.采用ZigBee-2006網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，可靠性大幅度提高，并可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)定位網(wǎng)絡(luò)間的高可靠通訊；完善的ZigBee網(wǎng)絡(luò)防沖突機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)幾十/幾百/幾千節(jié)點(diǎn)同事無(wú)線(xiàn)定位；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)計(jì)算自己的精確位置定位精度0.25米；

2.本系統(tǒng)在公路隧道定位的優(yōu)點(diǎn)中具有成本低，定位精度高，系統(tǒng)可靠，組網(wǎng)管理容易特點(diǎn)；

綜合所述：本系統(tǒng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用無(wú)線(xiàn)方式，成本低，節(jié)電低功耗，布網(wǎng)容易，環(huán)境參數(shù)采集實(shí)時(shí)性高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例SHT10溫濕度檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例MQ-5煙霧氣體檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。

參見(jiàn)圖1-圖3，本實(shí)施例一種基于zigbee的公路隧道車(chē)輛定位及隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括用于構(gòu)成無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊、上位機(jī)、用于與CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊以及和上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)木W(wǎng)間連接器、用于定位的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊、SHT10溫濕度檢測(cè)模塊、MQ-5煙霧氣體檢測(cè)模塊，所述的四個(gè)CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)802.15.4/ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成一個(gè)最大區(qū)域?yàn)?4m×64m的無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)，所述的四個(gè)CC2430網(wǎng)絡(luò)參考節(jié)點(diǎn)模塊通網(wǎng)絡(luò)連接器與上位機(jī)連接，所述的SHT10溫濕度檢測(cè)模塊的引腳2連接電阻R5并接入VCC3.3電壓，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳4為VDD引腳，并接入VCC3.3電壓，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳1為接地引腳，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳2為SCK引腳，所述的SCK引腳與CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳15連接，所述的煙霧氣體檢測(cè)模塊的引腳1接入VCC5電壓，煙霧氣體檢測(cè)模塊的引腳2為DOUT引腳，所述的DOUT引腳與CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳11連接，所述的煙霧氣體檢測(cè)模塊的引腳5為接地引腳，所述的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳6為RESET復(fù)位引腳，所述的復(fù)位引腳經(jīng)由電阻R4接入VCC3.3電壓，所述的電阻R4與復(fù)位引腳連接節(jié)點(diǎn)接入有復(fù)位按鈕S1,復(fù)位按鈕S1的一端與電阻R4與復(fù)位引腳連接節(jié)點(diǎn)連接，復(fù)位按鈕S1的另一端接地，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳8以及腳10接入VCC3.3電壓，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳4以及引腳2為接地引腳，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳26經(jīng)由發(fā)光二極管D1以及電阻R5接地，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳24經(jīng)由發(fā)光二極管D2以及電阻R6接地，CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳23經(jīng)由電阻R7接入VCC3.3電壓，電阻R7與引腳23的連接節(jié)點(diǎn)與按鈕S2的一端連接，按鈕S2的另一端接地，所述的CC2431移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模塊的引腳13為DATA引腳。

本實(shí)用新型采用一款基于CC2430、CC2431SOC的ZigBee的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該系統(tǒng)以4個(gè)CC2430參考節(jié)點(diǎn)(Referencenode),構(gòu)成一個(gè)最大區(qū)域?yàn)?4*64米的無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)，參考節(jié)點(diǎn)之間，通過(guò)802.15.4/ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊標(biāo)準(zhǔn)，保持無(wú)線(xiàn)聯(lián)系；1個(gè)網(wǎng)關(guān)，能和參開(kāi)節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)通訊及和上位機(jī)數(shù)據(jù)通訊傳輸；1個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)CC2431(Blindnode)通過(guò)自身的定位引擎不斷確定自身的精確定位，針對(duì)隧道內(nèi)環(huán)境變化快，溫度、濕度、煙霧和氣體的影響以及不同車(chē)輛高度不同對(duì)模型的影響，本系統(tǒng)所采用的算法方案是基于信號(hào)強(qiáng)度與距離的關(guān)系擬合出不同高度的RSSI-d模型。由于基于RSSI-d信號(hào)強(qiáng)度與位置定位算法精度高但易受環(huán)境的影響，故本文根據(jù)加權(quán)質(zhì)心定位算法能夠減少環(huán)境因素影響的特點(diǎn)采用不同的權(quán)值來(lái)減少環(huán)境對(duì)定位精度的影響，通過(guò)將這兩種算法的特性進(jìn)行融合，相互補(bǔ)充提高了定位精度，采用SHT10低功耗傳感器，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)ZigBee協(xié)議棧APP層對(duì)SHT10的驅(qū)動(dòng)，將溫濕度數(shù)據(jù)讀取出來(lái)，采集周期10秒，采用MQ-5煙霧傳感器模塊，MQ-5氣體傳感器對(duì)丁烷、丙烷、甲烷的靈敏度高，對(duì)甲烷和丙烷可較好的兼顧。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，特別是天然氣，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。仍利用ZigBee協(xié)議棧APP層對(duì)氣體傳感器的采集程序進(jìn)行調(diào)用，采集周期為10秒。

本說(shuō)明書(shū)中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型所作的舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。