ZigBee智能交通控制系统无线通信方案

ZigBee智能交通控制系统无线通信方案
一、应用需求
　　
　　现代城市的发展，随着城市车辆的增加，人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门所面临的重要问题。城市交通控制系统是面向全市的交通数据监测、交通信号灯控制与交通诱导的计算机控制系统，它是现代城市交通监控系统中重要的组成部份，主要用于城市道路交通控制与管理，对提高城市道路的通行能力、缓和城市交通拥挤起着重要作用。
　　
　　城市道路的畅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内容。 城市道路交通控制主要是对交通信号的控制，道路交通信号灯是城市道路网中的主要控制设施。交通信号灯存在，它们就会或多或少地影响交通网络的运行效率，因此信号灯必须以最优控制策略存在，以减小道路网络中所有车辆的行程的时间，必须要有一个智能交通系统来达到城市道路的最大畅通。智能交通信号控制系统的管理模式就是集中管理，分级控制，充分利用现有通信和控制技术，按实际交通现状先进行单个交叉路口的自适应协调，然后是主干线的协调控制，实现分布式协调的分级控制，最终达到区域控制的系统最优。
　　
　　二、Zigbee技术简介
　　通信可靠
　　
　　系统采用了CSMA－CA的碰撞避免机制，避免了发送数据时的竞争和冲突；采用完全确认的数据传输机制，保证信息传输的可靠性；
　　
　　网络的自组织、自愈能力强
　　
　　zigbee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络；
　　
　　zigbee自愈功能：增加、删除或移动节点，节点发生故障等等，网络都能够自我修复无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。
　　
　　成本低廉
　　
　　设备的复杂程度低，且Zigbee协议是免专利费的，这些可以有效地降低设备成本；Zigbee的工作频段灵活，为免执照频段的2.4GHz，就是没有使用费的无线通信。
　　
　　网络容量大
　　
　　一个ZigBee网络可以容纳最多254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在200多个ZigBee网络。
　　
　　三、基于ZigBee技术的智能交通控制系统解决方案
　　
　　3.1 ZigBee无线太阳能交通信号控制系统
　　
　　新型的太阳能无线交通控制系统集结了交通管理、交通控制、绿色能源等全新的理念与技术，采用太阳能代替传统的电能供电，通过交通灯柱顶端的太阳能电池板来进行聚集和储存太阳能，然后通过zigbee主控制器向同一交通岗的各组交通灯发射控制信号，达到无线同步控制运行的效果。
　　
　　现有的红绿灯控制系统在铺设时其控制线路必须专门挖道布线，给整个交通调度带来很大的不便。费用相应较高，日后的维护保养也十分不便。而传统的有线方式面临着布线困难，维护不易，成本较高等问题。
　　
　　 采用ZIGBEE和太阳能结合的无线控制系统，无须挖路布设控制线路，各设备之间实现无线自动组网连接，既降低了系统安装成本，更重要的是避免了传统安装方式对交通干扰所带来的经济损失。随时可以施工。而且，也避免了由于城市快速发展，道路拓展等变化对原有预埋管线的干扰。由于系统没有控制线路，避免了恶意破坏，大大减少了维护成本。
　　
　　3.2 ZigBee无线交通信号远程控制系统
　　
　　 智能交通信号控制系统的管理模式就是集中管理，分级控制，充分利用现有设施，按实际交通现状先进行单个交叉路口的自适应协调，然后是主干线的协调控制，实现分布式协调的分级控制，最终达到区域控制的系统最优。交警指挥调度系统可与交通信号自动控制系统集成，实时采集路口的车辆的流量；在GIS地图显示各路口的交通状况、红绿灯状态等相关交通信息；根据实际需要修改、配置道口机的参数，对信号自动控制系统道口机实现远程控制。
　　
　　基于ZIGBEE无线网络平台的智能红绿灯控制系统，系统具有以下几个特点：
　　
　　* 无须挖路布设控制线路，各设备之间实现无线自动组网连接，既降低了系统安装成本，更重要的是避免了传统安装方式对交通干扰所带来的经济损失。随时可以施工。而且，也避免了由于城市快速发展，道路拓展等变化对原有预埋管线的干扰。由于系统没有地面控制箱和控制线路，避免了恶意破坏，大大减少了维护成本；
　　
　　* 由于系统没有地面控制箱和控制线路，避免了恶意破坏；而且，整个控制系统的各个模块具有高集成度，高可靠性和低功耗，低成本，体积小等优点，维护保养十分方便，只需更换相应节点即可，避免了传统控制线路本身带来许多麻烦，从而大大减少了设备购置成本，建设安装成本和系统维护成本；
　　
　　* 卓越的物理性能，整个网络所使用的无线频率是国际通用的免费频段(2.4-2.48Ghz ISM)， 传输的方式是抗干扰能力强的直序扩频方式（DSSS），特别适合在干扰较大的环境中使用；
　　
　　* 网络的自组织、自愈能力强，zigbee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络；zigbee自愈功能：增加或者删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应地调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。
　　
　　四、顺舟科技ZIGBEE模块
　　SZ02-ZIGBEE无线通信模块是加强型的ZIGBEE模块，具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性；可实现一点对多点及多点对多点之间的设备间数据的透明传输；可组MESH型的网状网络结构。
　　
　　集成简单：RS232/485数据透明传输；
　　通信可靠：强大的网络检测和自恢复功能；
　　网络规模：超大规模网络组网能力；
　　超远距离：传输达2公里；
　　产品类型：独立设备和嵌入式小模块。