智能車輛檢測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)地磁傳感節(jié)點(diǎn)低功耗設(shè)計(jì)

　　引言

　　節(jié)能是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感節(jié)點(diǎn)管理的核心設(shè)計(jì)要求之一，節(jié)能的技術(shù)手段主要是使節(jié)點(diǎn)盡可能長(zhǎng)地處于低功耗狀態(tài)或者使用盡量低的發(fā)射功率。節(jié)點(diǎn)休眠/喚醒調(diào)度機(jī)制大致可以分為2類[1]：節(jié)點(diǎn)確定性休眠和節(jié)點(diǎn)隨機(jī)休眠。這兩種節(jié)點(diǎn)休眠/喚醒調(diào)度機(jī)制的原則是保持無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的連通性，適用于較大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，可以使用動(dòng)態(tài)功率管理和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)算法，其基本思想是避免把功率浪費(fèi)在任何處在未使用狀態(tài)的電路上[2,3]。

　　智能車輛檢測(cè)儀傳感網(wǎng)絡(luò)由地磁傳感節(jié)點(diǎn)、中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)組成，其中地磁傳感節(jié)點(diǎn)采用電池供電，與中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)采用無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)采用有線電源供電，因此地磁傳感節(jié)點(diǎn)的使用壽命是整個(gè)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，研究地磁傳感節(jié)點(diǎn)的低功耗實(shí)現(xiàn)方法對(duì)延長(zhǎng)車輛檢測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)的使用壽命、提高交通道路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能水平具有重要的理論和實(shí)踐意義。

　　智能車輛檢測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)概述

　　智能車輛檢測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　智能車輛檢測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)安裝在各交通干支上，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)根據(jù)地磁傳感節(jié)點(diǎn)獲得的信息進(jìn)行車流量統(tǒng)計(jì)、車速計(jì)算、道路占有率計(jì)算等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，在每個(gè)車道上安裝地磁傳感節(jié)點(diǎn)，將中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)安裝在路旁的路燈桿上。地磁傳感節(jié)點(diǎn)采用地磁傳感器作為敏感元件，對(duì)車輛經(jīng)過(guò)傳感節(jié)點(diǎn)引起的地磁場(chǎng)變化進(jìn)行采集記錄，并通過(guò)無(wú)線方式將采集到的數(shù)據(jù)傳給中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)地磁傳感節(jié)點(diǎn)僅與中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，相互之間不進(jìn)行通信。中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)對(duì)地磁節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后經(jīng)過(guò)有線方式傳給地面綜合控制中心。

　　地磁傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能結(jié)構(gòu)

　　地磁傳感節(jié)點(diǎn)功能組成如圖2所示，由地磁傳感器電橋、信號(hào)處理電路、各模塊電源管理單元、微處理器單元、射頻模塊組成，微處理器單元自身含有10位AD轉(zhuǎn)換電路，將采集到的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后通過(guò)無(wú)線傳輸單元發(fā)送給中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)。