基于zigbee的公路隧道车辆定位及隧道环境监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于zigbee的公路隧道车辆定位及隧道环境监测系统。

背景技术：

GPS定位系统由于在隧道内无法接收GPS信号，所以在隧道内也无法获取车辆具体位置，现有公路隧道内车辆交通事故监控系统主要采用的是电视监视系统、火警报警系统等也只能检测到爆炸范围但是无法检测到范围的具体位置，导致救援人员不能完全的了解火灾的情况进行救援。由于公路隧道长度相对较长，隧道内环境参数的采集通过有线的形式传输导致成本过高、故障率高、安装维护不便等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，基于zigbee的公路隧道车辆定位及隧道环境监测系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于zigbee的公路隧道车辆定位及隧道环境监测系统，包括用于构成无线定位网络的四个CC2430网络参考节点模块、上位机、用于与CC2430网络参考节点模块进行无线通讯以及和上位机进行数据通讯传输的网间连接器、用于定位的CC2431移动节点模块、SHT10温湿度检测模块、MQ-5烟雾气体检测模块，所述的四个CC2430网络参考节点模块通过802.15.4/ZigBee无线通讯标准构成一个最大区域为64m×64m的无线定位网络，所述的四个CC2430网络参考节点模块通网络连接器与上位机连接，所述的SHT10温湿度检测模块的引脚2连接电阻R5并接入VCC3.3电压，CC2431移动节点模块的引脚4为VDD引脚，并接入VCC3.3电压，CC2431移动节点模块的引脚1为接地引脚，CC2431移动节点模块的引脚2为SCK引脚，所述的SCK引脚与CC2431移动节点模块的引脚15连接，所述的烟雾气体检测模块的引脚1接入VCC5电压，烟雾气体检测模块的引脚2为DOUT引脚，所述的DOUT引脚与CC2431移动节点模块的引脚11连接，所述的烟雾气体检测模块的引脚5为接地引脚，所述的CC2431移动节点模块的引脚6为RESET复位引脚，所述的复位引脚经由电阻R4接入VCC3.3电压，所述的电阻R4与复位引脚连接节点接入有复位按钮S1,复位按钮S1的一端与电阻R4与复位引脚连接节点连接，复位按钮S1的另一端接地，CC2431移动节点模块的引脚8以及脚10接入VCC3.3电压，CC2431移动节点模块的引脚4以及引脚2为接地引脚，CC2431移动节点模块的引脚26经由发光二极管D1以及电阻R5接地，CC2431移动节点模块的引脚24经由发光二极管D2以及电阻R6接地，CC2431移动节点模块的引脚23经由电阻R7接入VCC3.3电压，电阻R7与引脚23的连接节点与按钮S2的一端连接，按钮S2的另一端接地，所述的CC2431移动节点模块的引脚13为DATA引脚。

进一步的：所述的CC2431移动节点模块的引脚6为RESET复位引脚，所述的复位引脚经由电阻R4接入VCC3.3电压，所述的电阻R4与复位引脚连接节点接入有复位按钮S1,复位按钮S1的一端与电阻R4与复位引脚连接节点连接，复位按钮S1的另一端接地。

进一步的：电阻R7与引脚23的连接节点与按钮S2的一端连接，按钮S2的另一端接地，所述的CC2431移动节点模块的引脚13为DATA引脚。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1.采用ZigBee-2006网状网络，可靠性大幅度提高，并可以实现多个定位网络间的高可靠通讯；完善的ZigBee网络防冲突机制，可以实现几十/几百/几千节点同事无线定位；移动节点自动计算自己的精确位置定位精度0.25米；

2.本系统在公路隧道定位的优点中具有成本低，定位精度高，系统可靠，组网管理容易特点；

综合所述：本系统每个节点采用无线方式，成本低，节电低功耗，布网容易，环境参数采集实时性高。

附图说明

图1是本实用新型实施例SHT10温湿度检测模块的结构示意图。

图2是本实用新型实施例MQ-5烟雾气体检测模块的结构示意图。

图3是本实用新型实施例CC2431移动节点模块的引脚连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1-图3，本实施例一种基于zigbee的公路隧道车辆定位及隧道环境监测系统，包括用于构成无线定位网络的四个CC2430网络参考节点模块、上位机、用于与CC2430网络参考节点模块进行无线通讯以及和上位机进行数据通讯传输的网间连接器、用于定位的CC2431移动节点模块、SHT10温湿度检测模块、MQ-5烟雾气体检测模块，所述的四个CC2430网络参考节点模块通过802.15.4/ZigBee无线通讯标准构成一个最大区域为64m×64m的无线定位网络，所述的四个CC2430网络参考节点模块通网络连接器与上位机连接，所述的SHT10温湿度检测模块的引脚2连接电阻R5并接入VCC3.3电压，CC2431移动节点模块的引脚4为VDD引脚，并接入VCC3.3电压，CC2431移动节点模块的引脚1为接地引脚，CC2431移动节点模块的引脚2为SCK引脚，所述的SCK引脚与CC2431移动节点模块的引脚15连接，所述的烟雾气体检测模块的引脚1接入VCC5电压，烟雾气体检测模块的引脚2为DOUT引脚，所述的DOUT引脚与CC2431移动节点模块的引脚11连接，所述的烟雾气体检测模块的引脚5为接地引脚，所述的CC2431移动节点模块的引脚6为RESET复位引脚，所述的复位引脚经由电阻R4接入VCC3.3电压，所述的电阻R4与复位引脚连接节点接入有复位按钮S1,复位按钮S1的一端与电阻R4与复位引脚连接节点连接，复位按钮S1的另一端接地，CC2431移动节点模块的引脚8以及脚10接入VCC3.3电压，CC2431移动节点模块的引脚4以及引脚2为接地引脚，CC2431移动节点模块的引脚26经由发光二极管D1以及电阻R5接地，CC2431移动节点模块的引脚24经由发光二极管D2以及电阻R6接地，CC2431移动节点模块的引脚23经由电阻R7接入VCC3.3电压，电阻R7与引脚23的连接节点与按钮S2的一端连接，按钮S2的另一端接地，所述的CC2431移动节点模块的引脚13为DATA引脚。

本实用新型采用一款基于CC2430、CC2431SOC的ZigBee的开发平台。该系统以4个CC2430参考节点(Referencenode),构成一个最大区域为64*64米的无线定位网络，参考节点之间，通过802.15.4/ZigBee无线通讯标准，保持无线联系；1个网关，能和参开节点无线通讯及和上位机数据通讯传输；1个移动节点CC2431(Blindnode)通过自身的定位引擎不断确定自身的精确定位，针对隧道内环境变化快，温度、湿度、烟雾和气体的影响以及不同车辆高度不同对模型的影响，本系统所采用的算法方案是基于信号强度与距离的关系拟合出不同高度的RSSI-d模型。由于基于RSSI-d信号强度与位置定位算法精度高但易受环境的影响，故本文根据加权质心定位算法能够减少环境因素影响的特点采用不同的权值来减少环境对定位精度的影响，通过将这两种算法的特性进行融合，相互补充提高了定位精度，采用SHT10低功耗传感器，该产品具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。通过ZigBee协议栈APP层对SHT10的驱动，将温湿度数据读取出来，采集周期10秒，采用MQ-5烟雾传感器模块，MQ-5气体传感器对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度高，对甲烷和丙烷可较好的兼顾。这种传感器可检测多种可燃性气体，特别是天然气，是一款适合多种应用的低成本传感器。仍利用ZigBee协议栈APP层对气体传感器的采集程序进行调用，采集周期为10秒。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。