毕业论文--高速公路车辆交通监测无线传感器网络通信协议研究

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1、 毕毕 业业 设设 计计 论论 文文 题目： 高速公路车辆交通监测无线传感器网络高速公路车辆交通监测无线传感器网络 通信协议研究通信协议研究 院 系： 光学与电子信息学院 专 业： 光信息科学与技术 姓 名： 学 号： 指导教师： 2014 年 6 月 3 日 I 摘摘 要要 随着我国经济的快速发展，汽车产业也得到了迅速的发展，各个地区的车辆数 量在急剧增加，由此导致的堵车、交通事故数量也在相应增加。随着无线传感器网 络的发展，这些情况完全是可以避免的。本论文设计的无线传感网络是采用 ZigBee 通信协议，在 GAINSJ 软硬件开发平台开发的。 ZigBee 是基于 IEEE802.15.

2、4 标准的低功耗局域网协议。其特点是近距离、低复 杂度、自由路由、低功耗、高数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域， 可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee 就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网 通讯技术。本论文对 ZigBee 协议网络层功能的实现、设备类型和网络拓扑结构、 ZigBee 网络的路由选择机制等都有较为详细的阐述。 利用 OPNET 仿真软件，对 ZigBee 协议进行仿真。针对 ZigBee 网络中节点传输 数据的时延，网络通信性能和质量，以及 ZigBee 网络节点的扩展性进行模拟，对 ZigBee 协议的路由选择机制和自组网性能进行探讨，验证了 ZigBee 技

3、术时延短，自 组网性能强，协议简单以及高度扩充性的特点，同时提出 OPNET 仿真工具里封装的 ZigBee 模块的不足与限制。 本论文中也对设计的高速公路车辆交通监测无线网络做了详细的介绍，该网络 是在 GAINSJ 平台上开发的，我们也对网络层和应用层的协议栈实现进行了讨论。 而且我们也做了一些实际的测试并对测试的结果做了分析，以找到 ZigBee 网络协议 的缺陷，然后针对缺陷提出相应的解决办法。 关键词：关键词：无线传感网络 ZigBee 通信协议 OPNET 仿真 车辆交通监测 II Abstract With the fast-paced economic development,

4、 the rapid growth of the number of vehicles in various regions, Subsequently, traffic congestion, chaos and accidents occur frequently .However， with the development of wireless sensor network (WSN) , it is found that these unfavorable conditions can be avoided. This thesis aims to study and design

5、the WSN system for the road traffic monitoring based on the GAINSJ development platform. ZigBee(IEEE802.15.4-2006 standard) is a category in the IEEE 802 family, ZigBee technology was developed for low-rate WPAN （LR-WPAN） which feature long battery life by having low date rates,low power consumption

6、, self-healing ability for the network. The thesis researches the IEEE802.15.4/ZigBee protocol, discusses the realization of ZigBee protocol in network layer, ZigBee device type and network topology, analyzes the routing mechanism. Then discuss the results of various cases simulated on OPNET. Steady case with single route, router failure leading to self-healing, stability in the presence of moving end devices, case of influence of propagation delay, and some limitations observed,