基于ZigBee通信技术交通控制系统

基于ZigBee通信技术的交通控制系统
摘要：为了实现道路交通控制系统的实时控制，提出了一种能判定控制方向并识别交警手势信号通过zigbee无线传输来实现交通控制的系统。

从加速度传感器中可以读取相应手势信号所产生的加速度数据，判别出是哪种手势信号，zigbee模块发送方与zigbee 模块接收方之间通过无线传输实现信息收发，与zigbee模块接收方相连的控制终端最小系统连接并控制交通灯。

关键词：zigbee模块交警手势无线传输
0引言
目前，公路路口所用的交通灯几乎都是按照事先设计好的程序来执行相应的控制过程，或者可以通过控制台的电脑进行改变，这样的交通灯灵活性比较差，在出现交通堵塞或者一些特殊情况时不能根据现场情况灵活的疏导交通。

使用遥控器实现现场控制的交通灯，它的缺陷就是设备的可移植性差。

交警有时会通过手势引导车辆通行，由于人为因素，偶尔会出现交警的指挥手势与交通灯指示不一致的情况，造成误导。

近年来随着zigbee技术以及动作识别技术的发展，为这些问题的解决提供了一些新的思路。

1 交通控制系统总体结构
本系统由动作信息识别模块，控制方位检测模块，信号传输模块和信号灯控制模块构成，其中动作信息识别模块和控制方位检测模块负责对交警手势以及控制方向进行识别和判断。

交警手势的识别采用smb380加速度传感器，通过分析不同方向轴上的加速度数据
判断出相应的交通手势；控制方向的识别采用tcm5电子罗盘，通过分析交警面对方向的参数，判断出相应的控制方向，采集后的数据交至cc2430zigbee模块处理，并通过无线方式传输至相应的道路信号灯控制终端进行道路控制。

2 系统硬件设计
本系统由动作信息识别传输模块和道路信号显示终端两部分构成。

（1）动作信息识别传输模块
负责对交警手势以及控制方向进行识别和判断，交警手势的识别采用smb380加速度传感器，通过分析不同方向轴上的加速度数据判断出相应的交通手势。

控制方向的识别采用tcm5电子罗盘，通过分析交警面对方向的参数，判断出相应的控制方向。

tcm5电子罗盘，属于三轴电子罗盘，能够对倾斜情况下产生的读数误差进行补偿，实现水平方向方位数据采集；并且有串行接口，与cc2430zigbee 模块相连，实现交警面对方向参数的快速传输，通过分析交警面对方向的参数，判断出相应的控制方向。

（2）微处理器模块
采用集成在cc2430内部的8051 cpu。

集成的cpu有4种不同的内存空间：代码区、数据区、扩展数据区和特殊功能寄存器区，不同的内存空间有利于代码和数据的分离，提高cpu对内存的访问速度。

（3）无线通信模块
① cc2430是一款符合zigbee标准的低功耗通信芯片，具有快速唤醒和搜索外部设备功能，可以使节点更多地处于休眠状态而节约功耗，而且其信道频率和功耗等参数可以灵活设置。

cc2430通信模块的天线考虑到无线传感器网络通信质量的要求，采用单极性天线，单极性天线在差分输出与天线之间要求使用“平衡-不平衡变压器”。

②无线传感器网络节点电源为电池供电系统，选用的电池为手机专用锂电池。

为了使系统在电池供电时，工作时间持续长，在设计电源模块时要考虑到节点的节能问题。

cc2430提供4种电源管理模式：pm0、pm1、pm2和pm3，合理地使用这4种模式可有效地降低节点的能耗。

3 系统软件流程
本系统用c语言编程，软件采用模块化结构程序设计方式，总体程序框图如图2所示。

单片机上电复位，程序开始执行，初始化单片机端口，采集到的加速度数据经过相应的数据转换后送到zigbee 发送模块进行数据传输，zigbee接收模块接收加速度数据，如果没有接收完，则继续接收。

接收完数据经过数据处理，传送数据到显示模块进行显示。

图2 程序框图
4 结语
基于zigbee通信技术的交通控制系统系统具有数据传输安全可靠、能够根据现场环境实现交通灯的灵活准确控制，满足各种特殊
的控制要求，设备的可移植性好，不同的交通路口只需要根据交通灯的位置更改一下相应的方位参数，就能够投入使用是一项极具市场前景的高科技项目，将会创造巨大的经济效益和综合社会效益，具有很好的应用前景。

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