基于zigbee無線通信技術的智能公交系統(tǒng)設計

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1、中目西部科技2010年06月(下旬)第09卷第18期總第215期基于ZigBee無線通信技術的智能公交系統(tǒng)設計楊光魏小景李榮佳張曉嬌劉海南(西安建筑科技大學信息與控制工程學院，陜西西安710055)摘要：本文提出基于zjgBee無線傳感器網(wǎng)絡構建城市公交實時信息采集和處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對城市公交的智能調度與動態(tài)管理，解決公交車調度和乘客候車之間的信息實時交互問題。系統(tǒng)主要以射頻芯片CC2420為核心，配合TI公司的低功耗微處理YM'v~sP4$O構建ZigBee無線通信節(jié)點，本文論述了系統(tǒng)的構成和工作原理，對系統(tǒng)

2、硬件電路進行了設計。關鍵詞：ZigBee；公交系統(tǒng)；cc2420；MSP430DOI：IO．3969／J．tssn．1671—6596．2010．18．025l引言IEEE802．15．4提供兩種物理層的選(868／915MHz和2．4GHz)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的提出，城市的這兩種物理層都采用直接序列擴頻(Dsss)技術。交通問題日趨嚴峻。表現(xiàn)為污染大、交通效率低下等。政3系統(tǒng)設計府隨之提出倡議，提倡大家乘坐公共交通。但就目前而本系統(tǒng)硬件由微處理器、無線收發(fā)芯片及天線等部分組言，落后的公交管理

3、系統(tǒng)導致運營效率低下以及乘客感覺成(見圖2)，微處理器通過SPI總線和一些離散控制信號與服務質量差等結果。本文提出基于cc2420與msp430構建的RF收發(fā)器相連。微處理器充當SPI主器件而RF收發(fā)器充當從器ZigBee無線通信網(wǎng)絡將公交管理系統(tǒng)智能化，提高公交調件。控制器實現(xiàn)了IEEE802．15．4MAC層~ZigBee協(xié)議層，包度效率，提升公交服務質量。含了特定應用的邏輯，使用SPI總線與RF收發(fā)器交互。2ZtgBee技術簡介ZigBee是一種供廉價的固定、便攜或移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的

4、低速率無線連接技術，這個名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過~ZigZag形狀的舞蹈來分享新發(fā)現(xiàn)的食物源的位置、距離和方向等信息。ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備圖2節(jié)點結構框圖中，同時支持地理定位功能。3．1射頻芯片部分5．1．1CC2400CC2420是Chipcon公司在2003年底推出的一款符合2．4GHzIEEE802．15．4標準的無線收發(fā)芯片。它基于Chipcon公司的Sma

5、rtRF03技術，使用0．18umCMOS工藝生產(chǎn)，具有很高的集成度，是目前應用比較廣泛的ZIGBEE芯片。CC2420的選擇性和敏感性指數(shù)(一94Dbm)超過IEEE802．15．4標準的要求，可確保短距離通信的有效性和可靠性。利用此芯片開發(fā)的無線通信設備支持數(shù)據(jù)傳輸率高達摹站肆；舛250Kbps?？梢詫崿F(xiàn)多點對多點的快速組網(wǎng)。5．1．2外圍電路CC2420#b圍電路如圖3所示。CC2420內部使用1．8v工作圖1系統(tǒng)實現(xiàn)功能圖電壓，適合于電池供電的設備；外部數(shù)字I／O接口使用它采用了OSI(OpenSys

6、temInterconnectReference3．3V電壓，這樣可以保持和3．3V邏輯器件的兼容型。它在片Mode1)分層結構，MAC層和物理層采取了IEEE802．15．4協(xié)上集成了～個直流穩(wěn)壓器，能夠把3．3V電壓轉化成1．8V電議，Zigbee聯(lián)盟增加了網(wǎng)絡層、會聚層和應用層，組成了壓。這樣對于只有3．3v電源的設備，不需要額外的電壓轉換Zigbee協(xié)議。Zigbee采用了點對點星形網(wǎng)狀簇形拓撲結電路就能正常工作。CC2420射頻信號的收發(fā)采用差分方式進構，其總線容量：子網(wǎng)254個節(jié)點；主網(wǎng)65000

7、個節(jié)點。行傳輸，其最佳差分負載是l15+J180Q，阻抗匹配電路應收稿日期：2010—05—12修回日期：2010—06—08作者簡介：楊光(1988一)．男，陜西西安籍，本科，主要從事嵌入式系統(tǒng)的研究以及c群、JAVA系統(tǒng)開發(fā)工作。五Rr_]壅該根據(jù)這個數(shù)值進行調整。如果使用單端天線則需要使用3．6V電壓“。若1MHz的時鐘條件下運行是，芯片的電流在平衡／非平衡阻抗轉換電路(BALUN，巴倫電路)，以達到200~400uA左右，等待方式下能耗為0．7uA，時鐘關斷模最佳收發(fā)效果。CC2420需要有16MHz

8、的參考時鐘用于式的最底功耗只有0．1uA，而在5MHz的工作頻率下，MSP430250kbps數(shù)據(jù)的收發(fā)。這個參考時鐘可以來自外部時鐘源，的功耗大約為1．5mW。也可以使用內部晶體振蕩器產(chǎn)牛。如果使用外部時鐘，直MSP430F149“包含的組件為：接從XOSC16Q1引腳引入，XOSC16Q2保持懸空；如果使用(1)基礎時鐘模塊，包括1個數(shù)控振蕩器(DCO)和內部晶體振蕩器，晶體接在XOSC16Q1