智能車(chē)輛檢測儀網(wǎng)絡(luò )地磁傳感節點(diǎn)低功耗設計

　　引言

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

　　智能車(chē)輛檢測儀傳感網(wǎng)絡(luò )由地磁傳感節點(diǎn)、中轉節點(diǎn)組成，其中地磁傳感節點(diǎn)采用電池供電，與中轉節點(diǎn)采用無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行數據傳輸，中轉節點(diǎn)采用有線(xiàn)電源供電，因此地磁傳感節點(diǎn)的使用壽命是整個(gè)檢測網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵，研究地磁傳感節點(diǎn)的低功耗實(shí)現方法對延長(cháng)車(chē)輛檢測儀網(wǎng)絡(luò )的使用壽命、提高交通道路監測系統的智能水平具有重要的理論和實(shí)踐意義。

　　智能車(chē)輛檢測儀網(wǎng)絡(luò )概述

　　智能車(chē)輛檢測儀網(wǎng)絡(luò )結構

　　智能車(chē)輛檢測儀網(wǎng)絡(luò )安裝在各交通干支上，中轉節點(diǎn)根據地磁傳感節點(diǎn)獲得的信息進(jìn)行車(chē)流量統計、車(chē)速計算、道路占有率計算等。網(wǎng)絡(luò )結構如圖1所示，在每個(gè)車(chē)道上安裝地磁傳感節點(diǎn)，將中轉節點(diǎn)安裝在路旁的路燈桿上。地磁傳感節點(diǎn)采用地磁傳感器作為敏感元件，對車(chē)輛經(jīng)過(guò)傳感節點(diǎn)引起的地磁場(chǎng)變化進(jìn)行采集記錄，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將采集到的數據傳給中轉節點(diǎn)，各個(gè)地磁傳感節點(diǎn)僅與中轉節點(diǎn)進(jìn)行通信，相互之間不進(jìn)行通信。中轉節點(diǎn)對地磁節點(diǎn)傳來(lái)的數據進(jìn)行分析處理后經(jīng)過(guò)有線(xiàn)方式傳給地面綜合控制中心。

　　地磁傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)功能結構

　　地磁傳感節點(diǎn)功能組成如圖2所示，由地磁傳感器電橋、信號處理電路、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轉換電路，將采集到的信號進(jìn)行AD轉換后通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸單元發(fā)送給中轉節點(diǎn)。