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1、智能速度适应动态数据更新（ISA）系统B.Karthikeyan Tamileniyan m .嵌入式系统事业部 研究生工程学员 电子工程学院 AutomotiveInfotronicsVIT大学，韦洛尔摘 要 在使用GPS技术的车辆智能速度适应是根据在高速公路上的车辆的速度适应方法可以确认使用的GPS接收机的位置。其主要目标是使系统的简单。在高速公路上的收费站都配备了一台发射机，传输接收系统车辆的一个非常小的数据。接收到的数据进行经纬度和其限速表的信息的测量。使系统接收到信号后，系统开始运行，检查与当前位置的经纬度数据。当系统到达的位置，控制器通知司机有关的车速限制，也限制了车速。同时，第二
2、个数据是从下一个位置开始，接收数据和检查，直到最后一个数据。执行给定的数据后，下一个收费站将在限速模式下记录，直到下一个收费站。该系统减少使用的内存，用于存储大量的地图信息，还可以减少车辆实施成本。关键词 ZigBee，动态的数据，速度适应1. 引言智能速度适应动态数据更新系统（ISA），又称智能高速援助，是任何系统不断监控道路上的车辆行驶速度和当地的车速限制，并实现了当车辆检测超速的行动。这可以通过咨询系统，司机被警告，或通过干预系统，车辆自动驾驶系统控制，以减少车辆的速度。智能速度适应系统使用有关车辆移动信息化道路上做出什么安全的决定速度。此信息可通过使用纳入巷道坐标的数字地图以及数据上的
3、速度，在该位置的巷道分区通过速度一般分区信息，定义地理区域（例如，其中有一个单一的定义限速市区），或通过特征识别技术，检测和解释限速标牌。ISA的目的是合法的车速限制在任何时候都保持协助司机，特别是因为他们通过不同的速度区通过。这是特别有用的，当司机在不熟悉的领域，或当他们通过变速限制使用地区传递。大部分司机不领情行驶在限速只有几公里所涉及的额外风险。大多数人认为，伤亡崩溃的风险增加一倍，如果行驶在限速25公里/至少。研究发现，在城市地区，伤亡崩溃的风险为每5公里/比限制的H一倍。因此，行驶在60公里/小时的区域在70公里/小时的四倍，其中有人住院崩溃的风险。因此，据估计，约有10的伤亡是可以
4、预防的，如果驾车人士经常出差大群高达10公里/超过限制，鼓励遵守车速限制。如果遵守所有车辆的车速限制，可以预防约20的伤亡。节省致命的崩溃将是更大的。有许多类型的ISA系统，GPS全球定位系统基于ISA是最新和最有效的制度。与ISA系统GPS接收机用于检测车“的地球上的当前位置为坐标，这个坐标来找到它通过预装的地图位置，其中包含的信息有关的道路，其各种公路信号和速度限制。事件虽然这个系统是最近的和有效的，也有一些限制，在这个系统中，这就是为什么这个项目是为了降低成本，现行的制度，提高可靠性，使系统已经更新信息。1.2现有的速度适应系统 有速度适应系统提出了在不同的时间、数量的情况下，但他们没有
5、有效的导致故障。一些重要的速度适应该系统的情况。1.2.1RFID -无线电导航路边无线电航标，在车内的接收器数据传输工作。灯塔不断传输数据，其中carmounted接收拿起每个烽火台传递。此数据可能包括当地的车速限制，学校区，变速限制，或交通警示。如果使用，并定期放置足够数量的灯塔，他们可以计算出车辆行驶速度的基础上多少灯塔的车辆通过每秒。信标可以被放置在/速度标志，电线杆，其他路边灯具，或在道路本身。移动信标可以部署以固定信标，在恶劣的天气，或在特殊事件，事故现场周围覆盖。信标可以连接到一台主计算机，可以作出这样的快速变化。该系统可用于只有缓慢的车辆。实际上，它不能被用来在高速公路与高速的
6、车辆。当车辆在道路上高速移动，数据不会被拾起由用车单位，因此该系统十分有效。1.2.2光学识别系统该系统使用安装在汽车上的相机，不断捕捉道路上的图像。图像处理找到，如果有任何图像上的标志牌，这是通过数字图像处理技术检测招牌的形状。一旦发现标志牌，招牌找到其他算法在图像模式用于提取的象征和比较，以识别标志牌。根据确认的符号，信息给司机通过仪表盘上的液晶显示器或蜂鸣器警报，甚至控制车辆自动以严格的公路规则。应当指出，所有这些过程中必须进行的几分之一秒内。有人建议保持视觉招牌，从点越来越远。对于如。现在，如果招牌被放置50m从速度断路器离开，有人建议保持100米距离如此，该系统具有足够的时间来处理和
7、驱动的招牌，有足够的时间来控制车辆。该系统使用复杂的算法使用多少资源当标志牌被树枝覆盖的一些关键的情况下，系统没有检测到的标志牌。1.2.3航位推算航位推算（DR）使用机械系统与车辆“驾驶装配以预测由车辆所采取的路径。可以通过测量旋转的车轮随着时间的推移，车辆速度和行驶距离相当精确的估计。航位推算，要求车辆在一个已知的，固定的点开始。然后，通过速度和距离数据相结合的因素，如方向盘和专门的传感器的反馈（例如，加速度计，磁通门罗盘，陀螺仪）的角度，它可以绘制出车辆所采取的路径。叠加到数字地图上的这条道路，DR系统知道约的车辆在哪里，什么地方限速是，车辆行驶的速度。然后使用该系统可以警告即将到来的危
8、险或兴趣点，并提供警告，如果超过限速的数字地图提供的信息。 这个系统是非常复杂，与多种传感器和实际位置偏差的可能性高。1.2.4基于系统的GPS GPS是基于卫星不断发射无线电信号的网络。GPS接收机拿起这些传输和比较从几个卫星的信号，以便查明几米之内的接收器“的位置。这是通过比较信号，当它被拾起接收从卫星发送的时间。GPS接收机模块跟踪其位置和使用预先加载地图速度区数据库，完成的速度适应。需要大量的内存来存储完整的地图和速度区数据库。紧急招牌，如“工作人”，“声东击西”等不更新系统的动态。 1.3需要一个新的系统要克服其他的速度适应系统的局限性。为了减少传统的全球定位系统（GPS）的速度适应
9、技术的记忆体需求。为了降低系统成本为了提高系统的性能，以提供信息的动态更新。2系统描述2.1系统概述智能速度适应系统的动态数据更新，包含了传统的基于GPS的ISA系统的基本控制系统与GPS接收机找到他们的车辆的地理位置和一个无线收发器接收数据，这是一个表中的坐标和速度极限。2.1.1整个系统的运作整个系统包含一个无线收发器的ISA系统的重要组成部分。在高速公路的收费站有一个收发器，它是能够与车辆“s收发器通信。收费站发送数据，不断围绕其覆盖范围。当与建议系统配备车辆到达收费站附近，收费站的数据广播接收在车辆模块。此数据存储到ISA系统内存。发送的数据是一个坐标和限速信息表。也就是说，它包含的位
10、置和其相应的车速限制或公路交通标志的经度和纬度值。尽快将数据存储在内存中，GPS接收机跟踪它的位置，并比较其与接收到的坐标表的坐标，尽快为坐标的第一个值和当前坐标从GPS匹配，相应的车速限制上市表被选择为从该点的车速限制。然后在ISA系统发出警报声提醒司机，显示限速，限速指示的位置。2.2算法第1步：汽车“的无线设备，尽快启动车辆，并等待收到的数据。第2步：当车辆接近在公路收费站，当它的收费站“的无线覆盖范围，通信链路建立第3步：基于通信链路和方向上，将数据发送到车“的无线节点。数据存储到内存堆栈。第4步：存储的数据是基于对车辆的地理坐标（经度和纬度）和相应的车速限制，并以正确的顺序排列的公路
11、标志信息表。第5步：堆栈数据被接收到的数据，当接收到的数据是平等的堆栈数据相比，相应的使用。步骤6：标志作为当前的位置标志，并完成相应的动作，以显示或发出警报或控制车辆。第7步：现在，被选中表中的第二行数据，并与当前的位置再次比较。2.3动态数据更新系统为ISA系统的动态数据更新系统，包括在车辆射频收发器和RF收发器在公路收费站。RF收发器上的收费站应该是能够沟通与收发器的任何车辆。当汽车接近附近的收费站，只要两个收发器，将其相互覆盖区域，数据交易启动，因此，从收费站的数据发送到车辆，并进一步保存数据到内存在ISA系统。动态数据更新系统的主要目的是o更新信息的路面情况，车辆动态。通常在基于GP
12、S的ISA系统，路线图和限速数据都是很老了，很多次，新的道路条件下的细节都没有车辆的ISA数据库。因此，从收费站的更新信息将提供最新的细节，并提供像“以引水”，“男性工作”的紧急指示。“事故区域，驱动慢”等。3、理论ZigBee是选择最佳的无线技术，从收费站的车辆，这是这个项目最重要的部分传输数据。一个ZigBee模块固定在汽车的ISA系统，并在收费站放置一个或多个ZigBee收发器将数据发送到多个在两个方向的车辆。3.1 ZigBee简介 ZigBee是一种标准，它定义了一套低数据速率，短距离无线网络通信协议。基于ZigBee的无线设备工作在868兆赫，915兆赫和2.4千兆赫频段。最 大数
13、据传输速率是250K比特每秒。ZigBee的主要是针对电池供电应用的低数据速率，低成本，长电池寿命的 主要要求4、硬件测试设置硬件测试设置包含点两个ZigBee节点之间进行通信的点对点网络结构的基本配置。这里使用两个ZigBee模块，这些模块连接到两个不同的计算机通过RS232端口。考虑杆计算机之间的RS232端口与ZigBee的“CMOS电平的电压变化，电压电平转换器。MAX232芯片是用来作为电压电平转换器或RS232电平的ZigBee“CMOS电平之间的接口。图4.10硬件测试设置5、测试结果分析了在不同环境和不同的文件，并配置了用于测试的Zigbee在动态数据更新系统中的应用。针对不同
14、的环境的详细结果如下：5.1结果 -室内环境在室内环境中的数据传输在室内进行分析。作为数据传输的图像文件。一组不同的大小和文件格式的文件被用来传输丢包的时间和数量。5.1.1不同的串行波特率同一组文件被用于不同的串行接口波特率。ZigBee模块连接到电脑主机。从ZigBee的电脑在计算机中使用的通信终端通信的通信端口被打开。配置必要的串口设置和ZigBee设备的串口波特率设置是通过以下步骤改变。1、通信终端被打开。2、进入命令模式，按转义字符（“+”的XBee）3、通过键入命令更改波特率设置ATBD4、编写完成发送命令ATWR的变化5、发送ATCN波特率更改后从AT命令模式退出，通常发送文件的
15、过程进 行分析。图“5.1，5.2，5.3，5.4和表5.0显示了不同的波特率分析。table5.0分析在不同的串口波特率图5.1在9600串口波特率图5.2在57.6Kbps的串口波特率图5.3115.2Kbps的串口波特率图5.4不同的文件大小5.1.3丢包数当数据传输完成后，它指出，发生包丢失，数据发送时，如果数据包没有到达接收完美，如果有任何损失中位，那么该数据包的重传再次发生。因此，这将增加数据传输时间。丢包发生的数据交易试的数量是成正比的。图5.5室内环境图5.5是在室内环境中的典型数据传输的数据大小与丢包的代表性。据观察，包亏损增加，增加的文件。因此，这些数据包丢失较早的数据包重
16、传，从而减少了数据传输速度。5.2室外环境室外使用笔记本电脑进行测试，两个ZigBee模块接口板连接到笔记本电脑。一条笔直的道路选择道长度测量参考标记为每个测试距离的道路上。数据传输发送同一组数据，在不同的位置进行了分析。5.2.1不同距离使用接收信号强度指示器（RSSI）的XBee选项的信号强度进行了分析。的XBee返回的信号强度dBm的十六进制值。这是转换到dBm的信号水平。当信号强度来衡量，它是在固定地点，信号强度是不特定的位置，在每个试验完全相同。5.2.2户外Packetloss在户外设置，数据传输时间是不可预知的。对于每一个试验，数据传输时间和重传次数是不同的。但数据传输速度是在室
17、外，室内设置比较。图5.6室外分析在不同距离，不同的审判图5.7不同距离和不同的试验分析与室外图5.8数据传输31Kbat9600室外5.3动态环境在动态环境下，ZigBee模块是为方便笔记本电脑连接使用相同的设置，用于室外。但在这里，一个模块保持固定的位置。其他模块被放置在一辆。两个模块供电，当一个模块接近，当它进入覆盖区，数据传输开始移动时，数据将被发送到移动设备。意见：围绕一个ZigBee节点的覆盖面积，发现左右70米。但是，当一个模块连接到车辆移动，接近其他固定模块。只有当它变得非常接近固定模块建立通信链路。因此存在重新连接的问题，出连接的设备时，新进入的覆盖区域。因此，重新连接，它需
18、要的信号强度最大。因此，只有当该设备是10M左右，接近对方，建立通信链路。一旦连接完成，并开始数据传输，连接存在为未来40米，时间，数据传输。5.4使用MATLAB验证图像数据从一端到其他，因为这是通过空气发送图像文件传送，数据丢失或位腐败的机会。当有遗漏或损坏的位块，图像将直接有指示，但如果有一个位的变化，图像看起来相同，但在特定的像素会有轻微的颜色变化。因此，发送图像和接收图像，他们在MATLAB相比分隔每个RGB矩阵比较矩阵的每个元素。意见：在比较，它是观察达完全收到所有图像发送和接收图像的相关性是100和0的差异。6、结论在动态数据更新系统中的应用ZigBee的基于IEEE分析。实验进
19、行数据传输，在不同的环境，如室内，室外和动态。在室内安装，数据传输时间和数据包丢失是可以预见的和试验的次数相同。ZigBee的测试与其他无线技术的WIFI，蓝牙工作在同一频段共存。数据传输上WiFi或蓝牙环境没有任何影响。在户外设置，数据传输和数据包丢失是无法预料的。为每个审判是不相同的传输时间。但数据传输速度是在室外环境中，有时更多。在动态的设置，数据传输发生，只有当两个节点都非常接近。通常情况下，周围的ZigBee节点的覆盖范围长约80米的街心。当一个节点是固定的，与其他节点接近固定节点，数据传输开始，只有当两个节点之间的距离更接近10米。这表明，当节点进入ZigBee的覆盖区域，建立通信
20、链路，它需要最大信号强度。一旦开始数据传输距离为10m时，通信链路之间存在为未来30米远从固定节点，其中的数据可以传输。因此，在动态数据更新系统，它可以建议修复ZigBee节点，10M收费站前的使用可用短的时间内有效地传输数据。6.1预期工作为了避免在动态环境下的通信问题，一个ZigBee模块可配置在路由器的角色。因此，该路由器可以被放置几米前的主要设备，使更多的覆盖面积和更多的时间用于数据传输。许多ZigBee模块可以配置路由器和周围放置在不同位置的收费站，其中ZigBee模块的位置，可以追溯到通过比较每个节点的RSSI。动态数据更新系统找到车辆的位置和方向，这将是有益的。待添加的隐藏文字内
21、容2参考文献：1. N. Agerholm,R, Waagepetersen,N. Tradisauskas,and H. Lahrmann 2008 -IEEE智能车辆研讨会“在公司的车辆智能速度适应系统”2. Riaz Sayed, Pierre Delaigue, Jeremy Blum, Ali Mortazavi and Azim Eskandarian SAE系列论文2007年“智能模速度适应系统发展”3. Georgiy Pekhteryev, Zafer Sahinoglu, Philip Orlik, and Ghulam Bhatti2005 -三菱电机研究实验室“在IEE
22、E802.15.4和ZigBee网络图像传输”4. Dr.S.S.Riaz艾哈迈德-2008-理论与应用资讯科技杂志，“ZigBee技术在未来的数据通信系统“5. Marko Hannikainen, Timo D. Hamalainen, Markku Niemi, Jukka Saarinen计算机通信“个人无线数据通信的趋势”6. Jesus Tellez Isaac, Jose Sierra Camara , Sherali Zeadally , Joaquin Torres Marquez- 2008年3月计算机通信。“安全的车辆到路边车辆ad hoc网络通信支付协议”7 欧洲道路安全天文台“智能速度适应动态数据更新系统（ISA）”http:/www.erso.eu/knowledge/content/04_esav8. 利兹大学的米拉有限公司-2006年1月“智能速度适应文学评论和概略研究”-http:/www.tfl.gov.uk/assets
