基于无线传感器网络的车流量检测及交通灯控制系统

admin · 发表于 2023-10-4 10:22:33

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雅宝题库解析：
传统固定配时的交通灯控制方案已不能满足现代交通的需求，本文研究基于无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）的车流量检测及交通灯控制系统，其中车流量检测为交通灯控制提供最关键的参数，交通灯根据车流量大小自适应调整，以减少交通路口车辆的平均排队长度（Average Queuing Length, AQL）和平均等待时间（Average Waiting Time, AWT）。根据行驶车辆对地磁场扰动效应的原理，开发了基于新型三轴数字式磁阻传感器HMC5843及ZigBee协议芯片CC2430的传感器节点，具有低成本、低功耗及小尺寸特性。本文通过传感器三轴磁场解决了单双轴模拟磁阻传感器无法获得空间磁场信息的题目；以三轴磁场合成的磁场强度代替传统的地磁垂直分量（Z轴）执行状态机算法更加全面地体现了车辆对地磁场的扰动信息；车辆驶过节点便重新获取环境磁场解决了磁阻传感器因环境磁场而导致磁阻传感器输出信号漂移的题目。北京市知春路上实际测试的精度达到了97.8%，本论文提出的车流量检测方法比传统单纯利用Z轴磁场在检测精度、可靠性及冗余度等方面均有较大提高。基于WSN的交通灯控制系统，以上述检测的车流量作为输入参数；根据排队理论建立M/M/1排队模型；采用泊松随机分布模拟交叉口各方向车辆的达到和离开过程；设计了各相位的绿信比适应其车流量大小及交通灯周期长度满足拥堵状况的自适应控制方法。通过仿真，测试了交通路口交通顺畅、拥堵及随机各50个周期，仿真结果显示，自适应控制方法相比于传统定时分配方案，各相位绿信比和周期长度可不断变化适应交通状况， AQL和AWT约减少25%。

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