【正文】 。 數(shù)據(jù)存儲器的操作函數(shù)數(shù)據(jù)存儲器的操作包括：讀，寫和擦除。P3SEL amp。dmreset()。 i++)。}//忙狀態(tài)檢測int dm_busy_check(void){if((P3IN amp。delay(10)。// 延時 10uS 以上，復位 DataFlashfor(i = 0。= ~(DM_CS + DM_RESET)。P3DIR amp。無線通信在 ZStack 中已經(jīng)實現(xiàn)。另一方面，設備也需要中斷工作方式來提高其實時性。設備對象實際上是一個代表該設備的數(shù)據(jù)結構，是一個全局變量。因此，驅動程序開發(fā)是整個嵌入式系統(tǒng)研發(fā)過程中必不可少的一個組成部分。這是一款串口連接的閃存芯片，只需要 7 根 CPU的 I/O 口線。 傳感器電路傳感器的硬件包括以下幾個部分：CPU，數(shù)據(jù)存儲，A/D 轉換，電源等。在 ZigBee2022 版本中規(guī)定，在全部節(jié)點中實現(xiàn)綁定機制，并將其稱為源綁定。過車傳感器為終端設備。 電源模塊電源對于傳感器的穩(wěn)定工作和節(jié)能至關重要。中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 20 PM2，電源電壓調(diào)節(jié)器關，PM2是功耗較低的工作模式。 [19] CC2430 CMOS 工藝生產(chǎn)，工作時的電流消耗為27 mA；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25mA。HMC2022 有 Xout,Yout,Zout 三個輸出引腳,分別對應傳感器所在位置的 X 軸,Y 軸,Z 軸上的磁場強度。通常以數(shù)字量的最小有效位(LSB)的分數(shù)值來表示絕對誤差，如士 1LSB 等。因此,對于要求2或3軸磁場感應、體積和抗振性有限制并只要求前段傳感部分的應用來說,該混合電路是最理想的選擇。 過車傳感器總體框架 vehicle sensor framework16位A/D轉換器數(shù)據(jù)存儲 數(shù)據(jù)、命令傳送三軸磁阻 傳感器信號處理電路CC2430C8051F CPURF 射頻電路中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 17 硬件設備的選擇 磁阻傳感器 HMC2022磁阻傳感器是美國公司霍尼維爾制造的一款用于精確測量低磁場強度的使用三軸磁阻傳感器混合的電路組件,由三個精密坡莫合金磁阻傳感器和統(tǒng)一定制的接口電子設備構成,并且自帶高靈敏度溫度補償電路。中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 16 3. 過車傳感器硬件系統(tǒng)設計 硬件是整個傳感器的基礎，直接關系著傳感器的功能。如果網(wǎng)絡中的某個節(jié)點與網(wǎng)絡失去聯(lián)系后想要再次加入網(wǎng)絡，它可以通過孤立通知過程來重新加入網(wǎng)絡。在 PAN 協(xié)調(diào)器建立一個新網(wǎng)絡時，首先要對所有的信道進行掃描，選擇其中一個空閑信道來建立新的網(wǎng)絡。星型網(wǎng)通常適用于用于節(jié)點數(shù)量較少的場合。N1 用戶向它的 M 層發(fā)出服務請求，它引起 N2 用戶的 M 層向 N2 用戶發(fā)出指示原語，通告某事件的發(fā)生。 ZigBee 技術的原語中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 13 在 ZigBee 協(xié)議棧中，每一層通過使用下一層提供的服務完成自己的功能，同時對上層提供服務，網(wǎng)絡的通信在對等的層次上進行。RFD的構造相對簡單，因此任務比較單一，在傳感器網(wǎng)絡中，它們的任務一般只是將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給它的協(xié)調(diào)點，像數(shù)據(jù)轉發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)和維護等功能RFD并不具備。 （3）網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層幀是網(wǎng)絡層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（NPDU），它由下列兩部分組成：網(wǎng)絡幀首部，包含幀控制，地址和序列信息等；長度可變的幀載荷，即幀所傳送的信息；下圖是網(wǎng)絡幀通用結構：表 網(wǎng)絡幀通用結構 General structure of the work frame2 字節(jié) 2 字節(jié) 2 字節(jié) 0/1 字節(jié) 0/1 字節(jié) 可變長目的地址 源地址 廣播半徑域 廣播序列號幀控制域路由域幀載荷網(wǎng)絡層首部 網(wǎng)絡層的有效載荷幀控制域包含了幀的類型，地址，序列號以及其他一些信息。其中幀首部又由若干個域按一定的順序排列，但并不是所有的幀中都包含有全部的域。中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 10 Zigbee協(xié)議棧結構 Zigbee protocol stack structure與服務與服務原語不同，協(xié)議定義了網(wǎng)絡對等層之間的幀格式、意義和交換方式，各層實體利用協(xié)議來實現(xiàn)服務，對于幀在網(wǎng)絡各層之間的傳輸，當從下層向上層傳輸時，每層都會在傳輸?shù)膸懈郊由戏从潮緦酉嚓P信息的數(shù)據(jù)，分別成為幀的首部和尾部。 [9]ZigBee 是一種短距離傳輸、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的新興無線通訊技術,從誕生到現(xiàn)在只有短短幾年的時間。從而完成對車輛的檢測。 鐵磁性物質引起的磁場變化 The magic field of ferromagic materials表征磁電阻效應大小的物理量為MR，其定義為: %10?????MR式中：ρ—物質在磁場不為零中的電阻率 ρ 0—物質在磁場為零時的電阻率 磁阻傳感器在車輛檢測中應用車輛檢測使用的磁阻傳感技術是基于磁偏角檢測技術。一般來說，嵌入式計算機系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心，嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式外部硬件設、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式處理器和嵌入式應用軟件四大部分組成。磁阻傳感器由于其高靈敏度，可以用于進行車輛檢測。Zigbee技術ZigBee技術是一種新興的短距離無線通信技術，適合于功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸。電話線方式這種傳輸方式采用 XSDL 技術,利用現(xiàn)有的電話線路進行數(shù)字信號傳輸，它提供一種直接接入的不中斷服務。其優(yōu)點為設備體積小，檢測精度高，安裝時設備設置于各車道上方無需切割路面，缺點是其檢測精度受環(huán)境溫度和氣流影響較大?？傮w來說，工作的穩(wěn)定性較差，其中有的技術落后。 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 與歐美相比我國的智能公交系統(tǒng)的發(fā)展起步相對較晚。國內(nèi)引進較多的是美國和澳大利亞生產(chǎn)的儀器。中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 2 交通量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀交通量檢測系統(tǒng)是采用一定的車輛檢測技術將有關交通流信息等物理量形式的信息轉為電子量，然后通過傳輸線路傳送到信號控制器的信息處理部分進行處理，它是城市交通道路控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，主要是通過數(shù)據(jù)采集和設備監(jiān)視等方式來進行交通數(shù)據(jù)的監(jiān)測。通過對交通量信息資料的分析和整理，我們可以了解交通量的空間分布和時間分布、交通量的各種變化規(guī)律和影響交通量數(shù)據(jù)的各種因素，從而為道路網(wǎng)規(guī)劃、交通安全、道路設計和建設等各個方面提供切實可靠的依據(jù)。 本課題的研究目的和意義在“十一五”期間，公路交通運輸對于是國民經(jīng)濟發(fā)展意義重大，尤其在整合和利用交通信息資源、提高交通行業(yè)信息化監(jiān)管水平、加強交通綜合運行分析輔助決策、改善公眾交通信息服務質量等方面要實現(xiàn)重點突破。目前 ZigBee 技術還未具體應用于機動車性能檢測領域，這給了本課題更大的研究應用空間。為使道路交通適應國民經(jīng)濟的發(fā)展，實現(xiàn)城市道路交通的智能化，科學化管理，切實做好公路交通的車輛信息正確采集和及時傳輸是必不可少的。Getting vehicles informations timely and accurately not only can realize realtimemanagement and make road traffic run in high quality ，but also can offer references for Decisionmaking departments in traffic prediction，road classification，road design and building。 [1]為了使交通運輸適應社會的飛速進步,交通智能化建設被搬上日程，各地在交通道路管理中都普及了交通智能化設備。隨著計算機技術，網(wǎng)絡技術，微電子技術和傳感器技術的迅速發(fā)展，檢測儀器儀表正朝著微型化、智能化和網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。從而滿足現(xiàn)代化、智能化交通的“高速、安全、智能、舒適”的要求，日本的路面實時檢測系統(tǒng)也取得了一定成果，曾經(jīng)投入大量人力、物力和資金組織了“動態(tài)路徑誘導系統(tǒng)”的實驗。儀器作為下位機，按照給定的要求采集車輛數(shù)據(jù)，并做簡單的數(shù)據(jù)處理后存入儀器的數(shù)據(jù)存儲器或是直接傳送給上位機。2022 年由交通部公路科學研究所國家智能運輸工程研究中心組織制定了中國智能運輸系統(tǒng)體系框架，為中國的道路檢測發(fā)展指明了方向。 常用車輛檢測傳感器車輛檢測傳感器種類繁多，工作原理各不相同，但主要有兩種基本功能：一是檢測車輛是否存在和出現(xiàn)，二是檢測車輛的運動和通過時狀態(tài)，一般的車輛檢測器至少具有上訴述兩個基本功能之一。交通量數(shù)據(jù)采集需要用到通信技術。但目前用于拉伸光纖的預制棒國內(nèi)供給量嚴重不足，主要依賴進口，因此光纖組網(wǎng)的設備成本、施工成本居高不下，在公路網(wǎng)絡監(jiān)管中，無法大規(guī)模推廣。針對傳統(tǒng)車輛檢測方法存在的各種缺點，本文利用電子技術、通信技術和計算機技術的新成果，基于ZigBee無線網(wǎng)絡技術，將傳感器和無線通信模塊進行整合，實現(xiàn)一種無安裝方便，受環(huán)境影響小，穩(wěn)定性高，成本低廉的智能車輛檢測傳感器。一個嵌入式系統(tǒng)就是一個以嵌入計算機系統(tǒng)為核心面向特定功能和用途的軟硬件集合體。最早的磁傳感器就是指南針, 用于指示方向。磁阻效應的靈敏度很高，不會受到諸如線圈和振蕩頻率的影響。,對磁擾動信號進行平滑處理后的曲線。綜上所述，一個Zigbee網(wǎng)絡可以擴展數(shù)千個微小傳感節(jié)點，而且這些傳感器功耗很低，傳感節(jié)點之間可以互相通信，zigbee可以通過協(xié)調(diào)數(shù)千個微小的傳感器之間的相互通信來適應城市道路機動、靈活的組網(wǎng)方式，通信效率高。物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PPDU）又稱物理層數(shù)據(jù)包，其格式如表 所示。中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 11 表 層幀結構 MAC layer frame structure2 字節(jié) 1 字節(jié) 0/2 字節(jié) 0/2/8 字節(jié)0/2 字節(jié) 0/2/8 字節(jié)可變 2 字節(jié)目的PAN 標識符目的地址源 PAN標識符源地址幀控制 序列號地址域幀載荷 FCSMHR(MAC 層幀首部) MAC Payload(MAC載荷)MFR(幀尾)ZigBee 的 MAC 層有 4 種不同的幀：信標幀，數(shù)據(jù)幀，確認幀和命令幀。其中地址域的各子域根據(jù)具體情況不同可以不存在。一個ZigBee網(wǎng)絡中只有一個PAN協(xié)調(diào)點， PAN協(xié)調(diào)點其實就是一個特殊的FFD，它具有較強大的功能，是整個網(wǎng)絡的主控節(jié)點，主要工作有：建立起新網(wǎng)絡、設定網(wǎng)絡參數(shù)、管理網(wǎng)絡中的各個節(jié)點和存儲zigbee網(wǎng)絡節(jié)點信息等。不同的服務原語可帶有不同的個數(shù)，不同的形式參數(shù)，它們共同描述了該服務。至此，N1 用戶的一次服務完成。由于節(jié)點均為FFD，Mesh網(wǎng)具有很高可靠性，而且具有“自恢復”能力，它可以為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包提供多條路徑，即使一條路徑出現(xiàn)故障，則依然存在另外一條或多條路徑可以選擇。同時，這個 ZigBee 協(xié)調(diào)器還會為自己設置一個 16bit 的網(wǎng)絡地址，一般是 0000。為了降低ZigBee節(jié)點的平均功耗，ZigBee節(jié)點可以設定為激活和睡眠兩種工作狀態(tài)，當兩個節(jié)點都處于激活狀態(tài)才能完成數(shù)據(jù)的傳輸。夏天，在陽光直射下，高速公路的路面溫度可高達 50℃~60℃，而在寒冷的冬天，溫度可低至零下十幾度。傳感器的磁敏感方向為沿著雙列直插混合電路長，寬，高三個方向。1．分辨率分辨率是指模數(shù)轉換器在轉換中所能分辨的最小量，習慣上用轉換結果的位數(shù)表示。例如，滿量程為 5V,12 位 A/D 芯片，若其絕對精度為 11/2LSB，則其最小有效位的量化單位為 ，其絕對精度為 mV，相對精度為 %}(速率)轉換時間是 ADC 完成一次轉換所需的時間。 無線通信芯片 CC2430CC2430是TI公司推出針對ZigBee的無線通信芯片, 延用了以往CC2420芯片的架構以 ISM波段應用對低成本，低功耗的要求。這四種工作模式分別為：PM0、PMPMPM3。 PM3PM3是CPU功耗最低的一種模式。協(xié)調(diào)器：協(xié)調(diào)器的功能主要是建立網(wǎng)絡和進行網(wǎng)絡管理。為了檢測車輛的速度，軸數(shù)和軸間距等參數(shù)，每個車道需要安裝兩個傳感器。傳感器與計算機之間的通信由計算機通過主節(jié)點向具體的傳感器發(fā)出命令。由于外接天線無法放置于路面上，因此，采用了 PCB 天線。按照交通量調(diào)查的要求，需要采集連續(xù) 24 小時的車輛數(shù)據(jù)，考慮到特殊調(diào)查的需要，電池應能連續(xù)供電 48 小時。嵌入式系統(tǒng)中的所有驅動程序都會遵循通用的接口。設備的讀寫：讀和寫是對一個設備最基本的操作。通常是將一個或幾個中斷處理函數(shù)注冊到設備相對應的數(shù)據(jù)結構中。在編寫基本操作函數(shù)之前，先簡要介紹數(shù)據(jù)存儲器 45DB161B 的引腳和操作命令。= ~(DM_SCLK + DM_SI + DM_SO)。}// 數(shù)據(jù)存儲器復位中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 30 void dmreset(void){unsigned int i = 0。{_NOP()。 DF_RDY))return 0。DM_CS_L。DM_RESET_L。P2SEL amp。= ~DM_SI//數(shù)據(jù)存儲器初始化void dm_init(void){// 采用模擬三線 SPI 方式 0 時序方式與 DataFlash 通訊P3DIR |= DM_SCLK + DM_SI。中國礦業(yè)大學（北京）碩士學位論文 28 過車傳感器的驅動程序過車傳感器的硬件設備有 A/D