摘 要

为了解决应急交通中的通信问题,本文基于MESH网技术研究了一套交通应急解决方案。在信号灯处安装或停车线地下埋设上RFID读写器,利用2.45GHz微波系统,给特殊车辆(比如急救车)贴上半有源RFID标签,利用RFID车联网技术实现了对特殊车辆的识别及路口车流量等信息的采集并应用于切换或延迟绿色信号灯的应急交通方案。可以通过每个路口信号灯为节点组成的MESH网络,将采集到的车辆信息,在邻近节点间相互传递,或通过网关,传入internet,供后台系统处理。当遇到延迟绿色信号灯方案仍无法解决的严重交通拥堵 情况时,本文通过引入经过优化后的SPFA算法,计算出到达下个路口的最优路径,提供绕过该拥堵路段的应急指挥调度功能。研究一系列如引入标签优先级,绿信传递,SPFA算法优化等创新方案,来提高此套交通应急方案的总体效果。

关键词：车联网 mesh网 zigbee spfa算法

Abstract

In order to solve the communication problem in emergency transportation, based on the MESH network technology to design a set of complete traffic emergency solutions.At the signal light installation or you buried on RFID read-write device, using 2.45 GHz microwave systems, for special vehicles, such as ambulance, semi-active RFID label using RFID car networking technology realized the recognition of special vehicles and road traffic information collection and applied to the switch or delayed green lights emergency transport scheme.Through each intersection signal for the node of MESH network, vehicle information will be collected, mutual transfer between the adjacent nodes, or through the gateway to the Internet, for the background processing system.When the green light project delay is still unable to solve the serious traffic congestion, in this paper, by introducing the new SPFA algorithm, calculate to the shortest path of the next intersection, provide bypass emergency command scheduling function of the traffic jam.Label priority, introduced a series of study such as, the green letter, SPFA algorithm to optimize innovative solutions, such as to improve the overall effect of this set of traffic emergency plans.

Keywords: telematics mesh network zigbee SP

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 1

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 车联网 1

1.2.2 mesh网及zigbee技术 2

1.3 研究内容 3

第2章 车载物联网 4

2.1 车联网的概念 4

2.2 车联网体系结构 4

2.3 车载物联网的应用 6

2.4车联网面临的技术挑战 6

第3章 mesh网络构架和zigbee技术 7

3.1 mesh网 7

3.1.1 mesh网的概念 7

3.1.2 无线mesh网络应用领域 9

3.2 zigbee技术 10

3.2.1 zigbee技术简介和特点 10

3.2.2zigbee网络配置 11

3.2.3 zigbee网络拓扑结构 12

3.3几种常用无线通信技术比较 13

第4章 利用zigbee技术构建基于mesh网结构的车联网 15

4.1 zigbee技术中的mesh网 15

4.2构建车联网 17

第5章 最短路径算法研究 19

5.1 传统最短路径算法 19

5.1.1 Dijkstra算法 19

5.1.2 Bellman-ford算法 20

5.1.3 SPFA算法 22

5.1.4 Floyd算法 23

5.2在方案中的应用 23

5.2.1 实验 24

第6章 结论 31

参考文献 32

致 谢 33

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

目前，随着汽车市场的爆炸式增长，汽车开始越来越多的进入普通人家，甚至开始被很多家庭当作生活必须品。然而，其在为我们的出行带来方便的同时，也给我们造成了，像是交通拥堵，能源消耗快速增加，尾气污染等诸多问题。而其中堵车问题不仅会给一般车辆的出行造成极大的不便，更会使许多诸如救护车、消防车等特殊车辆在执行任务时，不能及时到达目的地，可能给人们造成极大的生命财产损失。

而同时，近年来，随着微电子技术、通信技术以及计算技术的互相渗透及融合，通信网络技术也得到了快速发展，并渗透到人们的日常生活中，推动了车辆与通信网络紧密的结合。其中mesh网络为一新兴网络结构，比传统网络有更高的网络容量和更好的故障自恢复性。而ZigBee 技术具有统一的技术标准，是一种新兴的短距离、低功耗、低速率、低成本、低复杂度的双向无线网络技术。它基于 IEEE 802.15.4 无线标准，支持地理定位功能，可用于搭建车载通信网络，形成车载自组织网络（VANET）。与其他传统基础设施网络相比较，车载自组织网络有两个主要优势：首先，车载自组织网络成本低廉、容易部署、操作方便，车载信息消费者可以通过广播接收的方式便捷地享受信息服务。其次，车载网络系统传播的多数信息与地理位置相关，车载自组织网络能够利用网络节点的位置信息在车辆之间建立短距离通信，搭建物理通信链路。因此，车载自组织网络不仅能够将车辆内部设备纳入到同一网络，也能与另一车辆的车载自组织网络相互通信，还可以与外部网络，如接入互联网进行通信，从而最终形成车载物联网。

因此,我们想到了利用zigbee技术，组建基于mesh网的车联网，通过延长特殊车辆经过的路口的绿灯时间，来减缓其路上的交通压力。