基于车-车通讯技术的无线定位系统设计.pdfVIP

第20卷 第4期 广 西工 学 院学 报 Vd．20 No．4 2009年 12月 JOURNALOFGUANGXIUNIVERSITYOFTECHNOL(X~Y Dec．2Oo9 文章编号 1004．6410 2【009)04—0044—04 基于车一车通讯技术的无线定位系统设计 易 飞，高 峰，王江锋，徐国艳 (北京航天航空大学 交通科学与工程学院，北京 100191) 摘 要：针对车辆的主动安全性需求，应用车一车通讯技术设计了一种无线定位系统．首先，根据车一车通讯的技术 要求，确定采用ZigB~技术作为无线通信方式；其次，对无线定位系统的构成进行了设计，利用基于测距技术的定位 算法和 “距离一损耗”模型对网络的移动节点进行了定位；最后，利用标定的定位模型对该无线定位系统进行了实验 验证．结果表明：该无线定位系统性能良好，能够满足车辆行驶条件下的定位要求，提高了车辆的主动安全性． 关 键 词：车辆定位系统；无线通讯系统 ；主动安全性；汽车安全装置 中图分类号：U461．91 文献标识码：A 0 前言 统计数据和研究资料表明我国已进入道路交通事故的高发期，道路交通安全形势十分严峻 【10J．车一车 通讯技术有助于提高车辆的主动安全性和道路交通安全与效率，目前已成为驾驶辅助技术的重要研究方向． 通过车辆问的信息共享可以显著改善道路交通状况，保障行车安全．例如，当车辆遇到交通事故、雨雾天气、 路面结冰或道路拥堵等不利状况时，可将这些信息在该区域可能受影响的车辆问进行传递，驾驶者接收到信 息，了解前方交通状况后，可以有针对性地对 自己的出行方案或行车路线做出调整． 国内外对车一车通讯技术的研究都处于起步阶段，其中关于车辆定位方面的研究已成为研究热点，现有 的研究中基本都是采用 GP$定位．对于主动安全技术来说，由于GPS在室内和密集城区无法正常工作，而 且定位精度低，因此，GPS不是最理想的选择．本文利用无线通信模块，设计了一种无线定位系统，并对其进 行了实验验证，从距离误差和定位精度两方面分析了该系统的有效性． 1 无线通讯方式的选择 由于 目前没有专为车一车通讯设计的通讯方式，所以必须从现有的无线通讯方式中选择合适的通讯方 式来实现车一车通讯的功能．表 1是几种 目前常用的无线通讯技术的性能对比 表 1 主要无线通信技术参数对比 车一车通讯技术只能采用技术上开放的通讯方式，从表 1中可看出只有蓝牙、红外、ZigBee、WiFi四种技 术可供选择．而蓝牙技术和红外技术的传输距离有限，不能满足对于传输距离的要求，WiFi在嵌入式的集成 收稿日期 ：2009—11—04 基金项 目：博士点基金项 目(20070006011)资助． 作者简介：易飞 (1984一)，男，湖北荆门人，北京航空航天大学交通科学与工程学院研究生 通信作者：高峰(1955一)，男，河南洛阳人，北京航空航天大学交通科学与工程学院教授． 第4期 易 飞等 ：基于车一车通讯技术的无线定位系统设计 45 度上没有ZigBee好 ，开发难度高． 基于IEEE802．15．4的ZigBee技术是一种全新的无线数据传输网络，采用的是2．4G的免费频段．Zig． Bee技术所具有的低成本、短延时、高容量与免费频段使用执照的特点非常适合车一车通讯技术的要求．本 文拟采用ZigBee技术来实现无线定位系统． 2 系统设计 2．1 系统构成 本文采用JINNIC公司的JN5139芯片作为无线定 位系统的主控芯片．该芯片集成了32一bitRISCM 内 核，高性能的2．4GHzIEEE802．15．4收发器[41．主控芯 片完成的功能包括：ZigBee协议的实现、定位数据的采集 与处理、数据的传输、外围芯片的控制等．整个系统 以 图1车载自组网系统硬件结构图 JN5139芯片为核心，其系统硬件框图如图1所示，主要包括：电源稳压模块、车间通讯模块、数据传输模块、 显示模块． 2．2 定位方法设计 在