基于zigbee无线通信技术的智能公交系统设计

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1、中目西部科技2010年06月(下旬)第09卷第18期总第215期基于ZigBee无线通信技术的智能公交系统设计杨光魏小景李荣佳张晓娇刘海南(西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西西安710055)摘要：本文提出基于zjgBee无线传感器网络构建城市公交实时信息采集和处理系统，实现对城市公交的智能调度与动态管理，解决公交车调度和乘客候车之间的信息实时交互问题。系统主要以射频芯片CC2420为核心，配合TI公司的低功耗微处理YM'v~sP4$O构建ZigBee无线通信节点，本文论述了系统的构成和工作原理，对系统

2、硬件电路进行了设计。关键词：ZigBee；公交系统；cc2420；MSP430DOI：IO．3969／J．tssn．1671—6596．2010．18．025l引言IEEE802．15．4提供两种物理层的选(868／915MHz和2．4GHz)。随着经济的发展、环保和可持续发展的提出，城市的这两种物理层都采用直接序列扩频(Dsss)技术。交通问题日趋严峻。表现为污染大、交通效率低下等。政3系统设计府随之提出倡议，提倡大家乘坐公共交通。但就目前而本系统硬件由微处理器、无线收发芯片及天线等部分组言，落后的公交管理

3、系统导致运营效率低下以及乘客感觉成(见图2)，微处理器通过SPI总线和一些离散控制信号与服务质量差等结果。本文提出基于cc2420与msp430构建的RF收发器相连。微处理器充当SPI主器件而RF收发器充当从器ZigBee无线通信网络将公交管理系统智能化，提高公交调件。控制器实现了IEEE802．15．4MAC层~ZigBee协议层，包度效率，提升公交服务质量。含了特定应用的逻辑，使用SPI总线与RF收发器交互。2ZtgBee技术简介ZigBee是一种供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的

4、低速率无线连接技术，这个名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过~ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备图2节点结构框图中，同时支持地理定位功能。3．1射频芯片部分5．1．1CC2400CC2420是Chipcon公司在2003年底推出的一款符合2．4GHzIEEE802．15．4标准的无线收发芯片。它基于Chipcon公司的Sma

5、rtRF03技术，使用0．18umCMOS工艺生产，具有很高的集成度，是目前应用比较广泛的ZIGBEE芯片。CC2420的选择性和敏感性指数(一94Dbm)超过IEEE802．15．4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达摹站肆；舛250Kbps。可以实现多点对多点的快速组网。5．1．2外围电路CC2420#b围电路如图3所示。CC2420内部使用1．8v工作图1系统实现功能图电压，适合于电池供电的设备；外部数字I／O接口使用它采用了OSI(OpenSys

6、temInterconnectReference3．3V电压，这样可以保持和3．3V逻辑器件的兼容型。它在片Mode1)分层结构，MAC层和物理层采取了IEEE802．15．4协上集成了～个直流稳压器，能够把3．3V电压转化成1．8V电议，Zigbee联盟增加了网络层、会聚层和应用层，组成了压。这样对于只有3．3v电源的设备，不需要额外的电压转换Zigbee协议。Zigbee采用了点对点星形网状簇形拓扑结电路就能正常工作。CC2420射频信号的收发采用差分方式进构，其总线容量：子网254个节点；主网65000

7、个节点。行传输，其最佳差分负载是l15+J180Q，阻抗匹配电路应收稿日期：2010—05—12修回日期：2010—06—08作者简介：杨光(1988一)．男，陕西西安籍，本科，主要从事嵌入式系统的研究以及c群、JAVA系统开发工作。五Rr_]壅该根据这个数值进行调整。如果使用单端天线则需要使用3．6V电压“。若1MHz的时钟条件下运行是，芯片的电流在平衡／非平衡阻抗转换电路(BALUN，巴伦电路)，以达到200~400uA左右，等待方式下能耗为0．7uA，时钟关断模最佳收发效果。CC2420需要有16MHz

8、的参考时钟用于式的最底功耗只有0．1uA，而在5MHz的工作频率下，MSP430250kbps数据的收发。这个参考时钟可以来自外部时钟源，的功耗大约为1．5mW。也可以使用内部晶体振荡器产牛。如果使用外部时钟，直MSP430F149“包含的组件为：接从XOSC16Q1引脚引入，XOSC16Q2保持悬空；如果使用(1)基础时钟模块，包括1个数控振荡器(DCO)和内部晶体振荡器，晶体接在XOSC16Q1