智能車輛檢測儀網絡地磁傳感節點低功耗設計

　　引言

　　節能是無線傳感器網絡傳感節點管理的核心設計要求之一，節能的技術手段主要是使節點盡可能長地處于低功耗狀態或者使用盡量低的發射功率。節點休眠/喚醒調度機制大致可以分為2類[1]：節點確定性休眠和節點隨機休眠。這兩種節點休眠/喚醒調度機制的原則是保持無線傳感器網絡的連通性，適用于較大規模的傳感器網絡。針對單個傳感器節點，可以使用動態功率管理和動態電壓調節算法，其基本思想是避免把功率浪費在任何處在未使用狀態的電路上[2,3]。

　　智能車輛檢測儀傳感網絡由地磁傳感節點、中轉節點組成，其中地磁傳感節點采用電池供電，與中轉節點采用無線方式進行數據傳輸，中轉節點采用有線電源供電，因此地磁傳感節點的使用壽命是整個檢測網絡的關鍵，研究地磁傳感節點的低功耗實現方法對延長車輛檢測儀網絡的使用壽命、提高交通道路監測系統的智能水平具有重要的理論和實踐意義。

　　智能車輛檢測儀網絡概述

　　智能車輛檢測儀網絡結構

　　智能車輛檢測儀網絡安裝在各交通干支上，中轉節點根據地磁傳感節點獲得的信息進行車流量統計、車速計算、道路占有率計算等。網絡結構如圖1所示，在每個車道上安裝地磁傳感節點，將中轉節點安裝在路旁的路燈桿上。地磁傳感節點采用地磁傳感器作為敏感元件，對車輛經過傳感節點引起的地磁場變化進行采集記錄，并通過無線方式將采集到的數據傳給中轉節點，各個地磁傳感節點僅與中轉節點進行通信，相互之間不進行通信。中轉節點對地磁節點傳來的數據進行分析處理后經過有線方式傳給地面綜合控制中心。

　　地磁傳感網絡節點功能結構

　　地磁傳感節點功能組成如圖2所示，由地磁傳感器電橋、信號處理電路、各模塊電源管理單元、微處理器單元、射頻模塊組成，微處理器單元自身含有10位AD轉換電路，將采集到的信號進行AD轉換后通過無線傳輸單元發送給中轉節點。