高速公路積雪深度檢測系統(tǒng)設計.pdf

1、降雪是氣象要素中最難測量的要素之一,每年積雪災害都給社會帶來不可估量的損失,嚴重威脅人民群眾生命財產(chǎn)安全,因此積雪測量顯得尤為重要。本文在介紹國內(nèi)外對積雪深度測量研究的基礎(chǔ)上提出來一種無線的、非接觸式的、自動測量積雪深度方式。采用超聲波檢測原理,在ZigBee技術(shù)基礎(chǔ)上組建無線傳感網(wǎng)絡,將測量數(shù)據(jù)通過無線傳感網(wǎng)絡發(fā)送到控制中心上位機,實現(xiàn)高速公路積雪深度實時監(jiān)控,根據(jù)災害情況進行實時處理,并發(fā)布相應信息提醒廣大司機,以減少交通事故的發(fā)生

2、。高速公路積雪深度測量系統(tǒng)分為兩個部分,一是測量系統(tǒng),以STC89C52RC處理器為核心,控制超聲波傳感器發(fā)射、接收超聲波信號,在加入溫度補償?shù)幕A(chǔ)上計算路面積雪深度；二是無線傳感網(wǎng)絡,以CC2430處理芯片為核心,在ZigBee技術(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡,接收測量系統(tǒng)發(fā)送的積雪深度數(shù)據(jù),并轉(zhuǎn)發(fā)到控制中心的上位機。
　　 本文首先分析超聲波的物理特性、超聲波測量系統(tǒng)原理與測量方法,對超聲波測量盲區(qū)與誤差進行了詳盡的分析,并進行相

3、應的補償來提高測量精度；其次,通過幾種方案對比設計出測量系統(tǒng)硬件電路圖,采用模塊化設計,給出了軟件程序流程圖；再次,通過CC2430組建無線網(wǎng)絡,利用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信,將測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送出去；最后,制作出測量系統(tǒng)樣機,進行測量試驗,由于積雪對外部要求比較高,因此選擇不同接觸面、不同溫度下采集多組數(shù)據(jù),驗證測量系統(tǒng)的精度和可靠性。通過試驗表明,系統(tǒng)基本達到設計要求,并能通過無線傳感網(wǎng)絡將積雪深度數(shù)據(jù)發(fā)送到LABVIEW軟件