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基于NB-IOT技术的道路湿滑状况检测系统研究

张优  
【摘要】:进入21世纪,伴随着我国城镇化的不断发展的同时,人们出行交通更加便利,然而交通问题也越发凸显,尤其是城镇道路交通问题更为严重,由道路湿滑引起的交通事故逐年增多,因此研究一种道路湿滑状况检测系统意义重大。已有的道路湿滑状况检测系统存在检测覆盖范围小,部署成本高,数据传输距离短、稳定性差等的缺陷,并且现有的湿滑状况检测设备精度低、抗干扰性弱,针对这些问题,本文提出并且设计了基于窄带物联网(NB-IOT)技术的道路湿滑状况检测系统,系统主要由可以网状部署的终端湿滑状况影响因素采集模块、NB-IOT管理云平台和Web应用软件组成,通过NB-IOT无线通信技术建立起这三部分之间的通信网络,实现了对影响道路湿滑的关键因素的实时检测,并且对检测数据进行分析处理。具体的研究内容如下:1.传感器设计。通过分析总结出影响道路湿滑状况的关键因素为雨雪天气道路积水深度、积水面积、积雪厚度和温度。针对这四个因素分别设计积雪检测传感器、积水检测传感器和温度检测传感器。积雪检测设计了一种基于探针式的检测装置;积水深度检测方面设计了基于CAV444的筒式雨天积水深度检测传感器和基于74HC165的积水面积检测传感器,积水面积检测传感器的设计又可以用来辅助检测积水深度以提高检测精度;温度检测采用传统的DS18B20传感器进行温度采集。通过实验测试,设计的四种传感器都在误差允许范围内实现了数据的精确高效采集。2.NB-IOT系统的设计。设计了基于NB-IOT技术的道路湿滑检测系统,系统硬件设计由基于MSP430系列的微控制器搭载传感器、NB-IOT无线通信模块及外围电路构成,实现了低功耗、高性能、高效率的目标。系统软件设计主要包括硬件驱动软件和应用层软件,应用层软件完成了数据库设计和可视化网页设计。3.采用径向基(RBF)神经网路算法对积水深度检测传感器进行了优化,提高了传感器检测的准确性,降低了检测误差。


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