GPS/ZigBee技术在现代有轨电车定位系统中的应用研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:jackzeng6699
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随着科技水平的提升,现代有轨电车被越来越多地国家开发应用。现代有轨电车作为一类新兴的交通工具,比之传统的有轨电车,它本身拥有运量大、环境友好和智能化水平高等诸多优点。但是要使现代有轨电车的各个运行控制子系统的运行高效可靠,就要为电车提供高效可靠,实时精确的定位信息。现代有轨电车的定位系统存在定位盲区,影响电车的运营效率。论文根据现代有轨电车运行控制系统的结构,结合实际运营情况,确定了电车GPS/ZigBee(Global Positioning System and ZigBee,全球定位系统与紫峰协议)组合定位的方案。在此基础上,对现代有轨电车电车定位系统进行了研究,并实现定位系统的功能仿真。首先,分析定位系统中各硬件的原理与特点。论文描述了实现ZigBee设备定位和GPS卫星定位的原理和方法,主要研究两点:ZigBee定位设备基于RSSI(Received Signal Strength Indication,接收信号强度指示)的定位原理和实现方法,以及对$GPGGA数据的处理,该定位数据是由GPS接收机获得的。其次,为了更直接地实现组合定位系统的定位功能,采用TI公司生产的CC2430/31ZigBee芯片作为定位节点主控芯片,建立ZigBee无线定位网络;之后采用CC2431内部自带的定位引擎完成ZigBee设备的定位;连接GPS接收机与ZigBee协调器节点以用来得到GPS的定位信息;利用所有组合定位的设备,实现对盲节点的定位,也就实现了电车的定位。并选择某特定情况进行定位实验,实验结果表明,该方法是能够达到预期效果的。根据定位系统数据的特点,分析电车组合定位定位系统输出的定位数据,利用联邦卡尔曼滤波算法,对现代有轨电车GPS/ZigBee组合定位系统中卡尔曼滤波器的输出进行调整,提高电车的定位精度,保障行车安全。最后,以某市现代有轨电车一号线的现场定位数据为背景,对整个现代有轨电车定位系统进行功能仿真。现代有轨电车定位系统的仿真能对电车控制流程进行合理性的调整,也为今后现代有轨电车整个系统仿真的完成奠定一定的基础。
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