基于物联网的智能交通系统网关研究与实现

摘要

智能交通系统有效利用物联网中先进的通信、信息、控制技术实现了交通运输的实时、准确、高效率管理。物联网技术的引入，使智能交通系统的服务模式和系统架构发生巨大变化。基于物联网的智能交通系统中并存了无线传感器网络、电信网络、互联网等，系统网络环境变得异常复杂，如何实现这些网络互连互通是智能交通系统面临的难题。而网关是解决这一难题的关键设备。
　　本文通过认真研究物联网环境下的智能交通系统架构和相关理论，提出一种基于物联网的智能交通系统网关设计方案并将其实现。同时，针对智能交通系统网关的应用，提出了网关部署算法。文中首先阐述了智能交通系统网关相关技术，并在此基础上分析了网关的功能需求，设计了网关层次模型和总体方案。然后，根据总体方案完成了网关硬件电路设计，根据功能需求完成了网关应用软件设计。通过实验和仿真结果证明，基于物联网的智能交通系统网关能够创建ZigBee网络并将其通过无线方式接入GPRS网络、有线方式接入以太网，实现了网关的多模接入、多协议转换、自组网等功能;网关部署算法能够获得网关部署策略。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 国外发展状况

1．2．2 国内发展状况

1．3 论文主要研究内容

第2章 基于物联网的智能交通系统网关相关技术及原理

2．1 基于物联网的智能交通系统架构

2．2 网关协议转换原理研究

2．2．1 IEEE802．15．4／ZigBee和TCP／IP协议简介

2．2．2 ZigBee与TCP／IP协议转换

2．3 智能交通无线传感器网络与电信网络、Internet的互联融合

2．3．1 智能交通无线传感器网络与电信网络的互联融合

2．3．2 智能交通无线传感器网络与Internet的互联融合

2．4 网关部署策略简述

2．5 本章小结

第3章 基于物联网的智能交通系统网关总体设计

3．1 基于物联网的智能交通系统网关概述

3．2 基于物联网的智能交通系统网关功能需求

3．3 基于物联网的智能交通系统网层次模型

3．4 基于物联网的智能交通系统网关总体框架

3．5 本章小结

第4章 基于物联网的智能交通系统网关硬件实现

4．1 网关硬件总体设计

4．2 网关硬件电路实现

4．3 本章小结

第5章 基于物联网的智能交通系统网关应用设计与实现

5．1 网关组网软件设计

5．1．1 组网协议简述

5．1．2 ZigBee模块驱动

5．1．3 组网功能实现

5．1．4 实验过程与结果分析

5．2 网关实现ZigBee网络与Internet通信软件设计

5．2．1 嵌入式uIP协议栈简介

5．2．2 嵌入式uIP协议栈在网关上移植

5．2．3 软件功能实现

5．2．4 实验过程与结果分析

5．3 网关实现ZigBee网络与GPRS网络通信软件设计

5．3．1 GPRS启动连接服务器流程

5．3．2 GPRS模块驱动

5．3．3 软件功能实现

5．3．4 实验过程及结果分析

5．4 智能交通系统网关部署算法

5．4．1 智能交通系统无线传感器网络模型

5．4．2 网关部署算法

5．5 系统性能分析

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 下一步工作与展望

参考文献

致谢