一、應用需求
現(xiàn)代城市的發(fā)展，隨著城市車輛的增加，人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門所面臨的重要問題。城市交通控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)是面向全市的交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通誘導的計算機控制系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組成部份，主要用于城市道路交通控制與管理，對提高城市道路的通行能力、緩和城市交通擁擠起著重要作用。
城市道路的暢通采用有效的控制措施，最大限度地提高道路的使用效率是城市道路交通控制的重要內(nèi)容。 城市道路交通控制主要是對交通信號的控制，道路交通信號燈是城市道路網(wǎng)中的主要控制設(shè)施。交通信號燈存在，它們就會或多或少地影響交通網(wǎng)絡的運行效率，因此信號燈必須以最優(yōu)控制策略存在，以減小道路網(wǎng)絡中所有車輛的行程的時間，必須要有一個智能交通" title="智能交通">智能交通系統(tǒng)來達到城市道路的最大暢通。智能交通信號控制系統(tǒng)的管理模式就是集中管理，分級控制，充分利用現(xiàn)有通信和控制技術(shù)，按實際交通現(xiàn)狀先進行單個交叉路口的自適應協(xié)調(diào)，然后是主干線的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)的分級控制，最終達到區(qū)域控制的系統(tǒng)最優(yōu)。
二、Zigbee" title="Zigbee">Zigbee技術(shù)簡介
zigbee是一種無線連接技術(shù)的商業(yè)化命名，該無線連接技術(shù)主要解決低成本、低功耗、低復雜度、低傳輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應用。
ZigBee標準基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備了強大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，它支持三種主要的自組織無線網(wǎng)絡類型，即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和簇狀結(jié)構(gòu)(Cluster tree)，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)可靠性。
星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特點
支持點對點、點對多點通信
中心節(jié)點為ZIGBEE協(xié)調(diào)器，終端節(jié)點為ZIGBEE終端設(shè)備
所有數(shù)據(jù)經(jīng)過中心節(jié)點
適合圓形分散、距離較近的傳感器聯(lián)網(wǎng)
MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特點
系統(tǒng)采用多跳式路由通信
網(wǎng)絡容量很大
可以跨越很大的物理空間，適合距離較遠比較分散的結(jié)構(gòu)
MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡具有強大的功能，網(wǎng)絡的所有實體只有要通信范圍之內(nèi)，都可以互相通信，如果沒有直接通路，還可以通過“多級跳”的方式來通信；該拓撲結(jié)構(gòu)還可以組成極為復雜的網(wǎng)絡；除此之外，網(wǎng)絡還具備自組織、自愈功能。
四、Zigbee技術(shù)特點
通信可靠
系統(tǒng)采用了CSMA－CA的碰撞避免機制，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突；采用完全確認的數(shù)據(jù)傳輸機制，保證信息傳輸?shù)目煽啃裕?/font>
網(wǎng)絡的自組織、自愈能力強
zigbee的自組織功能：無需人工干預，網(wǎng)絡節(jié)點能感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡；
zigbee自愈功能：增加、刪除或移動節(jié)點，節(jié)點發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡都能夠自我修復無需人工干預，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。
成本低廉
設(shè)備的復雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免專利費的，這些可以有效地降低設(shè)備成本；Zigbee的工作頻段靈活，為免執(zhí)照頻段的2.4GHz，就是沒有使用費的無線通信。
網(wǎng)絡容量大
一個ZigBee網(wǎng)絡可以容納最多254個從設(shè)備和一個主設(shè)備，一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在200多個ZigBee網(wǎng)絡。
五、基于ZigBee技術(shù)的智能交通控制系統(tǒng)解決方案
5.1 ZigBee無線太陽能交通信號控制系統(tǒng)
新型的太陽能無線交通控制系統(tǒng)集結(jié)了交通管理、交通控制、綠色能源等全新的理念與技術(shù)，采用太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電能供電，通過交通燈柱頂端的太陽能電池板來進行聚集和儲存太陽能，然后通過zigbee主控制器向同一交通崗的各組交通燈發(fā)射控制信號，達到無線同步控制運行的效果。
現(xiàn)有的紅綠燈控制系統(tǒng)在鋪設(shè)時其控制線路必須專門挖道布線，給整個交通調(diào)度帶來很大的不便。費用相應較高，日后的維護保養(yǎng)也十分不便。而傳統(tǒng)的有線方式面臨著布線困難，維護不易，成本較高等問題。
采用ZIGBEE和太陽能結(jié)合的無線控制系統(tǒng)，無須挖路布設(shè)控制線路，各設(shè)備之間實現(xiàn)無線自動組網(wǎng)連接，既降低了系統(tǒng)安裝成本，更重要的是避免了傳統(tǒng)安裝方式對交通干擾所帶來的經(jīng)濟損失。隨時可以施工。而且，也避免了由于城市快速發(fā)展，道路拓展等變化對原有預埋管線的干擾。由于系統(tǒng)沒有控制線路，避免了惡意破壞，大大減少了維護成本。
5.2 ZigBee無線交通信號遠程控制系統(tǒng)
智能交通信號控制系統(tǒng)的管理模式就是集中管理，分級控制，充分利用現(xiàn)有設(shè)施，按實際交通現(xiàn)狀先進行單個交叉路口的自適應協(xié)調(diào)，然后是主干線的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)的分級控制，最終達到區(qū)域控制的系統(tǒng)最優(yōu)。交警指揮調(diào)度系統(tǒng)可與交通信號自動控制系統(tǒng)集成，實時采集路口的車輛的流量；在GIS地圖顯示各路口的交通狀況、紅綠燈狀態(tài)等相關(guān)交通信息；根據(jù)實際需要修改、配置道口機的參數(shù)，對信號自動控制系統(tǒng)道口機實現(xiàn)遠程控制。
基于ZIGBEE無線網(wǎng)絡平臺的智能紅綠燈控制系統(tǒng)，系統(tǒng)具有以下幾個特點：
無須挖路布設(shè)控制線路，各設(shè)備之間實現(xiàn)無線自動組網(wǎng)連接，既降低了系統(tǒng)安裝成本，更重要的是避免了傳統(tǒng)安裝方式對交通干擾所帶來的經(jīng)濟損失。隨時可以施工。而且，也避免了由于城市快速發(fā)展，道路拓展等變化對原有預埋管線的干擾。由于系統(tǒng)沒有地面控制箱和控制線路，避免了惡意破壞，大大減少了維護成本；
由于系統(tǒng)沒有地面控制箱和控制線路，避免了惡意破壞；而且，整個控制系統(tǒng)的各個模塊具有高集成度，高可靠性和低功耗，低成本，體積小等優(yōu)點，維護保養(yǎng)十分方便，只需更換相應節(jié)點即可，避免了傳統(tǒng)控制線路本身帶來許多麻煩，從而大大減少了設(shè)備購置成本，建設(shè)安裝成本和系統(tǒng)維護成本；
卓越的物理性能，整個網(wǎng)絡所使用的無線頻率是國際通用的免費頻段(2.4-2.48Ghz ISM)， 傳輸?shù)姆绞绞强垢蓴_能力強的直序擴頻方式（DSSS），特別適合在干擾較大的環(huán)境中使用；
網(wǎng)絡的自組織、自愈能力強，zigbee的自組織功能：無需人工干預，網(wǎng)絡節(jié)點能夠感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡；zigbee自愈功能：增加或者刪除一個節(jié)點，節(jié)點位置發(fā)生變動，節(jié)點發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡都能夠自我修復，并對網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行相應地調(diào)整，無需人工干預，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。