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随着物联网时代的到来,“万物互联”促使传统行业纷纷向智能化方向变革,雾区智能诱导系统就是在传统交通行业上应用物联网技术的典型案例。为保证雾天环境下的行车安全性,减少交通事故,雾区智能诱导系统自动监测道路的气候情况,当发现道路区域能见度降低到一定程度时,系统控制道路两侧的诱导灯进行常亮、闪烁等操作,直至能见度恢复良好时,系统进入休眠状态,诱导灯熄灭。一般情况下,雾区智能诱导系统工作环境恶劣,节点间采用无线进行通讯。因此,如何根据雾区智能诱导系统应用环境的特点,研究其硬件电路设计中的薄弱环节和潜在威胁,是保障系统能够在恶劣环境下可靠工作的关键;如何根据雾区智能诱导系统采用无线通信的特点,制定出相应的部署策略和覆盖模型,直接关系到系统的覆盖质量。本论文主要的工作及创新如下: 针对传统电子电路设计仅进行功能验证,缺乏考虑其工作可靠性导致设计周期长、费用高等缺点,本文提出了雾区智能诱导系统的可靠性设计分析方法,重点讨论应用Windchill可靠性分析软件对雾区智能诱导系统进行可靠性分析。基于Prediction模块对节点电路进行基本的可靠性预计,分析节点电路应用阶段中温度、电应力、环境等不良因素对节点电路可靠性的影响,提出改进方案并通过仿真验证。仿真结果表明,本文提出的优化改进方案能够有效的降低电路失效率,延长其工作寿命。此外,本文还基于RBD模块建立系统的混联模型,联合Prediction模块得出雾区智能诱导系统的可靠性预计结果,据此提出系统维护管理方案。 针对在山区道路环境中,中继节点部署不当造成网络覆盖不完全或能量浪费等问题,本文提出了中继节点在直线和弯道路段的部署方案,分别为Uni-StrC1、Cro-StrC2、Uni-InbCl、Uni-OubC1以及Cro-BenC2部署方案,并推导出不同部署模式下的覆盖质量计算公式。运用MATLAB仿真实验表明,本文提出的五种部署方案均能够完成对道路的全覆盖,其中在直线路段Uni-StrC1覆盖密度较小,Cro-StrC2覆盖效率最大;在弯道路段Uni-InbC1覆盖密度较小,Cro-BenC2覆盖效率最大。 最后本文将上述理论、模型及算法应用于贵州省德江县G326国道K155+440~K158+420线段。针对初期电路出现故障现象,提出了可靠性设计方案;针对中继节点的部署策略,运用AutoCAD和MATLAB进行道路拟合,并综合覆盖模型可知:在该路段,当直线采用Cro-StrC2,弯道采用Cro-BenC2,节点覆盖范围为100m时,系统整体覆盖质量最好。工程实验证明了雾区诱导系统研究和优化的有效性。