[發明專利]一種基于磁阻傳感器和ZigBee的車位檢測系統

有效

• 申請號: 201410680159.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104361765A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 何宏;鄭瑞;張志宏;徐曉寧
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G08G1/14
• 分類號: G08G1/14
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 王里歌

(一)技術領域：

本發明涉及車位檢測技術領域和無線傳感網絡領域，尤其是一種基于磁阻傳感器和ZigBee的車位檢測系統。

(二)背景技術：

隨著社會的迅猛發展，汽車逐漸成為居民的出行工具，尤其在近幾年的發展中，城市汽車數量劇增，隨之而來的停車難問題日益凸顯，停車位逐漸變成稀缺資源，智能停車場管理應運而生，以便達到車位資源的優化配置，其中車位檢測裝置顯得尤為重要。運用磁阻傳感器和ZigBee技術的車位檢測系統在停車場管理中有較為廣闊的應用前景。

磁阻傳感器近幾年被廣泛的運用于車位檢測器的開發中，相比于視頻攝像頭、超聲波和紅外輻射等傳感技術來說，它們更加靈敏、小巧、易維護、受環境影響小。但是由于地磁分布的復雜性、檢測目標(車輛)的復雜性、溫度的變化不均，其輸出信號也會變得復雜。為了滿足數據采集的準確性，本發明提出一種適用于停車位檢測算法的磁阻傳感器節點，實現車位檢測系統的可靠性和準確度。

Zigbee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無線網絡技術。ZigBee工作在2.4GHz的ISM頻段，目前在這個頻段工作的有藍牙(bluetooth)、無線USB(wireless?USB)、無線局域網Wi-Fi等。ZigBee提供了很多機制來保證和其他無線標準的共存。本發明利用ZigBee無線傳感器網絡免牌照頻段、動態組網、自組多跳的網絡特點,可以實時的檢測區域內停車場車位的占用狀況，為停車場網絡化管理提供了一條新的方法，將檢測到的數據傳輸到管理者的上位機平臺界面顯示終端，實現對整個停車場的實時監測和智能管理。

(三)發明內容：

本發明的目的在于提供一種基于磁阻傳感器和ZigBee的車位檢測系統，它可以克服現有技術的不足，是針對智能停車場的車位檢測系統，運用磁阻傳感器和ZigBee技術設計一種無線傳輸的車位檢測系統以便對大型停車場的車位進行識別與管理，通過構建強大的車位信息服務平臺，將最新的車位信息實時更新給停車場管理者，提高停車場的車位利用效率，且結構簡單，易實現。

本發明的技術方案：一種基于磁阻傳感器和ZigBee的車位檢測系統，其特征在于它包括ZigBee無線傳感網絡單元和上位機單元；其中，所述ZigBee無線傳感網絡單元是由路由器、協調器以及作為終端節點的車位檢測器組成；所述車位檢測器安裝在停車場的每個車位附近，對車位的狀態信息進行檢測；所述路由器接收車位狀態信息，并通過ZigBee無線傳感網絡單元傳給協調器；所述協調器的輸出端與上位機單元的輸入端依串口連接。

所述車位檢測器作為車位檢測終端節點，由傳感器模塊、主控制與通信模塊和電源模塊構成；其中所述傳感器模塊與主控制以及通訊模塊呈雙相連接；所述電源模塊為傳感器模塊、主控制與通訊模塊供電；所述主控制與通訊模塊通過路由器與ZigBee無線傳感網絡單元實現通訊。

所述傳感器模塊是異性磁阻傳感器HMC5883L，它是異向性三軸數字式磁阻傳感器。

所述主控制與通信模塊采用CC2530芯片，它是集成了作為主處理器部分的8051微控制器和作為通信部分的ZigBee無線收發器CC2520的控制芯片。

所述電源模塊采用兩節AA電池供電。

所述ZigBee無線傳感網絡單元是采用無線Mesh網絡拓撲結構構建的網絡單元；且在每個停車場區域分別設置一個路由器，每個路由器負責管理本區域的所有車位檢測器，每個車位檢測器即為路由器的終端節點。

所述協調器的輸入端搜集路由器收集到的車位數據信息及節點地址信息，并將數據信息進行整合匯總進而傳給上位機單元。

所述上位機單元是PC計算機。

一種基于磁阻傳感器和ZigBee的車位檢測系統的工作方法，其特征在于它包括以下步驟：

①車位檢測器在不工作時處于低功耗運行，當車位檢測節點接收到路由器的信號的時候，節點被喚醒，并開始檢測周圍的磁場數據；

②構建ZigBee無線傳感網絡：首先進行設備上電，系統初始化，協調器對信道進行掃描，尋找到合適的信道，通過協調器組建ZigBee無線傳感網絡，確定唯一的網絡ID號，允許設備加入網絡；

③車位檢測器作為終端節點接收路由器的任務，車位檢測終端節點開始檢測車位信息；

④傳感器模塊采集車位周圍的磁場信號，并將信號送入主控制與通信模塊的主處理器模塊中應用基于多狀態的自適應閾值車位檢測算法檢測車位的狀態；