NB-IoT和3轴磁感在智慧停车泊位系统中的应用与实现

发布时间：2020-07-23 03:08

【摘要】：如何实现停车场的无人化、智能化管理,已经成为智慧停车场的研究热点。基于磁感应的泊车位检测技术越来越受到青睐,同时NB-IoT技术也已迅速在物联网领域广泛应用。本文研究了基于3轴磁感应的车位检测技术和NB-IoT通信技术,在此基础上设计开发了一套泊车位管理系统。本文主要工作内容如下:1、针对泊车位磁场在不同情况下受到车辆扰动的变化进行了研究,在此基础上设计了利用磁场变化来检测车位占用情况的方法,并提出了一种基于磁场倾角变化的相邻车位抗干扰算法,泊车位传感器能够准确分析车位的占用情况。2、基于NB-IoT的技术特性,采用HFSS仿真软件设计了一款适用于NB-IoT模组工作频段的单极子(monopole)天线,并对所设计天线的各项性能指标进行验证,天线符合NB-IoT模组工作频段且具有全方向辐射的特点。3、在分析智慧停车场业务需求的基础上,设计了采用NB-IoT技术和3轴磁力检测技术的泊车位管理方案,开发了一款基于STM32L151C8T6超低功耗单片机的泊车位传感器节点,包括硬件电路设计及嵌入式软件设计,传感器节点具有体积小、功耗低、成本低的优点。4、采用Node.js技术和Express框架,设计了一款基于B/S架构的泊车位管理系统,并将Web服务器架设于阿里云端。用户可以随时随地使用电脑、手机、平板电脑等终端设备访问泊车位信息管理平台,对停车场泊车位占用情况进行实时监控和管理。测试结果表明,泊车位传感器节点能够准确检测车位的占用情况,并通过NB-IoT网络实时发送车位信息。泊车位管理系统能够通过外网访问,交互界面友好。停车场运营、管理成本低廉,具有一定的推广和应用价值。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U495;U491.7
【图文】：

感应检测技术与人类有着很长的历史渊源，直到今天，导航依然是磁传感时也被开发出了更多的实际用途，如轮速、磁性油墨的存在根据所测量的磁场范围的不同主要分为三种：检测范围低于 1测范围在 1mGs 至 10Gs 的称为地球磁场传感器，检测范围大磁传感器的形式有非常多种，异向性磁阻传感器是其中的一度范围约为 0.5Gs 至 0.6Gs[24]，研究发现，基于异向性磁ive，ARM）的磁传感器相比其他磁传感器更加适和地球磁感地球磁场的强度范围，又能保证相对较高的测量精度，既可以检测磁场的强度和方向。

SPI 等方式将检测到的磁场数据发送出去。惠斯通电应强度变化的关系如图 2-2 所示。从图中可以看出，桥电压值与磁感应强度的大小有一定的线性关系。电桥的电压信号转换成适用于A/D转换器的电信号，感器的优势可以总结如下：首先，异向性磁阻传感易封装成芯片的形式，这样方便了用户将异向性磁。其次，异向性磁阻传感器对于磁场的变化灵敏度范围内地球磁场的微弱波动。最后，异向性磁阻、可靠性高、低功耗等特点，因此异向性磁阻传感设，相对于市面上的其他机械式或电子式的传感器

图 2-3 车辆在磁场中的扰动情况的铁磁性物体，可以将其近似为一个由发生扰动，引起周围的磁力线产生扭曲器上方时，就会在传感器上方引起较大示。通常情况下一辆车在发动机部分、这些部分的磁感应强度相对于扰动之前最大。因此，可以利用这个特点分析传感器的上方进行判断。

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本文编号：2766765