基于电感式磁传感器的停车位车辆检测系统设计与实现

发布时间：2020-09-22 16:13

　　 随着人们生活水平不断提升,汽车成为人们生活中的主要出行方式之一。公安部公布的数据显示,截至2018年底,我国机动车保有量已经超过了 3亿辆。然而我国停车位的数量远远不及车辆保有量,因为“停车难”引起的出行时间浪费、环境污染甚至交通事故等问题屡见不鲜,以致于“停车难”已经成为一个社会高度关注的问题。虽然各地政府纷纷出台停车管理政策,但目前都收效甚微。为了解决“停车难”问题,各界专家将目光放到了智慧停车这一途径上。智慧停车是指用信息技术手段将“寻位”和“缴费”变得更加便捷,用互联网和物联网的手段,将停车过程变得更加智能化。“智能寻位”即使用物联网技术,检测停车场的空位,以便车主远程查看所有空位的数量和位置,选择最优停车方案。“智能寻位”的关键在于停车位车辆检测,目前的检测办法有电感线圈检测、视频检测、超声波检测、雷达检测和地磁检测等,其中地磁检测以其大量优势在众多检测办法中脱颖而出,近年来广受业内研究人员的青睐。但是目前所有的车辆检测技术仍存在漏检、误检等诸多问题。对这一问题进行深入探讨,加速智慧停车落地,对尽快解决“停车难”问题具有重要的应用价值。本文针对室外停车场,进行了基于电感式磁传感器的停车位车辆检测系统设计与实现。本文完成的主要工作有:(1)设计并实现了基于电感式磁传感器的停车位车辆检测硬件电路。包括由电感式磁传感器和MSP430组成的地磁场数据采集和处理部分、由STM32和SX1276及射频电路组成的LoRa收发部分。(2)基于车辆对地磁场影响的研究,提出了一种基于地磁场的停车位车辆检测算法。将停车位上的磁场数据变化分为稳定状态和波动状态,将车位状态变化过程抽象为一种含有隐藏状态的状态转换过程,通过对不同状态的数据处理计算得出车辆检测的结果。(3)完成了停车位车辆检测系统的搭建,包括基于PostgreSQL的数据库和基于Windows Forms的客户端软件,并在服务器上完成了网关上传的数据包处理。用户可以通过客户端软件访问服务器上的数据库,实时查看停车场所有空余停车位的数量和位置,并能够下发指令,远程操控指定节点。(4)对检测节点和系统的功能进行了测试,其中系统功能测试包括车辆检测的功能和客户端软件的功能,检测节点测试包括节点的功耗、车辆检测准确率和在各种干扰条件下的稳定性。经过测试,车辆检测准确率为98%。
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212.13;U491.7
【部分图文】：

图２．１超声波车辆检测装置示意图逡逑检测在室内停车场中部署较为容易，检测精度高，响应时间快，无超声波检测的千扰因素，所以在室内停车场中超声波检测是如文献［５２］中，作者使用单片机和超声波传感器结合，设计了场的车位检测装置。逡逑波车辆检测的缺陷是无法在室外停车场环境中使用，主要有的超声波收发器功耗普遍偏高，若采用电池供电，使用寿命会

当有遮挡物时，红外信号被隔断，以此作为车辆经过的信号。红外对检测在关卡口处使用较多，例如隧道、桥梁、十字路口等，主要用于统计车红外对管车辆检测方式的主要原理是红外线直线传输。在传输过程中，红外能区分障碍物的类别，行人、杂物和雾霾天气都可能成为红外对管检测的干。故红外对管车辆检测精度不够，只能作为车流量检测的辅佐数据，进行粗。逡逑另外一种红外车辆检测方式是红外温度检测，即使用红外温度传感器对车辆温度进行探测。针对红外温度检测的研究相对较少，为了研宄这一种车辆检，本文进行了相关实验。实验使用ＭＬＸ９０６１４红外温度传感器，对一辆两厢行了底部温度分布测量。结果如图２．２所示，图中左侧为车头方向，红色越测得温度越高，蓝色越深代表温度越低。车轮处无法测试底部温度，因此将0°Ｃ。逡逑

经过实验发现，车辆在经过行驶后停入车位，发动机下方温度呈缓慢下降趋势；逡逑车辆停放一段时间后启动，发动机下方温度呈缓慢上升趋势。通过检测传感器上方逡逑的温度，可以拟合车辆温度下降曲线，检测到车辆停入车位。实验证明了通过红外逡逑温度检测车辆是有一定可行性的，但是仍然存在许多问题，主要有三个：第一，车逡逑辆温度分布非常不均匀，除了发动机底部周围温度变化明显外，有很大面积的车辆逡逑底盘并没有明显的温度变化，车辆停入车位后和传感器的相对位置变化会给检测算逡逑法造成较大难度；第二，车辆驶出时，往往已经停放了很长的时间，车辆底部温度逡逑己经与周围环境相同，从启动到驶离车位的时间间隔只有几秒钟，这使得传感器很逡逑难检测到温度的上升，从而增大算法判断的难度；第三，环境温度产生较大变化时，逡逑红外温度传感器无法准确获得背景值，导致判断时没有合理的依据而影响检测准确逡逑度。逡逑综上所述，通过红外温度检测车辆虽然有一定可行性，但是难度非常大，不易逡逑获得较高准确率。逡逑（４）微雷达检测逡逑微雷达车辆检测主要是指微波雷达。微波雷达即工作波长非常短的雷达，其中逡逑

【参考文献】

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本文编号：2824621