基于GMR传感器的无线车位检测系统设计
发布时间：2021-11-11 13:05
近年来,停车问题给人们的交通出行带来越来越多的困扰,解决此问题能减少大众交通出行的压力。本课题设计的一种基于GMR传感器的无线车位检测系统能够及时准确的获得停车位信息以及实现对停车位上检测节点的便捷控制。传统的车位检测系统具有成本高、功耗高、通信距离短、易受环境干扰、安装及维护不便等缺点。本系统所使用的磁阻传感器、无线通信技术以及语音识别技术能够有效的改进传统车位检测系统的上述缺点,在实际场景中能得到更好的应用。考虑到实际的应用场景与需求,本系统的车位检测节点选用低功耗、高灵敏度GMR传感器,通过检测车辆对地磁场的扰动以及对扰动信息的算法数据处理来判断停车位上车辆的状态,利用Ld3320模块识别语音指令实现对车位检测节点的控制,使用usr-c215网关把协调器的串口数据通过Wi Fi网络与车位检测软件进行通信。本文首先对课题的研究背景与意义进行介绍,其次对几种常见的车位检测技术、车位检测算法以及短距离无线通信技术进行了总结与对比分析,在此基础上,详细介绍了不同磁阻传感器的检测原理与特性,并从整体框架流程及各部分组成功能介绍了无线车位检测系统的设计与磁场数据采集系统的设计。接着,完成对整...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
过去十年的机动车保有量变化曲线
浙江省硕士学位论文1第一章绪论1.1课题研究背景与意义如今，汽车已逐渐在人们的交通生活中充当越来越重要的角色，我国汽车的数量在近几年也表现出不断上升的趋势[1]。据交通局最新数据显示，2017年底，我国汽车数量是2.17亿辆，驾驶人数为3.42亿，其中最近五年以平均每年1400万辆的增速急剧上升。截至2018年六月，中国26个城市拥有超过200万辆汽车,包括北京、成都、重庆、上海、苏州、深圳和郑州在内的七个城市拥有超过300万辆汽车。同年九月底，汽车保有量达到2.35亿辆;机动车驾驶人数达到4.03亿，其中包括3.63亿汽车驾驶人[2,3]，具体如下图1.1所示。图1.1过去十年的机动车保有量变化曲线据“国家畅通工程”的标准要求，机动车数量与停车位数量之比至少为20:9，对比国际通行标准城市5:6的比例来说，国内停车位数量存在着巨大的缺口，大城市的需求尤为明显[4,5]，截至2017年6月，国内停车位需求量为2.7亿个，2018年停车位需求量将超过3亿个[6,7]。图1.2近年来汽车停车位需求量变化趋势
浙江省硕士学位论文3位检测系统的研究与开发拥有很大的市场价值与需求。本课题也是基于地磁车位检测系统的研究和设计。1.2.2感应线圈检测技术感应线圈检测技术成熟且应用较为广泛[15,16]。它主要通过电感装置即环形线圈和控制处理电路形成调谐电子系统。感应线圈检测图如下图1.3所示。当车辆驶过或停在线圈上时，车体的铁磁物质将切断线圈生成的磁感应线，线圈内的电感值也随之改变，故利用感应线圈内电感值的变化来判断机动车辆是否存在。感应线圈检测技术易于掌握、产品众多以及计数非常准确，但是其交通流量数据单一、成本高、安装维护不易且需中断交通切割路面，无形之中降低了道路的使用寿命。图1.3感应线圈检测图1.2.3红外检测技术红外车位检测技术是通过红外传输特点对车辆进行探测[17,18]。红外探测器常见的是顶臵式或路边式的交通流量探测器，探测器一般采用反射探测技术。红外的发光管与接收管组成探测器的探头，其工作原理是调制脉冲发生器生成一个调制脉冲，该脉冲经探头辐射到道路上，有车辆经过时，红外接收管接收到从车身反射后的脉冲信号，通过红外解调器的解调，再由选通、放大、整流与滤波处理后会触发驱动器产生检测信号，故红外车位检测技术是通过接收器能否接收到检测信号以判定停车位上车辆的状态。红外停车位检测图如下图1.4所示。红外探测具有快速、准确、清晰的轮廓检测性能，具有成本低、抗噪声能力强、安装简单的优点，但极易受环境(灰尘，冰雾)干扰，特别是热源的干扰会降低其检测的准确率。图1.4红外停车位检测图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的交通电源管理模块设计[J]. 张中旭. 电子技术与软件工程. 2019(21)
[2]基础实验题B:滤波电路的研究[J]. 惠王伟,钱钧,牛紫平,王槿,于健,陈平,姚江宏,孔勇发. 物理实验. 2019(10)
[3]城市道路交通拥堵机理及控制方法分析[J]. 邱岳. 山西建筑. 2018(32)
[4]基于WiFi的3D打印机远程控制系统设计[J]. 靳涛,马杰,杨立闯. 传感器与微系统. 2018(11)
[5]城市智慧停车现状及存在的问题分析[J]. 阳卫文. 智能建筑与智慧城市. 2018(10)
[6]城市道路停车管理系统分析与设计[J]. 刘红修. 工程技术研究. 2018(12)
[7]基于红外延时相位算法的车辆超高检测仪设计[J]. 史骏,毕恩兴. 机械设计与制造工程. 2018(08)
[8]上半年全国机动车和驾驶人保持高位增长[J]. 道路交通管理. 2018(08)
[9]智能停车管理系统研究[J]. 张泽建,王晓东,张斐. 物流技术. 2018(06)
[10]立体化智慧化缓解城市“停车难”[J]. 张斌. 发展. 2018(06)
硕士论文
[1]基于GMR传感器和无线传感网的车位检测系统设计[D]. 林钰恒.杭州电子科技大学 2018
[2]基于地磁的车辆探测系统研制[D]. 高全勇.中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院) 2017
[3]基于TMR传感器的车辆检测识别算法研究[D]. 柳奥.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于环形线圈感应的车辆测速技术与实现[D]. 胡志高.上海应用技术大学 2016
[5]基于三轴各向异性传感器的无线车位检测系统[D]. 赵珍祥.电子科技大学 2016
[6]基于ARM的智能家居无线网关的设计与实现[D]. 李广天.天津大学 2016
[7]ZStack协议栈研究及应用开发[D]. 邵晓琳.北方工业大学 2015
[8]基于磁阻传感器的无线车辆检测系统研究与设计[D]. 文志东.重庆理工大学 2015
[9]基于ZigBee的智能家居网络组网设计及节能技术研究[D]. 李倩.哈尔滨工业大学 2013
[10]低功耗、高精度、宽共模输入范围仪表放大器的研究与设计[D]. 李乐乐.复旦大学 2013
本文编号：3488908
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
过去十年的机动车保有量变化曲线
浙江省硕士学位论文1第一章绪论1.1课题研究背景与意义如今，汽车已逐渐在人们的交通生活中充当越来越重要的角色，我国汽车的数量在近几年也表现出不断上升的趋势[1]。据交通局最新数据显示，2017年底，我国汽车数量是2.17亿辆，驾驶人数为3.42亿，其中最近五年以平均每年1400万辆的增速急剧上升。截至2018年六月，中国26个城市拥有超过200万辆汽车,包括北京、成都、重庆、上海、苏州、深圳和郑州在内的七个城市拥有超过300万辆汽车。同年九月底，汽车保有量达到2.35亿辆;机动车驾驶人数达到4.03亿，其中包括3.63亿汽车驾驶人[2,3]，具体如下图1.1所示。图1.1过去十年的机动车保有量变化曲线据“国家畅通工程”的标准要求，机动车数量与停车位数量之比至少为20:9，对比国际通行标准城市5:6的比例来说，国内停车位数量存在着巨大的缺口，大城市的需求尤为明显[4,5]，截至2017年6月，国内停车位需求量为2.7亿个，2018年停车位需求量将超过3亿个[6,7]。图1.2近年来汽车停车位需求量变化趋势
浙江省硕士学位论文3位检测系统的研究与开发拥有很大的市场价值与需求。本课题也是基于地磁车位检测系统的研究和设计。1.2.2感应线圈检测技术感应线圈检测技术成熟且应用较为广泛[15,16]。它主要通过电感装置即环形线圈和控制处理电路形成调谐电子系统。感应线圈检测图如下图1.3所示。当车辆驶过或停在线圈上时，车体的铁磁物质将切断线圈生成的磁感应线，线圈内的电感值也随之改变，故利用感应线圈内电感值的变化来判断机动车辆是否存在。感应线圈检测技术易于掌握、产品众多以及计数非常准确，但是其交通流量数据单一、成本高、安装维护不易且需中断交通切割路面，无形之中降低了道路的使用寿命。图1.3感应线圈检测图1.2.3红外检测技术红外车位检测技术是通过红外传输特点对车辆进行探测[17,18]。红外探测器常见的是顶臵式或路边式的交通流量探测器，探测器一般采用反射探测技术。红外的发光管与接收管组成探测器的探头，其工作原理是调制脉冲发生器生成一个调制脉冲，该脉冲经探头辐射到道路上，有车辆经过时，红外接收管接收到从车身反射后的脉冲信号，通过红外解调器的解调，再由选通、放大、整流与滤波处理后会触发驱动器产生检测信号，故红外车位检测技术是通过接收器能否接收到检测信号以判定停车位上车辆的状态。红外停车位检测图如下图1.4所示。红外探测具有快速、准确、清晰的轮廓检测性能，具有成本低、抗噪声能力强、安装简单的优点，但极易受环境(灰尘，冰雾)干扰，特别是热源的干扰会降低其检测的准确率。图1.4红外停车位检测图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的交通电源管理模块设计[J]. 张中旭. 电子技术与软件工程. 2019(21)
[2]基础实验题B:滤波电路的研究[J]. 惠王伟,钱钧,牛紫平,王槿,于健,陈平,姚江宏,孔勇发. 物理实验. 2019(10)
[3]城市道路交通拥堵机理及控制方法分析[J]. 邱岳. 山西建筑. 2018(32)
[4]基于WiFi的3D打印机远程控制系统设计[J]. 靳涛,马杰,杨立闯. 传感器与微系统. 2018(11)
[5]城市智慧停车现状及存在的问题分析[J]. 阳卫文. 智能建筑与智慧城市. 2018(10)
[6]城市道路停车管理系统分析与设计[J]. 刘红修. 工程技术研究. 2018(12)
[7]基于红外延时相位算法的车辆超高检测仪设计[J]. 史骏,毕恩兴. 机械设计与制造工程. 2018(08)
[8]上半年全国机动车和驾驶人保持高位增长[J]. 道路交通管理. 2018(08)
[9]智能停车管理系统研究[J]. 张泽建,王晓东,张斐. 物流技术. 2018(06)
[10]立体化智慧化缓解城市“停车难”[J]. 张斌. 发展. 2018(06)
硕士论文
[1]基于GMR传感器和无线传感网的车位检测系统设计[D]. 林钰恒.杭州电子科技大学 2018
[2]基于地磁的车辆探测系统研制[D]. 高全勇.中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院) 2017
[3]基于TMR传感器的车辆检测识别算法研究[D]. 柳奥.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于环形线圈感应的车辆测速技术与实现[D]. 胡志高.上海应用技术大学 2016
[5]基于三轴各向异性传感器的无线车位检测系统[D]. 赵珍祥.电子科技大学 2016
[6]基于ARM的智能家居无线网关的设计与实现[D]. 李广天.天津大学 2016
[7]ZStack协议栈研究及应用开发[D]. 邵晓琳.北方工业大学 2015
[8]基于磁阻传感器的无线车辆检测系统研究与设计[D]. 文志东.重庆理工大学 2015
[9]基于ZigBee的智能家居网络组网设计及节能技术研究[D]. 李倩.哈尔滨工业大学 2013
[10]低功耗、高精度、宽共模输入范围仪表放大器的研究与设计[D]. 李乐乐.复旦大学 2013
本文编号：3488908
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