基于低能耗技术的智能停车系统研究与设计
发布时间：2021-01-11 17:23
随着国民车辆拥有量逐年快速增加,停车难、停车场管理难等问题变得日益严峻。采用信息化技术来提高车位利用率和停车管理效率是缓解“停车难”问题的有效途径,2015年国内对“互联网+停车”的研究迅速升温,推出了各种智能停车系统模式。本文首先研究了国内外停车状况,对现有的停车系统进行了分析,发现当前停车系统很难应用于小区、路边、广场等公共停车位。为了解决公共停车位智能停车系统的核心部分:低能耗的泊车位控制。采用新的检测技术、车位锁控制技术、无线传感网络技术、太阳能充电技术、电源管理技术,设计了车位检测模块、车位锁控制模块、无线传感网模块、附加太阳能充电的电源控制管理模块,为公共停车位的智能停车具体解决三个问题:车位停车检测和自动控制,低能耗的无线信号传输,高效率的电源管理,有效地提高了智能停车系统的性能和降低了能耗。然后对停车位控制器的四大模块进行了设计;车位检测模块设计了HMC5883L三轴磁场传感器车辆检测电路和自适应阈值检测算法（ADTA）。车位锁的H桥电机驱动电路、光电传感器监测和车位锁开关程序设计。低能耗无线传感网络采用SX1278系列LoRa芯片和STM32F103RCT6控制器设计...
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文主要研究内容及结构
第二章 低能耗智能停车系统总体方案设计
2.1 系统总体方案设计
2.2 系统相关技术研究
2.2.1 传感器车位检测技术
2.2.2 无线传感网络技术
2.2.3 车位锁控制技术
2.2.4 太阳能电池技术
2.3 智能停车系统的低能耗设计途径
2.4 本章小结
第三章 停车检测和车位锁控制设计
3.1 车位检测模块设计
3.1.1 磁阻传感器检测原理
3.1.2 车辆磁场模型
3.1.3 硬件电路设计
3.1.4 车辆的存在判断
3.1.5 车辆状态判断算法
3.2 车位锁控制设计
3.2.1 电机H桥驱动电路
3.2.2 车位锁位置监测设计
3.2.3 车位锁开关程序设计
3.3 本章小结
第四章 无线传感网络的低功耗设计
4.1 LoRa无线传感网络技术
4.1.1 LoRaWAN低功耗广域网
4.1.2 空中传输时间
4.1.3 LoRa跳频
4.1.4 LoRa数据包结构
4.2 低功耗硬件设计
4.2.1 SX1278性能
4.2.2 节点控制芯片的选型
4.2.3 传感器节点设计
4.3 低功耗软件设计
4.3.1 动态切换MCU引脚
4.3.2 采用高效率算法
第五章 附加太阳能充电的电源管理模块设计
5.1 电源管理模块设计分析
5.1.1 停车位节点能耗分析
5.1.2 电源能量存储器分析
5.1.3 电源管理控制电路分析
5.2 电源管理电路工作原理
5.2.1 系统能量流动原理
5.2.2 最大功率点跟踪原理
5.3 电源管理电路硬件设计
5.3.1 DCDC转换电路设计
5.3.2 AD采样电路设计
5.3.3 电源路径管理电路
5.4 电源管理电路软件设计
5.4.1 MPPT控制算法设计
5.4.2 电源管理控制软件设计
第六章 智能停车系统实验测试与总结
6.1 智能停车系统网络的建立
6.2 实验测试
6.3 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于各向异性磁阻的车型识别算法[J]. 孙晓,夏运贵. 科技与创新. 2017(19)
[2]基于LoRa的智能抄表系统设计与实现[J]. 赵太飞,陈伦斌,袁麓,胡小乔. 计算机测量与控制. 2016(09)
[3]基于最大输出电流的智能太阳能电源管理电路[J]. 王大美,陈小彦,周胜利,李宝华. 吉林大学学报(信息科学版). 2016(05)
[4]LoRa技术给未来物联网产品带来新的起点[J]. 郑华开. 电子世界. 2016(15)
[5]低功耗广域LoRa技术分析与应用建议[J]. 刘琛,邵震,夏莹莹. 电信技术. 2016(05)
[6]LORA技术实现远距离、低功耗无线数据传输[J]. 龚天平. 电子世界. 2016(10)
[7]中兴通讯基于LoRa通讯技术开创智能电表新模式[J]. 鲁义轩. 通信世界. 2016(08)
[8]高效太阳能充电管理系统设计[J]. 朱舟,易卫东,余绍俊. 电子测量技术. 2015(09)
[9]Microchip LoRa无线模块助力物联网应用[J]. 单片机与嵌入式系统应用. 2015(05)
[10]中国城市机动化发展情况及政策分析[J]. 戴帅,刘金广,朱建安,巩建国. 城市交通. 2015(02)
硕士论文
[1]基于智能车位锁的共享停车位管理系统研究与设计[D]. 张瑞增.山东大学 2017
[2]基于ZigBee的智能停车系统研究与实现[D]. 韩康.西安工业大学 2017
[3]基于蓝牙的低功耗智能车位锁系统设计[D]. 李渊博.电子科技大学 2017
[4]基于LORA通信的无线水表抄表系统的设计[D]. 王瑞.东华理工大学 2016
[5]智能停车管理系统的设计与实现[D]. 王强.北京交通大学 2016
[6]基于STM32的嵌入式线圈车辆检测系统研究与设计[D]. 周彬.南京信息工程大学 2016
[7]基于地磁的智能停车系统设计与实现[D]. 郑东旭.浙江大学 2016
[8]基于智能手机的停车场引导系统的研究与设计[D]. 丁一.延边大学 2015
[9]无线传感器网络太阳能电源管理电路设计[D]. 王大美.吉林大学 2014
[10]基于磁阻效应的车型自动识别算法研究及其应用[D]. 朱强.华南理工大学 2013
本文编号：2971182
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文主要研究内容及结构
第二章 低能耗智能停车系统总体方案设计
2.1 系统总体方案设计
2.2 系统相关技术研究
2.2.1 传感器车位检测技术
2.2.2 无线传感网络技术
2.2.3 车位锁控制技术
2.2.4 太阳能电池技术
2.3 智能停车系统的低能耗设计途径
2.4 本章小结
第三章 停车检测和车位锁控制设计
3.1 车位检测模块设计
3.1.1 磁阻传感器检测原理
3.1.2 车辆磁场模型
3.1.3 硬件电路设计
3.1.4 车辆的存在判断
3.1.5 车辆状态判断算法
3.2 车位锁控制设计
3.2.1 电机H桥驱动电路
3.2.2 车位锁位置监测设计
3.2.3 车位锁开关程序设计
3.3 本章小结
第四章 无线传感网络的低功耗设计
4.1 LoRa无线传感网络技术
4.1.1 LoRaWAN低功耗广域网
4.1.2 空中传输时间
4.1.3 LoRa跳频
4.1.4 LoRa数据包结构
4.2 低功耗硬件设计
4.2.1 SX1278性能
4.2.2 节点控制芯片的选型
4.2.3 传感器节点设计
4.3 低功耗软件设计
4.3.1 动态切换MCU引脚
4.3.2 采用高效率算法
第五章 附加太阳能充电的电源管理模块设计
5.1 电源管理模块设计分析
5.1.1 停车位节点能耗分析
5.1.2 电源能量存储器分析
5.1.3 电源管理控制电路分析
5.2 电源管理电路工作原理
5.2.1 系统能量流动原理
5.2.2 最大功率点跟踪原理
5.3 电源管理电路硬件设计
5.3.1 DCDC转换电路设计
5.3.2 AD采样电路设计
5.3.3 电源路径管理电路
5.4 电源管理电路软件设计
5.4.1 MPPT控制算法设计
5.4.2 电源管理控制软件设计
第六章 智能停车系统实验测试与总结
6.1 智能停车系统网络的建立
6.2 实验测试
6.3 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于各向异性磁阻的车型识别算法[J]. 孙晓,夏运贵. 科技与创新. 2017(19)
[2]基于LoRa的智能抄表系统设计与实现[J]. 赵太飞,陈伦斌,袁麓,胡小乔. 计算机测量与控制. 2016(09)
[3]基于最大输出电流的智能太阳能电源管理电路[J]. 王大美,陈小彦,周胜利,李宝华. 吉林大学学报(信息科学版). 2016(05)
[4]LoRa技术给未来物联网产品带来新的起点[J]. 郑华开. 电子世界. 2016(15)
[5]低功耗广域LoRa技术分析与应用建议[J]. 刘琛,邵震,夏莹莹. 电信技术. 2016(05)
[6]LORA技术实现远距离、低功耗无线数据传输[J]. 龚天平. 电子世界. 2016(10)
[7]中兴通讯基于LoRa通讯技术开创智能电表新模式[J]. 鲁义轩. 通信世界. 2016(08)
[8]高效太阳能充电管理系统设计[J]. 朱舟,易卫东,余绍俊. 电子测量技术. 2015(09)
[9]Microchip LoRa无线模块助力物联网应用[J]. 单片机与嵌入式系统应用. 2015(05)
[10]中国城市机动化发展情况及政策分析[J]. 戴帅,刘金广,朱建安,巩建国. 城市交通. 2015(02)
硕士论文
[1]基于智能车位锁的共享停车位管理系统研究与设计[D]. 张瑞增.山东大学 2017
[2]基于ZigBee的智能停车系统研究与实现[D]. 韩康.西安工业大学 2017
[3]基于蓝牙的低功耗智能车位锁系统设计[D]. 李渊博.电子科技大学 2017
[4]基于LORA通信的无线水表抄表系统的设计[D]. 王瑞.东华理工大学 2016
[5]智能停车管理系统的设计与实现[D]. 王强.北京交通大学 2016
[6]基于STM32的嵌入式线圈车辆检测系统研究与设计[D]. 周彬.南京信息工程大学 2016
[7]基于地磁的智能停车系统设计与实现[D]. 郑东旭.浙江大学 2016
[8]基于智能手机的停车场引导系统的研究与设计[D]. 丁一.延边大学 2015
[9]无线传感器网络太阳能电源管理电路设计[D]. 王大美.吉林大学 2014
[10]基于磁阻效应的车型自动识别算法研究及其应用[D]. 朱强.华南理工大学 2013
本文编号：2971182
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