基于无线传感网络的停车场内智能引导系统

发布时间：2017-06-10 08:01

  本文关键词：基于无线传感网络的停车场内智能引导系统，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：城市停车场目前普遍存在车位难找和停车场进出难等问题,严重影响了停车场的运行效率和服务水平。通过构建停车场内的智能引导系统,有利于泊车者准确获取停车场内的车位状态信息,引导其快速有效的完成泊车过程,从而提升停车场的运行效率和车位利用率。论文研究开发了一种基于无线传感网络的停车场内智能引导系统,该系统主要分为无线传感子系统和停车管理平台子系统两个部分。首先,将停车场平面映射为一种矩形迷宫模型,基于该模型提出一种停车场内车位路径搜索策略,通过在停车场的矩形迷宫模型中对车位信息进行泛洪处理,实现停车场内最近车位的选择和最短停车路径的规划;然后,设计出一种基于轮询周期的停车场内传感网络数据采集策略,通过基于泛洪路由的传感网络时间数据分发机制传输时间数据,实现轮询周期的控制,并利用基于汇聚路由的传感网络状态数据收集机制获取停车场内的状态信息,实现停车场内状态数据的可靠与低功耗无线传输;最后,以ThinkServer TS540为基础构建停车管理平台子系统,选取ATmega1281微处理芯片、AT86RF230射频芯片和超声波传感器构建无线传感子系统,通过两个子系统的软硬件集成,进一步完成对基于无线传感网络的停车场内智能引导系统的功能测试与性能分析。测试结果表明,基于无线传感网络的停车场内智能引导系统能够实现停车场状态数据的无线采集与可靠传输,在0.1HZ的轮询频率和20%的工作占空比下,有效传感节点的数据在传输时丢包率接近于零;在能量消耗方面,在保证低丢包率传输的状态下,传感节点所需工作时间只占轮询周期的5%,能够有效延长无线传感子系统的生存周期;在精确引导方面,可以直接将泊车者引导到指定的停车位,并能够提供入场引导、重复引导和出场引导这三类服务,从而满足停车场内智能引导的实际需求。
【关键词】：停车场 车位引导 路径规划 无线传感网络 可靠传输
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-14
• 1.3 论文的主要研究内容14-17
• 1.4 论文的组织结构17-18
• 第二章 基于无线传感网络的停车场内智能引导系统总体设计18-24
• 2.1 停车场内智能引导需求分析18-19
• 2.2 系统总体结构设计19-21
• 2.3 系统网络拓扑设计21-22
• 2.4 系统工作原理和特点22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 基于矩形迷宫模型的停车场内智能引导方法24-37
• 3.1 停车场内引导矩形迷宫模型24-26
• 3.2 矩形迷宫模型的坐标与方向26-28
• 3.2.1 坐标和绝对方向的建立26
• 3.2.2 相对方向与绝对方向的转换26-28
• 3.3 矩形迷宫模型信息存储28-29
• 3.4 基于矩形迷宫模型的停车场内车位路径搜索策略29-36
• 3.4.1 停车场内路网生成30
• 3.4.2 停车场内路径优化30-31
• 3.4.3 停车场内车位路径泛洪31-33
• 3.4.4 停车场内车位路径规划33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 基于无线传感网络的停车场内数据感知方法37-54
• 4.1 无线传感网络概述37
• 4.2 无线传感网络协议栈结构分析37-38
• 4.3 无线传感网络信道分配和竞争机制38-41
• 4.4 无线传感网络MAC层数据帧类型定义41-43
• 4.5 基于轮询周期的停车场内传感网络数据采集策略43-46
• 4.6 基于泛洪路由的停车场内传感网络时间数据分发46-49
• 4.6.1 传感网络时间数据分发机制47-48
• 4.6.2 相邻节点时间数据传输路径48-49
• 4.7 基于汇聚路由的停车场内传感网络状态数据收集49-53
• 4.7.1 状态数据收集机制50-51
• 4.7.2 状态数据可靠传输机制51-52
• 4.7.3 状态数据重复检测和自干扰预防52-53
• 4.8 本章小结53-54
• 第五章 基于无线传感网络的停车场内智能引导系统开发与实现54-77
• 5.1 无线传感子系统硬件设计54-63
• 5.1.1 无线传感节点硬件总体结构设计54-56
• 5.1.2 主控器ATMEGA1281外围电路设计56-57
• 5.1.3 无线收发器AT86RF230外围电路设计57-61
• 5.1.4 传感节点电源管理模块设计61
• 5.1.5 超声波传感器信号调理电路设计61-63
• 5.2 无线传感子系统软件设计63-68
• 5.2.1 传感节点软件开发平台63-64
• 5.2.2 传感节点软件功能结构设计64-66
• 5.2.3 传感节点状态数据收集程序设计66-67
• 5.2.4 传感节点时间数据分发程序设计67-68
• 5.3 停车管理平台子系统设计68-76
• 5.3.1 停车管理平台子系统总体设计68-70
• 5.3.2 停车管理平台子系统开发平台70
• 5.3.3 服务器端软件设计70-73
• 5.3.4 客户端软件设计73-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 基于无线传感网络的停车场内智能引导系统测试与分析77-92
• 6.1 系统测试条件设置77-81
• 6.1.1 无线传感子系统测试条件设置77-80
• 6.1.2 停车管理平台子系统测试条件设置80-81
• 6.2 停车场内车位引导路径规划测试与分析81-84
• 6.2.1 入场引导测试81-82
• 6.2.2 重复引导测试82-83
• 6.2.3 出场引导测试83-84
• 6.3 无线传感子系统数据传输测试与分析84-85
• 6.4 传感节点各模块工作时间测试与分析85-89
• 6.5 无线传感子系统功耗分析89-91
• 6.6 本章小结91-92
• 结论与展望92-94
• 参考文献94-98
• 攻读学位期间取得的研究成果98-99
• 致谢99

【参考文献】

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