基于磁阻传感器和ZigBee的车位检测系统

发布时间：2017-06-26 02:16

  本文关键词：基于磁阻传感器和ZigBee的车位检测系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：城市的道路建设日趋完善,停车场作为主要的交通基础设施,停车场的建设可有效的缓解城市交通拥堵压力,因此,国家加大了对停车场的建设,尤其是智能化停车场的建设。停车位检测系统作为智能化停车场建设的重要组成部分,车位的检测功能是车位检测系统运行的基础,而车位信息传输是提高车位检测系统运行效率的关键。因此,本文提出基于磁阻传感器和Zig Bee的车位检测系统研究,旨在提高停车场车位的利用效率,对智能停车场的建设将具有重要的意义。本文通过以磁阻传感器为主要检测功能的车位检测节点对停车场的车位进行识别与判断,组建功能强大的Zig Bee无线传感器网络,将车位信息数据从一个节点传送到另一个节点,以接力的方式传给协调器,并且设计上位机显示平台,使停车场管理者可以实时观察停车场车位的占用情况,对进出的车辆实施有效的管理和监测。本文的具体研究内容如下:(1)结合磁阻传感器的特性、工作原理,并且对Zig Bee技术的网络体系架构、网络设备类型和网络拓扑架构进行详细分析的基础上,提出了车位检测系统的整体结构设计。(2)在分析了车位检测节点、协调器和路由器的硬件结构基础上,详细设计了主要硬件电路模块包括传感器模块、微处理器模块、串口通信模块、电源管理模块、天线及巴伦匹配电路,并对节点的硬件电路完成了PCB设计。(3)通过设计I2C总线驱动程序,提取传感器检测的磁信号,运用车位检测算法处理以判断当前车位的状态;在分析Zig Bee协议栈的基础上,进行节点的软件设计;应用Visual Studio设计了一个上位机软件,实现车位信息可视化。(4)对车位检测系统进行测试,包括车位检测节点的功能测试、运用Packet Sniffer协议分析软件对节点组网的数据抓包、采集不同停车状态时上位机界面的更新情况。结果表明,在不同的测试条件下,检测节点能够实现对车位状态的检测,验证了车位检测算法的可靠性,Zig Bee无线传感网络数据传输准确可靠,上位机软件工作稳定,数据信息正常显示。上位机软件工作稳定,数据信息正常显示。车位检测系统的成功运行为实现智能化停车场的建设提供了一种新的设计思路。
【关键词】：磁阻传感器 ZigBee 车位检测 上位机软件
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TP212;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-14
• 第二章 车位检测系统的关键技术研究以及整体结构设计14-23
• 2.1 磁阻传感器14-18
• 2.1.1 磁电阻效应14
• 2.1.2 各项异性磁阻传感器14-16
• 2.1.3 磁阻传感器检测车辆的原理16
• 2.1.4 影响检测准确性的主要因素16-18
• 2.2 Zig Bee技术18-21
• 2.2.1 ZigBee技术的特点18
• 2.2.2 ZigBee网络体系架构18-19
• 2.2.3 ZigBee网络中的设备类型19-20
• 2.2.4 ZigBee网络拓扑20-21
• 2.3 车位检测系统的整体结构设计21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 车位检测系统的硬件设计23-33
• 3.1 系统的硬件结构设计23-25
• 3.1.1 车位检测节点的硬件结构23-24
• 3.1.2 协调器的硬件结构24
• 3.1.3 路由器的硬件结构24-25
• 3.2 系统的硬件电路设计25-31
• 3.2.1 传感器模块25-26
• 3.2.2 微处理器模块26-28
• 3.2.3 串口通信模块28-29
• 3.2.4 电源模块29-30
• 3.2.5 天线设计30-31
• 3.3 硬件电路PCB设计31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 车位检测系统的软件设计33-50
• 4.1 I~2C总线驱动程序设计33-36
• 4.1.1 I~2C总线协议33-34
• 4.1.2 I~2C总线数据传输方式34-35
• 4.1.3 配置HMC5883L35-36
• 4.2 车位检测算法研究36-39
• 4.2.1 预处理37-38
• 4.2.2 多状态的车位检测算法38-39
• 4.3 组建Zig Bee网络的关键技术39-46
• 4.3.1 ZigBee协议栈39-42
• 4.3.2 节点程序设计42-46
• 4.4 上位机软件的设计46-49
• 4.4.1 创建Windows窗体应用程序46-47
• 4.4.2 后台程序设计47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 车位检测系统的测试50-56
• 5.1 车位检测功能测试50-52
• 5.2 组网数据信息验证52-54
• 5.3 上位机软件功能验证54-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 参考文献58-61
• 发表论文和科研情况说明61-62
• 致谢62-63

【参考文献】

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1 席e

本文编号：484440