车位检测信息无线网络传输的低功耗及可维护性研发
发布时间：2021-12-11 13:14
随着我国经济的发展和城市化进程的加快,汽车保有量也逐年增多,停车难的问题逐渐凸显。特别是在人口众多的城市,或在体育艺术活动的地方,寻找停车位是一个令人沮丧的问题。而且随着汽车数量的不断增加,这种情况会越来越严重。因此,对车位检测系统的需求预计在不久的将来会迅速增长。无线传感器网络具有快速部署、协同感知、易拓展等特点,为了方便前期的布设操作、系统的成本控制以及后期的维护,无线传感器网络将是车位检测系统应用的优秀选择。基于无线传感器网络的车位检测节点一般需要密封浅埋地下使用,更换电池非常麻烦。为了保证节点的工作寿命,低功耗是首要解决的问题。系统的长期稳定运行离不开前期优秀的设计以及后期良好的维护。本文基于车位检测系统对无线传感器网络的低功耗及可维护性进行研究。本文的主要工作有两个方面。第一,本文设计并实现了一种基于地磁无线传感器网络的车位检测系统,包括车位检测节点低功耗设计、无线传感器网络组网设计、低功耗数据传输方法、数据重传方法、上位机信息管理软件开发等几个方面。第二,本文设计了一种无线传感器网络可维护性评估方法,该方法的目标是在无线传感器网络的设计阶段,评估待搭建系统的可维护性。通过分...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)广东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LoRaWAN标准化协议
车位检测信息无线网络传输的低功耗及可维护性研发14图2-1车位检测系统总体结构车位检测系统的总体结构和主要功能如上所述，下面从具体的技术要点进行详细阐述。首先介绍车位检测方法以及所用到的传感设备。然后介绍车位检测系统的网络结构及组网通信协议。最后介绍上位机信息管理软件：无线传感器网络车位监测演示系统。2.2车位检测方法地球的磁力场由南极指向北极，在几公里区域内的磁场强度基本保持不变。因此停车场的地磁场在没有外界干扰的前提下可以认为磁场强度不变。铁磁物体会改变磁场的分布如图2-2所示，利用各向异性磁阻（AMR）技术可以感知车辆对地磁场的干扰所产生的偏移。各向异性磁阻传感器具有在轴向高灵敏度和线性高精度的特点可以准确测量地磁场的方向和大校车辆对地磁场的影响可以转化为磁偶极子对地磁场产生的影响，如下式所示：25[3()-]4Bmrrrmr(2-1)
第2章无线车位检测系统总体设计15图2-2车辆对地球磁场的影响为空气磁导率，xm，ym，zm分别是m（车辆的磁矩矢量）在X，Y，Z轴上的分量，r为磁偶极子与车位检测节点间的距离，进而得到磁偶极子B在X，Y，Z轴上的磁场强度分量xB，yB，zB如下式：222052220y52220zz5.((2--)33)4π.((2--)33)4π.((2--)33)4πxyzxyxzxymxyzmxymxzBrmyxzmxymyzBrmzyxmxzmyzBr(2-2)本系统采用霍尼韦尔公司[43]生产的HMC5983作为车位检测传感器。HMC5983包含先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，可以精确的测量车辆驶入驶出对地球磁场所造成的干扰。地球磁场波动数据在X，Y，Z轴上的体现如图2-3所示，利用一特点可以通过车辆对车位地磁场的影响来判断车位的占用信息。图2-3磁传感器车辆检测机制
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多地磁传感器的车辆位置检测系统设计[J]. 冯宇航,王建,蔡尧,高峰,赵菲. 传感器与微系统. 2019(03)
[2]基于WiFi物联网的图书馆环境监测系统[J]. 王栋,袁伟,吴迪. 计算机科学. 2018(S2)
[3]基于RFID的智能立体停车场管理系统的设计与实现[J]. 安旭,许凌云,刘松. 电子设计工程. 2017(07)
[4]LoRa无线网络技术分析[J]. 赵静,苏光添. 移动通信. 2016(21)
[5]基于微型线圈传感器的车辆通过检测系统研究[J]. 姚尚明,童亮,杜迪. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]NB-IoT的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J]. 戴国华,余骏华. 移动通信. 2016(07)
[7]智能停车管理系统综述[J]. 李维龙,李臻. 科技创业家. 2013(09)
博士论文
[1]无线传感器网络可靠性评估方法研究[D]. 贺维.哈尔滨理工大学 2018
[2]无线传感器网络面向低功耗的MAC协议及跨层优化研究[D]. 董楚楚.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2017
[3]无线传感器网络自适应MAC协议研究[D]. 陈德富.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]基于红外探测无线传输车位监测系统的研制[D]. 冯磊.黑龙江大学 2019
[2]低功耗广覆盖LoRa系统的研究与应用[D]. 赵文举.北京邮电大学 2019
[3]NB-IoT和3轴磁感在智慧停车泊位系统中的应用与实现[D]. 林晓玮.浙江工业大学 2019
[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]Ad hoc网络TDMA动态时隙分配算法研究[D]. 曲金鑫.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于蓝牙的室内智能停车场管理系统设计[D]. 张雪.江西理工大学 2013
[8]无线传感器网络文件系统与重编程技术研究[D]. 苏铅坤.电子科技大学 2013
[9]基于AHP的模糊综合评价方法研究及应用[D]. 叶珍.华南理工大学 2010
本文编号：3534742
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)广东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LoRaWAN标准化协议
车位检测信息无线网络传输的低功耗及可维护性研发14图2-1车位检测系统总体结构车位检测系统的总体结构和主要功能如上所述，下面从具体的技术要点进行详细阐述。首先介绍车位检测方法以及所用到的传感设备。然后介绍车位检测系统的网络结构及组网通信协议。最后介绍上位机信息管理软件：无线传感器网络车位监测演示系统。2.2车位检测方法地球的磁力场由南极指向北极，在几公里区域内的磁场强度基本保持不变。因此停车场的地磁场在没有外界干扰的前提下可以认为磁场强度不变。铁磁物体会改变磁场的分布如图2-2所示，利用各向异性磁阻（AMR）技术可以感知车辆对地磁场的干扰所产生的偏移。各向异性磁阻传感器具有在轴向高灵敏度和线性高精度的特点可以准确测量地磁场的方向和大校车辆对地磁场的影响可以转化为磁偶极子对地磁场产生的影响，如下式所示：25[3()-]4Bmrrrmr(2-1)
第2章无线车位检测系统总体设计15图2-2车辆对地球磁场的影响为空气磁导率，xm，ym，zm分别是m（车辆的磁矩矢量）在X，Y，Z轴上的分量，r为磁偶极子与车位检测节点间的距离，进而得到磁偶极子B在X，Y，Z轴上的磁场强度分量xB，yB，zB如下式：222052220y52220zz5.((2--)33)4π.((2--)33)4π.((2--)33)4πxyzxyxzxymxyzmxymxzBrmyxzmxymyzBrmzyxmxzmyzBr(2-2)本系统采用霍尼韦尔公司[43]生产的HMC5983作为车位检测传感器。HMC5983包含先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，可以精确的测量车辆驶入驶出对地球磁场所造成的干扰。地球磁场波动数据在X，Y，Z轴上的体现如图2-3所示，利用一特点可以通过车辆对车位地磁场的影响来判断车位的占用信息。图2-3磁传感器车辆检测机制
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多地磁传感器的车辆位置检测系统设计[J]. 冯宇航,王建,蔡尧,高峰,赵菲. 传感器与微系统. 2019(03)
[2]基于WiFi物联网的图书馆环境监测系统[J]. 王栋,袁伟,吴迪. 计算机科学. 2018(S2)
[3]基于RFID的智能立体停车场管理系统的设计与实现[J]. 安旭,许凌云,刘松. 电子设计工程. 2017(07)
[4]LoRa无线网络技术分析[J]. 赵静,苏光添. 移动通信. 2016(21)
[5]基于微型线圈传感器的车辆通过检测系统研究[J]. 姚尚明,童亮,杜迪. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]NB-IoT的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J]. 戴国华,余骏华. 移动通信. 2016(07)
[7]智能停车管理系统综述[J]. 李维龙,李臻. 科技创业家. 2013(09)
博士论文
[1]无线传感器网络可靠性评估方法研究[D]. 贺维.哈尔滨理工大学 2018
[2]无线传感器网络面向低功耗的MAC协议及跨层优化研究[D]. 董楚楚.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2017
[3]无线传感器网络自适应MAC协议研究[D]. 陈德富.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]基于红外探测无线传输车位监测系统的研制[D]. 冯磊.黑龙江大学 2019
[2]低功耗广覆盖LoRa系统的研究与应用[D]. 赵文举.北京邮电大学 2019
[3]NB-IoT和3轴磁感在智慧停车泊位系统中的应用与实现[D]. 林晓玮.浙江工业大学 2019
[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]Ad hoc网络TDMA动态时隙分配算法研究[D]. 曲金鑫.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于蓝牙的室内智能停车场管理系统设计[D]. 张雪.江西理工大学 2013
[8]无线传感器网络文件系统与重编程技术研究[D]. 苏铅坤.电子科技大学 2013
[9]基于AHP的模糊综合评价方法研究及应用[D]. 叶珍.华南理工大学 2010
本文编号：3534742
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