基于三軸各向異性傳感器的無線車位檢測系統(tǒng).pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們?nèi)粘３鲂兄型＼囯y問題也愈發(fā)嚴重。所以本課題提出一種基于三軸各向異性磁阻(AMR)傳感器的無線車位檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，它是結合三軸AMR傳感器和紫蜂(ZigBee)無線傳感器網(wǎng)絡技術，通過提高停車場中車位判定的準確度來提升車位的利用效率，從而來解決停車難的問題。
　　無線車位檢測系統(tǒng)是一個由硬件及軟件構成的完整系統(tǒng)。為實現(xiàn)對車位的實時檢測和控制，硬件系統(tǒng)完成信號采集、信號處理、網(wǎng)絡組網(wǎng)等工作，軟件系統(tǒng)完成數(shù)

2、據(jù)集成、系統(tǒng)控制、算法優(yōu)化等工作。
　　在硬件上，信號采集的關鍵在于降低由HMC1022和HMC10212組合而成的三軸AMR傳感器芯片感應到的微弱信號所受到的電磁干擾(EMI)。在傳感器電路的電源端和地端添加濾波電容，同時采用并聯(lián)方式連接三軸傳感器的置位端口，有效降低了后端電路的電磁干擾；在傳感器后端使用PI型濾波電路，大幅度提高傳感器輸出信號的抗干擾能力。信號處理的核心是保證信號的不失真放大，而放大電路的關鍵在于方案選型。通過

3、多種放大電路的實測和比較，最終選定單電源儀表放大器AD623進行信號放大。網(wǎng)絡組網(wǎng)需要在網(wǎng)絡速率及網(wǎng)絡容量之間取得平衡，根據(jù)實際應用場景，采用ZigBee和Wi-Fi直連(Wi-Fi Direct)兩種網(wǎng)絡協(xié)議進行網(wǎng)絡架構設計和論證，分別用于低速率、高容量的停車場車位檢測場景和高速率、低容量的道路車輛檢測場景，并重點對ZigBee組網(wǎng)的停車場車位檢測進行了研究。另外，使用樹型網(wǎng)絡拓撲結構在網(wǎng)絡靈活性和通信效率上達到了統(tǒng)一，提高了網(wǎng)絡負載

4、能力。
　　在軟件上，數(shù)據(jù)集成的關鍵在于數(shù)據(jù)自身的完整性和有效性，以及網(wǎng)絡通信效率的提升。在數(shù)據(jù)采集節(jié)點使用多種濾波算法進行數(shù)據(jù)預處理，其中加權遞推平均濾波法在保證數(shù)據(jù)有效性和提升網(wǎng)絡效率的同時，具有良好的反應速度；在服務器使用正則式匹配數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的完整性。系統(tǒng)控制的核心是功能劃分和提高系統(tǒng)處理能力，分層設計的架構將軟件劃分為數(shù)據(jù)層、接口層、應用層，在降低各層軟件耦合性和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，增強了系統(tǒng)的兼容性，同時各層得負載

5、均衡提高了系統(tǒng)處理能力。算法優(yōu)化的基礎在于樣本數(shù)據(jù)和參數(shù)的管理，使用SQLite3數(shù)據(jù)庫和配置文件分別對數(shù)據(jù)和參數(shù)進行管理，提高了算法適應性、穩(wěn)定性和精度。
　　最終，在軟硬件構建完成的基礎上，我們構建了整套無線車位檢測系統(tǒng)。在實驗室，對三軸AMR芯片進行-IGs- IGts范圍內(nèi)的線性度測試。確定三軸AMR傳感器芯片滿足車位檢測的感應范圍、反應速度和靈敏度的要求。在停車場中，靜態(tài)的對無線車位檢測系統(tǒng)進行實驗，通過測量不同朝向車位