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(jì)的快速發(fā)展，人們?nèi)粘３鲂兄型＼囯y問題也愈發(fā)嚴(yán)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(shè)計與實現(xiàn)，它是結(jié)合三軸AMR傳感器和紫蜂(ZigBee)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過提高停車場中車位判定的準(zhǔn)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(gòu)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(luò)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(guān)鍵在于降低由HMC1022和HMC10212組合而成的三軸AMR傳感器芯片感應(yīng)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(guān)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(jìn)行信號放大。網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)需要在網(wǎng)絡(luò)速率及網(wǎng)絡(luò)容量之間取得平衡，根據(jù)實際應(yīng)用場景，采用ZigBee和Wi-Fi直連(Wi-Fi Direct)兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)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(jìn)行了研究。另外，使用樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)靈活性和通信效率上達(dá)到了統(tǒng)一，提高了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載

4、能力。
　　在軟件上，數(shù)據(jù)集成的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)自身的完整性和有效性，以及網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，其中加權(quán)遞推平均濾波法在保證數(shù)據(jù)有效性和提升網(wǎng)絡(luò)效率的同時，具有良好的反應(yīng)速度；在服務(wù)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(shè)計的架構(gòu)將軟件劃分為數(shù)據(jù)層、接口層、應(yīng)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(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性，同時各層得負(fù)載

5、均衡提高了系統(tǒng)處理能力。算法優(yōu)化的基礎(chǔ)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(jìn)行管理，提高了算法適應(yīng)性、穩(wěn)定性和精度。
　　最終，在軟硬件構(gòu)建完成的基礎(chǔ)上，我們構(gòu)建了整套無線車位檢測系統(tǒng)。在實驗室，對三軸AMR芯片進(jìn)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(yīng)范圍、反應(yīng)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(jìn)行實驗，通過測量不同朝向車位