停车场无线传感器网络系统设计.doc

停车场无线传感器网络系统设计 通信07-02：汤俊杰 指导教师：赵建强 内容摘要：近年来,由于我国经济迅速发展,机动车的年均增长量都超过了10%,大量的小汽车进入家庭,近几年大中小城市的机动车年增长率超过15%,深圳、上海、北京、天津等大城市超过20%，有些城市甚至超过30%。这种发展趋势，给城市的停车带来了很大的困难。停车问题也成为了世界大中城市经济发展的一个通病。而随着传感器技术的日益成熟,无线传感器网络在越来越多领域得到了广泛的关注和应用。由于无线传感器网络系统行为具有异构性,传统无线传感器网络系统模型设计建模侧重从无线传感器网络系统中单个子系统行为建模仿真。近来,一种新的设计方法学-系统级设计方法学被引入无线传感器网络的建模仿真方法学中,系统级设计方法学将无线传感器网络看作一个完整的系统,以嵌入式系统的观点将无线传感器网络系统分成各个系统行为独立的模块进行统一建模,弥补了传统无线传感器网络系统单一建模的缺点,因此研究无线传感器网络系统级设计方法学,在异构环境下对无线传感器网络系统进行建模仿真具有重要的理论和实际意义。利用无线传感器网络日益成熟的技术来解决现实生活中的问题，停车场的停车难问题需要合理化、规模化，利用无线传感器真正地解决“哪里有停车位，哪里有车停”的问题就是本次设计的目的。 关键词：；研究背景及意义1.2 无线传感器应用领域、特点及研究现状 1.2.1 无线传感器应用领域 1.2.1.1 无线传感器的概念 1.2.1.2 无线传感器应用领域 由于无线传感器网络的特殊性，其应用领域与普通通信网络有着显著的区别，主要包括以下几类： (1)军事应用 军事应用是无线传感器网络技术的主要应用领域，由于传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，利用无线传感器网络能够实现对敌军兵力和装备的监控、战区的实时监控、目标的定位、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测和有哪些信誉好的足球投注网站等功能。 (2)大型设备的监控 在一些大型设备中，需要对一些关键部件的技术参数进行监控，以掌握设备的运行情况。在不便于安装有线传感器的情况下，无线传感器网络可以作为一个可选的通信手段。 (3)环境观测 应用于环境监测的传感器网络，一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置，可以观察到微观的环境因素，为环境研究和环境监测提供了崭新的途径。传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。这些应用实例包括：对海岛鸟类生活规律的观测；气象现象的观测和天气预报；森林火警；生物群落的微观观测等。洪灾的预警：通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器，可以在洪灾到来之前发布预警信息，从而及时排除险情或者减少损失。 (4)医疗护理 病变器官观察：通过在人体器官中植入一些微型传感器，随时观测器官的生理状态，可以发现器官的功能恶化，及时采取治疗措施从而挽救病人生命。但是推广这种想法前，还需要突破许多技术瓶颈，这些医疗传感器必须非常安全；工作能源要从人体自动获取；系统稳定、基本不需维修。 (5)其它方面的应用 传感器网络还可以用于空间探索。借助于航天器在外星体撒播一些传感器网络节点，可以对星球表面进行长时间的检测。这种方式成本很低，节点体积小，相互之间可以通信，也可以和地面站通信。NASA的JPL（Jet Propulsion Laboratory）实验室研制的Sensor Webs就是为将来的火星探测进行技术准备。该系统已在佛罗里达宇航中心周围的环境监测项目中实施测试和完善。 再以我国西气东输及输油管道建设为例，由于这些管道在很多地方都要穿越大片荒无人烟的地区，这些地区的管道监控一直都是一道难题，传统的人力巡查几乎是不可能的事情，而现有监控产品，往往复杂而且昂贵。智能传感器的成熟产品布置在管道上将可以实时地监控管道的情况。一旦有破损或恶意破坏都能在控制中心实时了解到。如果智能传感器成熟，仅西气东输这样的一个工程就可以节省上亿元的资金。电力监控方面同样如此，因为电能一旦送出就无法保存，所以电力管理部门一般都会要求下级部门每月层层上报地区用电要求，并根据需求配送。但是使用人工报表的方式根本无法准确统计这项数据，国内有些地方供电局就常常因为数据误差太大而遭上级部门罚款。加州大学伯克利分校的研究员称，如果美国加州将这种产品应用于电力使用状况监控，电力调控中心每年将可以节省7亿~8亿的资金。 1.2.2 无线传感器的特点 目前常见的无线网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、Ad hoc网络等，与这些网络相比，无线传感器网络具有以下特点： （1）网络规模大 传感器网络中，在监测区域通常需要部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。此外传感器网络可以分布在很广泛的地理区域，感知的