基于无线传感器网络的车位检测系统的设计-电子与通信工程专业论文.docxVIP

上海交通大 上海交通大学工程硕士学位论文 摘要 第 第 I 页 基于无线传感器网络的车位检测系统的设计 摘 要 目前，随着我国民用汽车保有量的迅速增长，全国各大城市停车问 题已成为加重道路通行能力的负担和造成交通拥堵的主要原因之一，也 成为了城市发展的制约因素之一。微机电系统，射频通信技术和网络技 术的不断进步，促进了无线传感器节点向微型化、智能化和多功能化方 向发展，使得无线传感网具有广阔的发展空间和巨大的应用价值。因此， 将无线传感器网络和磁阻传感器检测技术引入车位检测系统的设计与实 现是一个有价值的研究方向。 本论文围绕实现车位检测系统设计的目标,分析了车位检测系统实 现途径，并论述了各项途径目前所面临的问题；根据停车场内车位检测 的特点，对基于磁感应传感器和无线射频通讯模块的车位检测节点进行 了硬件设计，主要包括芯片的选型及其外围电路、通信电路，射频电路 和电源电路的原理图和PCB板设计。介绍了地磁车辆检测技术的工作原 理，分析总结了相关车辆检测算法以及现有算法存在的问题和设计上需 要考虑的因素，设计了基于磁阻传感器的车辆检测算法，能够满足复杂 环境下停车场车位检测的要求。 充分考虑停车场数据采集的实际应用特点，选取了合适的传感网拓 第 第 II 页 扑模型，在此基础上，对传统目的序列距离矢量（DSDV，Destination Sequenced Distance Vector）路由协议进行了改进，设计一种新的多径路 由协议，通过新建一个类似路由表的邻居节点表结构，来实现多径扩展。 在选择路径时采用一种基于最佳信道状态准则和最短路径准则的混合路 径选择准则，多径的传输模式采用多径独立传输模式，即在多径上同时 传输不同的数据包。实际测试表明，新协议在多径独立传输模式下，能 更加充分地利用网络资源，较大幅度地提高了整个网络的吞吐量，增大 了网络资源的利用率。 本文设计的车位检测系统对每个车位的占用或空闲状态进行可靠检 测。根据停车场具体情况，在入口处设置车位信息显示屏，动态的显示 场内各相应区域的车位剩余数量以及车位的占用情况。在每个区域设置 区域车位信息显示屏，该显示屏根据车辆的进出情况自动更新显示的数 据内容，动态的显示该区域的车位剩余数量以及空闲的车位情况。在每 个车位上安装车位检测器自动感应车辆信息，并将信息反馈给路由节点。 Sink网关节点通过收集路由节点的信息，自动计算停车场剩余车位及各 个车位的占用状态，及时刷新车位显示信息，实现泊车者方便快捷泊车， 使停车场车位管理更加规范、有序，提高车位使用率。 经测试表明，设计的车位检测系统，准确性99%，数据传输时延5s， 有效传输距离220米，符合DB11/T 667-2009 停车场诱导系统技术标准。 第 第 III 页 关键词：车位检测节点，无线传感器网络，磁阻传感器, 路由 上海交通大 上海交通大学工程硕士学位论文 ABSTRACT 第 第 I 页 Design and Implementation of Parking Detection System Based on Wireless Sensor Network ABSTRACT At present, along with rapid growth in the number of family cars, the parking problem has already become the main reason for the traffic congestion, which is also a factor restricting urban development. Micro electro mechanical system, radio frequency communication and network technology continues to promote the development of wireless sensor nodes to the direction of miniaturization, intelligence and multi-function, wireless sensor network has a broad development space and a great value. Therefore, it is a valuable research direction to import wireless sensor networks and the magneto resistive sensor detection technology into the design and impl