CN102760363A - 一种弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统 - Google Patents

一种弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统,包括:弱磁传感节点、无线中继节点、信息数据汇聚节点、网络服务器;所述弱磁传感节点采用自组织网络连接,接收停车位信息并发送至采用自组织网络连接的所述无线中继节点,其接收部署在其附近的所述弱磁传感节点发送的停车位信息并中继至所述信息数据汇聚节点,其接收所述无线中继节点中继的停车位信息及自组织网络组网信息并发送至所述网络服务器,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器查询。本发明通过在停车场附近部署低成本、低功耗的无线传感器节点和中继节点并利用自组织网络技术,实现对停车场车位的实时监测统计。

Description

一种弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统
技术领域
[0001] 本发明涉 及一种可无线组网的停车位监测系统,特别涉及ー种弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统,属于自组织网络技术领域。
背景技术
[0002] 随着我国汽车产业的崛起和人们对汽车消费能力的提升,大中城市中的停车位越来越成为紧俏资源。停车位作为城市公共设施的重要组成部分,供需矛盾逐年突出,对停车位使用情况实施精确的监测,加以有效管理、调配,显得越来越有必要。
[0003] 如何利用自组织网络技术将能够监测车位使用情况的传感器与服务器、个人电脑、手机等信息设备有效组成实时车位监控网络,满足人们实时查询附近停车场停车位使用情况,为市民提供停车导航服务,迫在眉睫,实现精准可靠的车位监测节点系统尤为重要。传统停车场停车位监测手段的落后,监测系统的简陋,越来越不能适应大中型停车场实时车位管理,不能满足引导停车客停车的现实需求;城市管理者,要对大中城市道路两侧车位进行长期、大范围、实时监测更是束手无策。
[0004] 当前停车场车位监测解决方案,一般为人工值守巡查统计和停车场入口计数统计,其中人工24小时巡查统计成本高,工作量大,误差率大,且仅适用于几十个车位的小型停车场,计时收费困难,车位使用情况不能实时对外公布给有停车需求的客户;停车场入口统计,发卡扫描计费,不能实时统计出空车位分布情况,更不能提供潜在停车客户远程查询空车位情況。停车位信息服务的实时性和便捷性便无从谈起,无法满足人们出行时的高层次、人性化、智能化的停车诉求,对整座城市的停车场布局规划及收费标准制定爱莫能助。
[0005] 综上所述,针对现有技术的缺陷,特别需要ー种可用于大规模自组织网络的实时停车位监测系统,以解决以上提到的问题。
发明内容
[0006] 本发明提供了ー种可用于大規模自组织网络的停车场车位实时监测系统,通过在停车场的车位上方和下方附近分别部署低成本、低功耗的无线弱磁传感节点、无线中继节点,利用大規模自组织网络技木,实现停车场车位的实时监测统计。
[0007] 本发明是通过如下技术方案来实现的:
[0008] 一种弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,包括:
[0009] 弱磁传感节点、无线中继节点、信息数据汇聚节点、网络服务器;
[0010] 所述弱磁传感节点采用自组织网络连接,接收停车位占位信息并发送至采用自组织网络连接的所述无线中继节点,所述无线中继节点接收部署在其附近的所述弱磁传感节点发送的停车位信息并中继至所述信息数据汇聚节点,所述信息数据汇聚节点接收所述无线中继节点中继的停车位信息及自组织网络组网信息并发送至所述网络服务器,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器查询;
[0011] 所述弱磁传感节点包括:弱磁传感节点基本模块和弱磁传感节点辅助可选模块;[0012] 所述弱磁传感节点基本模块包括:
[0013] 弱磁传感模块,用于采集停车位的数据并发送;所述弱磁传感模块包括:磁阻传感器,用于采集停车位的数据;传感器扩展接ロ,与所述磁阻传感器连接,所述磁阻传感器采集的停车位数据通过其发送;
[0014] 弱磁节点无线通信与处理模块,通过所述传感器扩展接ロ与所述弱磁传感模块连接,接收所述弱磁传感器采集的停车位数据,处理并发送至所述无线中继节点;
[0015] 弱磁节点RAM,用于停车位数据的写入或者读取;
[0016] 弱磁节点电源,用于对所述弱磁传感节点基本模块提供电源;
[0017] 所述弱磁传感模块、所述弱磁节点RAM、所述弱磁节点电源分别与所述弱磁节点无 线通信与处理模块连接;
[0018] 所述弱磁传感节点辅助可选模块包括:
[0019]弱磁节点程序烧录模块,其作为可选模块,可复用,仅在所述弱磁传感节点部署前进行程序编写、烧录;
[0020] 显示模块,其作为可选模块,可复用,仅用于检查所述弱磁传感节点工作情況,其可输出显示所述弱磁传感节点的工作情况;所述显示模块包括:显示屏、所述显示屏的显示屏扩展接口和升压稳压模块;所述显示屏通过所述显示屏扩展接ロ与所述升压稳压模块连接,所述升压稳压模块与所述弱磁节点无线通信与处理模块连接,可在所述显示屏上显示对所述弱磁传感节点工作情况的检查结果;
[0021] 所述弱磁节点程序烧录模块和所述显示模块作为可选模块,分别与所述弱磁节点无线通信与处理模块连接;
[0022] 所述弱磁传感节点辅助可选模块不是必要模块,根据所述弱磁传感节点的需要灵活配置;
[0023] 所述无线中继节点包括:
[0024] 无线节点无线通信与处理模块,负责接收部署在附近的所述弱磁传感节点发送的数据并处理后中继给所述信息数据汇聚节点;
[0025] 无线节点RAM,用于部署在附近的所述弱磁传感节点发送数据的写入或者读取;
[0026] 无线节点程序烧录模块,其作为可选模块,可复用,仅在所述无线中继节点部署前进行程序编写、烧录;
[0027] 无线节点电源,用于对所述无线中继节点提供电源;
[0028] 所述无线节点RAM、所述无线节点程序烧录模块、所述无线节点电源分别与所述无线节点无线通信与处理模块连接;
[0029] 所述无线节点程序烧录模块不是必要模块,根据所述无线中继节点需要灵活配置。
[0030] 所述弱磁节点电源和所述无线节点电源或者采用太阳能供电模块,为室外停车场供电;或者采用市电供电模块或者电池,为室内停车场供电;
[0031] 所述太阳能供电模块包括:光伏太阳能电池板、超级电容储能器、所述光伏太阳能电池板为所述超级电容储能器充电时所用的稳压电路和所述超级电容储能器为所述弱磁传感节点和所述无线中继节点供电时所用的稳压电路;
[0032] 所述弱磁节点无线通信与处理模块和所述无线节点无线通信与处理模块采用德州仪器(Texas Instruments, TI)公司的CC430系列型号芯片;
[0033] 所述信息数据汇聚节点包括:
[0034] 无线通信模块,用于其管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的收集接收;
[0035] 处理器,与所述无线通信模块连接,用于对其收集接收的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的处理;
[0036] 大容量存储器,用于存储所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网的信息;
[0037] 汇聚节点电源,用于对所述信息数据汇聚节点提供电源,当用于室外停车场时可采用太阳能供电模块,当用于室内停车场时可采用市电供电模块; [0038] 汇聚节点RAM,用于所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的写入或者读取;
[0039] 联网模块,用干与所述网络服务器进行通信,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器查询;
[0040] 所述无线通信模块、所述大容量存储器、所述汇聚节点电源、所述汇聚节点RAM和所述联网模块分别与所述处理器连接;
[0041] 所述弱磁传感节点、所述无线中继节点、所述信息数据汇聚节点和所述网络服务器之间采用包括ZigBee、WiFi、红外线、蓝牙或者有线的传输方式。
[0042] 本弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统具有如下显著特点••第一,所述弱磁传感节点和所述无线中继节点,可以部署在停车位附近适当的位置,利用自组织网络技木,将整个停车场车位监测起来,无需人为干预,节点便可以将实时采集到的停车位占位数据传递给所述信息数据汇聚节点并发送到所述网络服务器;第二,所述弱磁传感节点和所述无线中继节点的超低功耗特性,使得两节普通5号电池就能够支持整个系统长时间的工作;第三,所述弱磁传感节点,采用技术成熟的所述磁阻传感器,配有可选的所述程序烧录模块和所述显示模块,大大降低了单个节点的功耗和成本,所述弱磁传感节点的稳定工作得以更好的保障;第四,针对所述弱磁传感节点和所述无线中继节点不同的部署环境,可选配太阳能供电、有线供电和电池供电等不同供电方式。
[0043] 本发明的有益效果在于:
[0044] (I)用户能够根据自己的需求选购相应数量的所述弱磁传感节点、所述无线中继节点和所述信息数据汇聚节点,搭建应用于不同场景、不同规模的停车位监测平台,使用方便,灵活性高。
[0045] (2)提供了精确、高实时性的停车位占用情况信息,借助大規模自组织网络技木,保证了对于整个停车场乃至整个城市的停车位的实时监测和管理调度。
[0046] (3)可复用的所述弱磁节点程序烧录模块、所述无线节点程序烧录模块和所述显示模块,提高节点工作性能的同时,降低了节点成本和功耗。
[0047] (4)所述弱磁传感节点的所述磁阻传感器低成本、超低功耗以及所述弱磁节点无线通信与处理模块和所述无线节点无线通信与处理模块集成度高、成本低、超低功耗的特点,使其具有大規模部署应用的经济优势和能源供应优势。附图说明
[0048]图I为本发明实施例所示的弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统构成图;
[0049] 图2为本发明实施例一所示的弱磁传感节点构成框图;
[0050] 图3为本发明实施例一所示的无线中继节点构成框图;
[0051] 图4为本发明实施例一所示的信息数据汇聚节点构成框图;
[0052] 图5为本发明实施例ニ所示的弱磁传感节点构成框图;
[0053] 图6为本发明实施例ニ所示的无线中继节点构成框图; [0054] 图7为本发明实施例ニ所示的信息数据汇聚节点构成框图。
[0055] 主要符号说明:
[0056] 101、弱磁传感节点;102、无线中继节点;103、信息数据汇聚节点;104、网络服务器;
[0057] 201、弱磁传感模块;202、弱磁节点无线通信与处理模块;203、弱磁节点RAM ;204、弱磁节点电源;205、弱磁节点程序烧录模块;206、升压稳压模块;207、显示模块;208、显示屏;
[0058] 301、无线节点无线通信与处理模块;302、无线节点RAM ;303、无线节点程序烧录模块;304、无线节点电源;
[0059] 401、无线通信模块;402、处理器;403、大容量存储器;404、汇聚节点电源;405、汇聚节点RAM;406、联网模块;
[0060] 501、弱磁传感模块;502、弱磁节点无线通信与处理模块;503、弱磁节点RAM ;504、弱磁节点电源;
[0061] 601、无线节点无线通信与处理模块;602、无线节点RAM ;603、无线节点电源;
[0062] 701、无线通信模块;702、处理器;703、大容量存储器;704、汇聚节点电源;705、汇聚节点RAM; 706、联网模块。
具体实施方式
[0063] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合附图并通过具体实施例来进ー步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。
[0064] 如图I所示,一种弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,包括弱磁传感节点101、无线中继节点102、信息数据汇聚节点103、网络服务器104 ;所述弱磁传感节点101采用自组织网络连接,接收停车位占位信息并发送至采用自组织网络连接的所述无线中继节点102,所述无线中继节点102接收部署其附近的所述弱磁传感节点101发送的停车位信息并中继至所述信息数据汇聚节点103,所述信息数据汇聚节点103接收所述无线中继节点102中继的停车位信息及自组织网络组网信息并发送至所述网络服务器104,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器104查询。
[0065] 本发明所述弱磁传感节点101和所述无线中继节点102,用户可根据停车场规模和所处环境的需要视情况灵活放置。作为优选,所述弱磁传感节点101要与最近的所述无线中继节点102配合,将采集到的停车位占位信息发送出去,所述无线中继节点102将组成无线自组织网络,分布式的将停车位占位信息中继传输给所述信息数据汇聚节点103 ;所述信息数据汇聚节点103通过无线网络或者有线网连接到所述网络服务器104,将监测范围内的停车位信息和自组织网络组网信息发送至所述网络服务器104,在这里自组织网络组网信息是指所述弱磁传感节点101所组成网络的网络拓扑结构,选择合适的网络拓扑结构可以确保信息传输的可靠性。所述网络服务器104通过无线或者有线网络为联网设备提供停车位信息查询服务,联网设备可以是手机、掌上电脑(Personal Digital Assistant,PDA)或是笔记本电脑。
[0066] 联网设备一般包括无线通讯模块、处理器、RAM、大容量存储模块、显示模块、键盘输入设备、电源等。无线通讯模块通过外接天线进行无线通讯,在支持ZigBee、红外线及蓝牙等短距离无线传输方式的同吋,也支持GPRS和3G无线传输。处理器外接USB接ロ与数据中继节点进行连接。同时,处理器支持显示模块,支持触摸屏及外接显示器。大容量存储模块支持Flash存储及硬盘方式存储。
[0067] 实施例一
[0068] 如图2所示,所述弱磁传感节点采用自组织网络连接,接收弱磁传感节点感应的停车位信息并发送至采用自组织网络连接的所述无线中继节点。所述弱磁传感节点由所述弱磁传感节点基本模块和所述弱磁传感节点辅助可选模块组成。
[0069] 所述弱磁传感节点基本模块包括所述弱磁传感模块201、所述弱磁节点无线通信与处理模块202、所述弱磁节点RAM203和所述弱磁节点电源204。所述弱磁传感节点基本模块具备停车位车辆探測、采样数据打包处理、信息数据无线收发的基本功能。
[0070] 所述弱磁传感模块201用于采集停车位的数据并发送至所述弱磁节点无线通信与处理模块202,其具体包括:磁阻传感器(图中未示出),用于采集停车位的数据;传感器扩展接ロ(图中未示出),与所述磁阻传感器连接,实现与所述弱磁传感模块201的连接,所述磁阻传感器采集的停车位数据通过其发送给所述弱磁节点无线通信与处理模块202。所述弱磁传感模块201的核心器件可以采用霍尼韦尔(Honeywell)公司的弱磁传感器HMC5883L。该芯片是ー款集成度高、带有数字接ロ的弱磁传感器芯片,包括最先进的高分辨率HMCl 18X系列磁阻传感器,并附带Honeywell专利的专用集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使罗盘精度控制在1° -2°的12位模数转换器(Analog-to-DigitalConverter, ADC)。所述弱磁传感模块201成本低,体积小(LXDXH, 4cmX 2cmX I. 5cm),エ作电压低(2. 16V-3. 6V),超低功耗(静态电流约100uA),测量范围广(+/-80e),工作稳定,完全满足各种场合的停车位监测要求。
[0071] 所述弱磁节点无线通信与处理模块202的核心芯片采用德州仪器(TexasInstruments, TI)公司领先的16位超低功耗微处理器CC430F5137,该款芯片由简单易用的MSP430工具套件以及设计工具SmartRF Studio提供支持。CC430F5137工作频率为20MHz,最大数据传输率600Kbp/s,最大通讯半径室内为50m,户外为75_125m,程序内存:32Kbytes, RAM :4K, Flash :32KB,模块几何尺寸2. 2X2. 8cm,工作电流< 20mA,睡眠功耗可以忽略,操作系统采用在无线自组网中广泛应用的微系统Tiny0S2. X。所述弱磁节点无线通信与处理模块202完全满足所述弱磁传感节点低功耗、低成本、数据可无线收发的要求。
[0072] 所述弱磁节点RAM203用于停车位数据的写入或者读取,与所述弱磁节点无线通信与处理模块202连接;[0073] 所述弱磁节点电源204为所述弱磁传感节点提供电源,可以选用所述市电模块、电池供电,此时停车场为室内停车场,其与所述弱磁节点无线通信与处理模块202连接;作为优选,如果停车场为室外停车场,可以选用所述太阳能供电模块(图中未示出),在室外部署选用所述光伏太阳能电池板、所述超级电容储能器、所述光伏太阳能电池板为所述超级电容储能器充电时所用的所述稳压电路和所述超级电容储能器为所述弱磁传感节点供电时所用的所述稳压电路作为电源,通过程序控制所述弱磁传感节点的收发频率,进ー步降低单个所述弱磁传感节点的功耗。
[0074] 所述弱磁传感节点辅助可选模块包括所述弱磁节点程序烧录模块205,在所述弱磁传感节点部署在停车位上方之前进行程序编写、烧录,其与所述弱磁节点无线通信与处理模块202连接;所述弱磁节点程序烧录模块205,其核心芯片型号为MAX619,用于将供电电压从3V-3. 3V升压稳压到5V左右,使工作电压在2. 16V-3. 6V的所述弱磁传感模块201 和所述弱磁节点无线通信与处理模块202及工作电压在4. 5V-5. 5V的所述显示模块207电源兼容。
[0075] 所述弱磁传感节点辅助可选模块还包括所述显示模块207,用于检查所述弱磁传感节点工作情况,其可输出显示所述弱磁传感节点的工作情况;所述显示模块207包括:显示屏208、所述显示屏的显示屏扩展接ロ(图中未示出)和升压稳压模块206 ;所述显示屏208通过所述显示屏扩展接ロ与所述升压稳压模块206连接,所述升压稳压模块206与所述弱磁节点无线通信与处理模块202连接,可在所述显示屏208上显示对所述弱磁传感节点工作情况的检查結果。
[0076] 如图3所示,所述无线中继节点,包括所述无线节点无线通信与处理模块301,负责接收部署在附近的所述弱磁传感节点发送的数据并处理后中继给所述信息数据汇聚节点,所述无线节点无线通信与处理模块301的核心芯片与所述弱磁节点无线通信与处理模块202采用相同的核心芯片一德州仪器(Texas Instruments, TI)公司领先的16位超低功耗微处理器CC430F5137,具体芯片指标不再重复;
[0077] 所述无线节点RAM302,用于部署在附近的所述弱磁传感节点发送数据的写入或者读取;
[0078] 所述无线节点程序烧录模块303,在所述无线中继节点部署在停车位下方之前进行程序编写、烧录;
[0079] 所述无线节点电源304为所述无线中继节点提供电源,其采用的电源方式和所述的弱磁节点电源204 —致;
[0080] 所述无线节点RAM302、所述无线节点程序烧录模块303和所述无线节点电源304分别与所述无线节点无线通信与处理模块301连接;
[0081] 整个所述无线中继节点工作时的电流< 20mA,休眠时电流< 5 PA,且“工作/休眠”功耗比约为5%左右。此外,所述无线中继节点组网链路可达10跳,无线中继距离可达500-1000 米。
[0082] 如图4所示,所述信息数据汇聚节点包括所述无线通信模块401,其采用外接天线进行无线通信,支持ZigBee、WiFi等传输方式,用于其管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的收集接收;
[0083] 所述处理器402,与所述无线通信模块401连接,用于对其收集接收的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及分布式自组织网络组网信息的处理;
[0084] 所述大容量存储器403,用于存储所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及分布式自组织网络组网的信息;
[0085] 所述汇聚节点电源404,用于对所述信息数据汇聚节点提供电源,当用于室外停车场时可采用太阳能电池板加蓄电池,当用于室内停车场时可采用市电供电;
[0086] 所述汇聚节点RAM405,用于所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及分布式自组织网络组网信息的写入或者读取;
[0087] 所述联网模块406,通过有线/无线网卡接ロ(图中未示出)用干与所述网络服务器进行通信,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器查询; [0088] 所述无线通信模块401、所述大容量存储器403、所述汇聚节点电源404、所述汇聚节点RAM405和所述联网模块406分别与所述处理器402连接;
[0089] 所述无线通信模块401、所述处理器402、所述大容量存储器403和所述联网模块406的功能可以用普通上网本稍加改造来实现;每个所述信息数据汇聚节点可同时管理300-500对所述弱磁传感节点或者所述无线中继节点,无线通信距离可达5公里。
[0090] 实施例ニ
[0091] 如图5所示,所述弱磁传感节点采用自组织网络连接,接收弱磁传感节点感应的停车位信息并发送至采用自组织网络连接的所述无线中继节点。所述弱磁传感节点由所述弱磁传感节点基本模块组成。
[0092] 所述弱磁传感节点基本模块包括所述弱磁传感模块501、所述弱磁节点无线通信与处理模块502、所述弱磁节点RAM503和所述弱磁节点电源504。所述弱磁传感节点基本模块具备停车位车辆探測、采样数据打包处理、信息数据无线收发的基本功能。
[0093] 所述弱磁传感模块501用于采集停车位的数据并发送至所述弱磁节点无线通信与处理模块502,其具体包括:磁阻传感器(图中未示出),用于采集停车位的数据;传感器扩展接ロ(图中未示出),与所述磁阻传感器连接,实现与所述弱磁传感模块501的连接,所述磁阻传感器采集的停车位数据通过其发送给所述弱磁节点无线通信与处理模块502。所述弱磁传感模块501的核心器件可以采用霍尼韦尔(Honeywell)公司的弱磁传感器HMC5883L。该芯片是ー款集成度高、带有数字接ロ的弱磁传感器芯片,包括最先进的高分辨率HMCl 18X系列磁阻传感器,并附带Honeywell专利的专用集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使罗盘精度控制在1° -2°的12位模数转换器(Analog-to-DigitalConverter, ADC)。所述弱磁传感模块501成本低,体积小(LXDXH, 4cmX 2cmX I. 5cm),エ作电压低(2. 16V-3. 6V),超低功耗(静态电流约100uA),测量范围广(+/-80e),工作稳定,完全满足各种场合的停车位监测要求。
[0094] 所述弱磁节点无线通信与处理模块502的核心芯片采用德州仪器(TexasInstruments, TI)公司领先的16位超低功耗微处理器CC430F5137,该款芯片由简单易用的MSP430工具套件以及设计工具SmartRF Studio提供支持。CC430F5137工作频率为20MHz,最大数据传输率600Kbp/s,最大通讯半径室内为50m,户外为75_125m,程序内存:32Kbytes, RAM :4K, Flash :32KB,模块几何尺寸2. 2X2. 8cm,工作电流< 20mA,睡眠功耗可以忽略,操作系统采用在无线自组网中广泛应用的微系统TinyOS2.X。所述弱磁节点无线通信与处理模块502完全满足所述弱磁传感节点低功耗、低成本、数据可无线收发的要求。
[0095] 所述弱磁节点RAM503用于停车位数据的写入或者读取,与所述弱磁节点无线通信与处理模块502连接;
[0096] 所述弱磁节点电源504为所述弱磁传感节点提供电源,可以选用所述市电模块、电池供电,此时停车场为室内停车场,其与所述弱磁节点无线通信与处理模块502连接;作为优选,如果停车场为室外停车场,可以选用所述太阳能供电模块(图中未示出),在室外部署选用所述光伏太阳能电池板、所述超级电容储能器、所述光伏太阳能电池板为所述超级电容储能器充电时所用的所述稳压电路和所述超级电容储能器为所述弱磁传感节点供电时所用的所述稳压电路作为电源,通过程序控制所述弱磁传感节点的收发频率,进ー步降低单个所述弱磁传感节点的功耗。
[0097] 如图6所示,所述无线中继节点,包括所述无线节点无线通信与处理模块601,负 责接收部署在附近的所述弱磁传感节点发送的数据并处理后中继给所述信息数据汇聚节点,所述无线节点无线通信与处理模块601的核心芯片与所述弱磁节点无线通信与处理模块502采用相同的核心芯片一德州仪器(Texas Instruments, TI)公司领先的16位超低功耗微处理器CC430F5137,具体芯片指标不再重复;
[0098] 所述无线节点RAM602,用于部署在附近的所述弱磁传感节点发送数据的写入或者读取;
[0099] 所述无线节点电源603为所述无线中继节点提供电源,其采用的电源方式和所述的弱磁节点电源504 —致;
[0100] 所述无线节点RAM602和所述无线节点电源603分别于所述无线节点无线通信与处理模块601连接;
[0101] 整个所述无线中继节点工作时的电流く 20mA,休眠时电流< 5 PA,且“工作/休眠”功耗比约为5%左右。此外,所述无线中继节点组网链路可达10跳,无线中继距离可达500-1000 米。
[0102] 如图7所示,所述信息数据汇聚节点包括所述无线通信模块701,其采用外接天线进行无线通信,支持ZigBee、WiFi等传输方式,用于其管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的收集接收;
[0103] 所述处理器702,与所述无线通信模块701连接,用于对其收集接收的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及分布式自组织网络组网信息的处理;
[0104] 所述大容量存储器703,用于存储所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及分布式自组织网络组网的信息;
[0105] 所述汇聚节点电源704,用于对所述信息数据汇聚节点提供电源,当用于室外停车场时可采用太阳能电池板加蓄电池,当用于室内停车场时可采用市电供电;
[0106] 所述汇聚节点RAM705,用于所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及分布式自组织网络组网信息的写入或者读取;
[0107] 所述联网模块706,通过有线/无线网卡接ロ(图中未示出)用干与所述网络服务器进行通信,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器查询;
[0108] 所述无线通信模块701、所述大容量存储器703、所述汇聚节点电源704、所述汇聚节点RAM705和所述联网模块706分别与所述处理器702连接;
[0109] 所述无线通信模块701、所述处理器702、所述大容量存储器703和所述联网模块706的功能可以用普通上网本稍加改造来实现;每个所述信息数据汇聚节点可同时管理300-500对所述弱磁传感节点或者所述无线中继节点,无线通信距离可达5公里。
[0110] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0111] (I)用户能够根据自己的需求选购相应数量的所述弱磁传感节点、所述无线中继 节点和所述信息数据汇聚节点,搭建应用于不同场景、不同规模的停车位监测平台,使用方便,灵活性高。
[0112] (2)提供了精确、高实时性的停车位占用情况信息,借助大規模自组织网络技木,保证了对于整个停车场乃至整个城市的停车位的实时监测和管理调度。
[0113] (3)可复用的所述弱磁节点程序烧录模块、所述无线节点程序烧录模块和所述显示模块,提高节点工作性能的同时,降低了节点成本和功耗。
[0114] (4)所述弱磁传感节点的所述磁阻传感器低成本、超低功耗以及所述弱磁节点无线通信与处理模块和所述无线节点无线通信与处理模块集成度高、成本低、超低功耗的特点,使其具有大規模部署应用的经济优势和能源供应优势。
[0115] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1. 一种弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于,包括: 弱磁传感节点、无线中继节点、信息数据汇聚节点、网络服务器; 所述弱磁传感节点采用自组织网络连接,接收停车位信息并发送至采用自组织网络连接的所述无线中继节点,所述无线中继节点接收部署在其附近的所述弱磁传感节点发送的停车位信息并中继至所述信息数据汇聚节点,所述信息数据汇聚节点接收所述无线中继节点中继的停车位信息及自组织网络组网信息并发送至所述网络服务器,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器查询。
2.根据权利要求I所述的弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,其 特征在于,所述弱磁传感节点包括:弱磁传感节点基本模块和弱磁传感节点辅助可选模块。
3.根据权利要求2所述的弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于,所述弱磁传感节点基本模块包括: 弱磁传感模块,用于采集停车位的数据并发送;所述弱磁传感模块包括:磁阻传感器,用于采集停车位的数据;传感器扩展接口,与所述磁阻传感器连接,所述磁阻传感器采集的停车位数据通过其发送; 弱磁节点无线通信与处理模块,通过所述传感器扩展接口与所述弱磁传感器连接,接收所述弱磁传感器采集的停车位数据,处理并发送至所述无线中继节点; 弱磁节点RAM,用于停车位数据的写入或者读取; 弱磁节点电源,用于对所述弱磁传感节点基本模块提供电源; 所述弱磁传感模块、所述弱磁节点RAM、所述弱磁节点电源分别与所述弱磁节点无线通信与处理模块连接。
4.根据权利要求2或3所述的弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于,所述弱磁传感节点辅助可选模块包括: 弱磁节点程序烧录模块,其作为可选模块,可复用,仅在所述弱磁传感节点部署前进行程序编写、烧录; 显示模块,其作为可选模块,可复用,仅用于检查所述弱磁传感节点工作情况,其可输出显示所述弱磁传感节点的工作情况;所述显示模块包括:显示屏、所述显示屏的显示屏扩展接口和升压稳压模块;所述显示屏通过所述显示屏扩展接口与所述升压稳压模块连接,所述升压稳压模块与所述弱磁节点无线通信与处理模块连接,可在所述显示屏上显示对所述弱磁传感节点工作情况的检查结果; 所述弱磁节点程序烧录模块和所述显示模块作为可选模块,分别与所述弱磁节点无线通信与处理模块连接; 所述弱磁传感节点辅助可选模块不是必要模块,根据所述弱磁传感节点需要灵活配置。
5.根据权利要求1-3中任一所述的弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于,所述无线中继节点包括: 无线节点无线通信与处理模块,负责接收部署在附近的所述弱磁传感节点发送的数据并处理后中继给所述信息数据汇聚节点; 无线节点RAM,用于部署在附近的所述弱磁传感节点发送数据的写入或者读取; 无线节点程序烧录模块,其作为可选模块,可复用,仅在所述无线中继节点部署前进行程序编写、烧录; 无线节点电源,用于对所述无线中继节点提供电源; 所述无线节点RAM、所述无线节点程序烧录模块、所述无线节点电源分别与所述无线节点无线通信与处理模块连接; 所述无线节点程序烧录模块不是必要模块,根据所述无线中继节点需要灵活配置。
6.根据权利要求3所述的弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于,所述弱磁节点电源或者采用太阳能供电模块,用于室外停车场;或者采用市电供电模块或者电池,用于室内停车场; 所述太阳能供电模块包括:光伏太阳能电池板、超级电容储能器、所述光伏太阳能电池板为所述超级电容储能器充电时所用的稳压电路和所述超级电容储能器为所述弱磁传感节点和所述无线中继节点供电时所用的稳压电路; 所述弱磁节点无线通信与处理模块采用德州仪器(Texas Instruments, TI)公司的CC430系列型号芯片。
7.根据权利要求5所述的弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于,所述无线节点电源或者采用太阳能供电模块,用于室外停车场;或者采用市电供电模块或者电池,用于室内停车场; 所述太阳能供电模块采用和权利要求6中相同的太阳能供电模块; 所述无线节点无线通信与处理模块采用TI公司的CC430系列型号芯片。
8.根据权利要求1-3中任一所述的弱磁传感器结合无线自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于,所述信息数据汇聚节点包括: 无线通信模块,用于其管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的收集接收; 处理器,与所述无线通信模块连接,用于对其收集接收的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的处理; 大容量存储器,用于存储所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网的信息; 汇聚节点电源,用于对所述信息数据汇聚节点提供电源,当用于室外停车场时可采用太阳能供电,当用于室内停车场时可采用市电供电; 汇聚节点RAM,用于所述信息数据汇聚节点收集的管辖范围内所有所述弱磁传感节点和所述无线中继节点发送的停车位监测及自组织网络组网信息的写入或者读取; 联网模块,用于与所述网络服务器进行通信,以便带显示终端的联网设备从所述网络服务器查询; 所述无线通信模块、所述大容量存储器、所述汇聚节点电源、所述汇聚节点RAM和所述联网模块分别与所述处理器连接。
9.根据权利要求1-3中任一所述的弱磁传感器结合自组织网络技术的停车位监测系统,其特征在于所述弱磁传感节点、所述无线中继节点、所述信息数据汇聚节点和所述网络服务器之间采用包括ZigBee、WiFi、红外线、蓝牙或者有线的传输方式。
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