CN106548658A - 一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能交通技术领域，公开一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统。该发明包括负责车位检测的无线地磁传感器终端节点、负责转发数据的433MHz无线路由节点以及汇总监测数据的网络中心；所述无线地磁传感器终端节点布置于车位下方，利用地磁信息检测当前车位状态，并利用冲突避免协议实现多址接入；所述路由节点负责收集无线地磁传感器节点的数据并以多跳路由的方式将数据转发给所述网络中心；所述网络中心汇总所有车位检测数据并将它们显示给停车用户，其特征在于：整个系统采用433MHz自组织无线网络。

Description

一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，更具体地说，特别涉及一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统。

背景技术

随着经济的发展，人们的生活水平也越来越高，汽车正逐渐走进寻常百姓家，各个大中小城市的汽车拥有量都成爆发式的增长态势。交通工具方便了人们的生活，但车辆的日益增加，在某种程度上也给生活带来了诸多的不便。城市的中心地段的商用建筑和商业中心附近少有的停车场所远不能满足实际需求。很多受限于停车难问题瓶颈的公共场所，都很难在短期内改善目前的状况。“停车难”是中国乃至全球需要解决的重大问题。因此，如何快速准确地寻找到空闲的停车位是当今的一个研究热点。

目前，停车场车位检测可以分为以下几种方式：（1）通过视频的车位检测，该检测方法通过安装摄像头然后再对所捕获的图像进行图像处理的方法来进行空闲车位的检测。（2）通过超声波的车位检测，这种方法即在每个车位安装超声波探头，利用超声波来判断车位是否空闲。（3）基于Zig Bee无线传感器网络基础上进行二次开发，添加传感器然后进行车位的检测。以上三种方法中，前两种为有线探测方法，需要对现有停车场进行大规模改动然后施工布线，成本比较高，尤其是基于视频的车位检测方法。基于Zig Bee网络的方法则是一种无线的方法，较之有线的方法安装灵活方便，但是Zig Bee工作于2.4GHz频段，这个频段与WiFi、蓝牙等重合，过于拥挤，尤其容易受到WiFi的干扰或者是干扰到WiFi用户，并且2.4GHz因为波长较短，绕射能力不够，穿透性不强，在停车场这样较复杂的室内环境当中通信质量易受影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统，该车位检测系统采用433MHz自组织无线网络，抗干扰，部署灵活，反应灵敏，具有很强的实用价值。

一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统，包括负责车位检测的无线地磁传感器终端节点、负责转发数据的433MHz无线路由节点以及汇总监测数据的网络中心。

无线地磁传感器终端节点布置于车位下方，利用地刺信息检测当前车位状态，并利用冲突避免协议实现多址接入；路由节点负责收集无线地磁传感器节点的数据并以多跳路由的方式将数据转发给网络中心；网络中心汇总所有车位检测数据并将它们显示给停车用户。

与现有技术相比，本发明一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统设计了一种新的无线地磁车位检测传感器节点，该传感器节点基于433MHz频段。433MHz比2.4GHz波长较长，穿透性更强，与常用频段不重合，抗干扰性强，更适合较复杂的室内环境。该节点利用地磁传感器检测车位状态，然后再通过433MHz无线射频模块将检测结果发射给路由器，通过路由器将检测数据发送给后台服务器。整个系统采用433MHz自组织无线网络，抗干扰，部署灵活，反应灵敏，具有很强的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述停车场车位检测系统架构图。

图2是本发明所述无线地磁车位检测节点系统框图。

图3是本发明所述地磁传感器硬件电路。

图4是本发明所述433MHz无线射频电路。

图5是本发明所述传感器节点主程序流程图。

图6是本发明所述数据无线发送流程图。

图7是本发明所述传感节点车位检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本发明提供种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统，包括负责车位检测的无线地磁传感器终端节点、负责转发数据的433MHz无线路由以及汇总监测数据的网络中心。

无线地磁传感器终端节点布置于车位下方，利用地磁信息检测当前车位状态，并利用冲突避免协议实现多址接入；路由节点负责收集无线地磁传感器节点的数据并以多跳路由的方式将数据转发给网络中心；网络中心汇总所有车位检测数据并将它们显示给停车用户。

无线地磁传感器节点的硬件包括：地磁传感器电路、主控制器电路、433MHz无线射频电路及电源管理电路。地磁传感器电路负责采集地磁信息，主控制器电路是整个电路的核心，负责地磁传感数据的处理，无线通信的接入控制程序和电源管理程序，433MHz无线射频电路在硬件上实现了数据的射频收发，而电源管理电路则负责整个电路的电源控制，包括充放电管理等。系统框图如图2所示。

无线地磁传感器终端节点采用的地磁传感器为Freescale公司的三轴地磁传感器MAG3110。MAG3110是一种小型的低功耗、数字式轴磁力计，具有宽广的动态范围；MAG3110磁力计可以测量所处位置磁场水平方向两轴和垂直方向轴一共3个轴向的地磁数据。MAG3110通过标准的I²C串形接口和MCU相连，能够测量高达10Gs的所在位置磁场，输出数据速率可达80Hz。MAG3110地磁传感器电路如图3所示。

433MHz无线射频电路，采用挪威NORDIC公司出品的低于1GHz射频芯片nRF905。该芯片主要工作于433，868，915MHz的ISM频段。带有自动重发，自动应答以及载波检测等功能，nRF905通过SPI接口与主控制器进行通信。433MHz无线射频电路如图4所示。

传感器节点软件的主流程图如图5所示，主流程为系统初始化，包括初始化主控制器、地磁传感器以及射频模块，然后发出网络搜索指令搜索附近路由器，待成功加入网络后，采集地磁数据并判断车位状态，如果车位状态无变化，则直接休眠；如发生变化，则将数据发送到路由节点再休眠，休眠一定时间后唤醒，重新开始检测车位状态。

由于传感区域可能会有多个节点，因此，无线发送必须采用一定的冲突避免方法来保证数据传输的可靠性。本发明采用的冲突避免方法如图6所示，发送数据时先进行载波侦听，如果信道空闲则发送数据，如果接收到自动应答，则数据发送成功，结束本次发送；如果未收到自动应答，则随机延时一段时间后再次发送，如果超过最大重发次数，则判断发送失败，并结束本次发送。

地磁车位检测方法的流程如图7所示。检测必须用到判决门限，由于地磁数据是随时变化的，因此，这个门限是最近10次地磁采集数据的平均值。在主流程初始化当中，传感器节点连续采集并设置了这个门限。在车位检测流程中，程序先判断上次车位的状态，并将采集到的数据与门限进行对比。如果上次车位状态是空且本次数据没有超过门限，则证明当前车位状态也是空，门限值将本次数据作为参考，加权平均后得到新门限；如果超过，且连续5次超过，则判定当前车位已被占用；反之，当上次车位状态是忙的时候，流程亦如此类推。

本发明的工作原理为：无线地磁传感器终端节点布置于车位下方，利用地刺信息检测当前车位状态，并利用冲突避免协议实现多址接入；路由节点负责收集无线地磁传感器节点的数据并以多跳路由的方式将数据转发给网络中心；网络中心汇总所有车位检测数据并将它们显示给停车用户。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种地磁传感的无线抗干扰车位检测系统，包括负责车位检测的无线地磁传感器终端节点、负责转发数据的433MHz无线路由节点以及汇总监测数据的网络中心；所述无线地磁传感器终端节点布置于车位下方，利用地磁信息检测当前车位状态，并利用冲突避免协议实现多址接入；所述路由节点负责收集无线地磁传感器节点的数据并以多跳路由的方式将数据转发给所述网络中心；所述网络中心汇总所有车位检测数据并将它们显示给停车用户，其特征在于：整个系统采用433MHz自组织无线网络。