WO2020042833A1 - 一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统及方法 - Google Patents

一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统及方法 Download PDF

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袁佳鑫
杜鹏桢
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Abstract

一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统及方法，采用地磁传感器电路检测表征车位状态的地磁数据；微控制器电路控制地磁传感器电路的工作和中断，存储地磁传感器电路检测的数据；无线射频电路将微控制器电路存储的数据通过LoRa无线通讯技术发送给无线数传电台；无线数传电台将接收到的车位状态信息转发给上位机；上位机判断车位状态，并转发给车主手机。该检测系统及方法对每个车位的磁场进行监测，分析磁场变化，判断是否有车，并将结果发送给车主，可以让车主更直观的了解停车场的车位状态信息。

Description

一种基于LoRa无线通讯技术的地磁传感器模块 技术领域
本发明涉及车辆检测传感器领域，尤其涉及一种基于LoRa无线通讯技术的地磁传感器模块。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，汽车的数量也日益增多，如果车主不熟悉车位信息，往往浪费很多时间寻找车位。为了解决停车难的问题，有必要设计一款自动车位检测系统，引导车主寻找车位。
目前常用的车位检测器有感应线圈检测器、视频摄像机以及地磁传感器，相较于地磁传感器，前两者易受到天气等环境影响，不稳定，价格高，所以车位检测器多选地磁传感器。传统的地磁传感多采用WiFi、蓝牙、Zigbee或2G/3G/4G通讯技术进行数据传输，其中WiFi、蓝牙、Zigbee通讯技术功耗低，但传输距离短，不适合大型停车场；2G/3G/4G通讯技术传输距离远，但功耗高，会减少地磁检测模块的有效工作时间。
发明内容
为了克服传统地磁传感器的功耗高，传输距离短、不稳定问题,本发明提出基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，包括车位检测模块、无线数传电台和上位机，其中车位检测模块包括地磁传感器电路、微控制器电路和无线射频电路，所述地磁传感器电路用于检测表征车位状态的地磁数据；微控制器电路用于控制地磁传感器电路的工作和中断，存储地磁传感器电路检测的数据；所述无线射频电路用于将微控制器电路存储的数据通过LoRa无线通讯技术发送给无线数传电台；所述无线数传电台用于将接收到的车位状态信息转发给上位机；所述上位机用于判断车位状态，并将车位状态信息转发给车主手机。
一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测方法，包括如下步骤：
步骤1、通电后，微控制器电路初始化控制地磁传感器电路工作的时钟晶振；
步骤2、地磁传感器电路检测表征车位状态的地磁数据；
步骤3、微控制器电路读取地磁传感器电路的地磁数据，根据读取的数据判断磁场是否稳定，若稳定，则将车位状态信息发送给无线射频电路，若不稳定，则将数据丢弃；
步骤4、无线射频电路将地磁数据通过LoRa无线通讯技术传送给无线数传电台，进而发送给上位机；
步骤5、上位机比较相邻时刻的数据，判断对应车位上是否有车。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明通过LoRa无线通讯技术发送可直上广域网，功耗更低，而且穿透性强，数据传输更稳定。
附图说明
图1本发明基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统的硬件结构图。
图2本发明基于LoRa无线通讯技术的车位检测方法的流程图。
图3本发明基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。
如图1所示，一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，包括车位检测模块、无线数传电台和上位机，其中车位检测模块包括地磁传感器电路、微控制器电路和无线射频电路，所述地磁传感器电路用于检测表征车位状态的地磁数据；微控制器电路用于控制地磁传感器电路的工作和中断，存储地磁传感器电路检测的数据；所述无线射频电路用于将微控制器电路存储的数据通过LoRa无线通讯技术发送给无线数传电台；所述无线数传电台用于将接收到的车位状态信息转发给上位机；所述上位机用于判断车位状态，并将车位状态信息转发给车主手机。
作为一种具体实施方式，所述微控制器电路中的I 2C通过SCL、SDA与地磁传感器电路连接，通过I 2C总线接口与地磁传感器电路进行数据交换，所述微控制器电路通过UART与无线射频电路连接，通过串口与无线射频电路通信。
作为一种具体实施方式，所述微控制器电路选择LPC812芯片。
作为一种具体实施方式，所述地磁传感器电路采用磁力计芯片MAG3110。
作为一种具体实施方式，所述无线射频电路采用通讯芯片E32-T100S2。
作为一种具体实施方式，所述无线数传电台通过WiFi、2G、3G或4G的方式， 将接收的地磁数据传输给上位机。
如图2所示，一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、通电后，微控制器电路初始化控制地磁传感器电路工作的时钟晶振；
步骤2、地磁传感器电路检测表征车位状态的地磁数据；
步骤3、微控制器电路读取地磁传感器电路的地磁数据，根据读取的数据判断磁场是否稳定，若稳定，则将车位状态信息发送给无线射频电路，若不稳定，则将数据丢弃；
步骤4、无线射频电路将地磁数据通过LoRa无线通讯技术传送给无线数传电台，进而发送给上位机；
步骤5、上位机比较相邻时刻的数据，判断对应车位上是否有车。
作为一种具体实施方式，所述地磁传感器电路通过车辆进出对车位处地磁的影响来完成车位状态检测工作，地磁传感器定时测量所处位置磁场水平方向两轴和垂直方向轴一共三个轴向的地磁数据，当汽车位于传感器节点上方时，z轴地磁数据变化将最明显，所以通过考察z轴地磁数据来判断车位状态。所述数据读取模块在当地磁传感器收集到数据时，产生中断，微控制器从休眠中被唤醒，对中断进行响应，向地磁传感器电路发送一个启动条件信号，读取出z轴数据到微控制寄存器。

Claims (8)

  1. 一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，其特征在于，包括车位检测模块、无线数传电台和上位机，其中车位检测模块包括地磁传感器电路、微控制器电路和无线射频电路，所述地磁传感器电路用于检测表征车位状态的地磁数据；微控制器电路用于控制地磁传感器电路的工作和中断，存储地磁传感器电路检测的数据；所述无线射频电路用于将微控制器电路存储的数据通过LoRa无线通讯技术发送给无线数传电台；所述无线数传电台用于将接收到的车位状态信息转发给上位机；所述上位机用于判断车位状态，并将车位状态信息转发给车主手机。
  2. 根据权利要求1所述的基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，其特征在于，所述微控制器电路中的I 2C通过SCL、SDA与地磁传感器电路连接，通过I 2C总线接口与地磁传感器电路进行数据交换，所述微控制器电路通过UART与无线射频电路连接，通过串口与无线射频电路通信。
  3. 根据权利要求1所述的基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，其特征在于，所述微控制器电路选择LPC812芯片。
  4. 根据权利要求1所述的基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，其特征在于，所述地磁传感器电路采用磁力计芯片MAG3110。
  5. 根据权利要求1所述的基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，其特征在于，所述无线射频电路采用通讯芯片E32-T100S2。
  6. 根据权利要求1所述的基于LoRa无线通讯技术的车位检测系统，其特征在于，所述无线数传电台通过WiFi、2G、3G或4G的方式，将接收的地磁数据传输给上位机。
  7. 一种基于LoRa无线通讯技术的车位检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
    步骤1、通电后，微控制器电路初始化控制地磁传感器电路工作的时钟晶振；
    步骤2、地磁传感器电路检测表征车位状态的地磁数据；
    步骤3、微控制器电路读取地磁传感器电路的地磁数据，根据读取的数据判断磁场是否稳定，若稳定，则将车位状态信息发送给无线射频电路，若不稳定，则将数据丢弃；
    步骤4、无线射频电路将地磁数据通过LoRa无线通讯技术传送给无线数传 电台，进而发送给上位机；
    步骤5、上位机比较相邻时刻的数据，判断对应车位上是否有车。
  8. 根据权利要求7所述的基于LoRa无线通讯技术的车位检测方法，其特征在于，步骤2检测地磁传感器所处位置磁场垂直方向轴的地磁数据。
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