基于ZigBee无线网络的停车诱导系统研究

摘要

随着国民经济的发展，汽车已成为人们出行的重要交通工具，家庭汽车的保有量也是逐年上升。除了早期城市道路规划不足以满足当前汽车流量而造成的拥堵外，停车管理效率低、停车难和乱停车等问题也是严重制约和影响交通流畅的重要因素。 停车诱导系统(Parking Guidance and Information System，简称PGIS)应用于停车场进出口，通过诱导屏对进出车辆进行引导，显示当前停车场车位占用情况和数据变化。本文提出基于ZigBee无线网络和 AMR 磁阻传感器的停车诱导系统研究，旨在提高车位利用率，实时准确反应车位占用情况，对智能停车场建设具有重要作用，以此达到舒缓因各种原因无法泊车造成的滞留而对道路交通造成潜在拥堵的目的。 本文主要阐述了停车诱导系统的整体结构，由数据采集系统、数据传输系统、数据处理系统和信息发布系统四个部分组成。采用磁阻传感器HML5883L作为传感器模块，微处理器模块采用CC2530芯片，ZigBee无线网络作为传输网络，当车辆进出时对地磁场产生扰动，磁阻传感器采集信号并转换成电信号，CC2530芯片进行算法检测车位使用状况，并通过ZigBee网络传输显示在诱导屏上。此外还对磁阻传感器原理，ZigBee相关结构原理，Z-stack等概念做了详细介绍，对系统中最底层的车位检测节点的硬件结构和设计也作了介绍说明，最后阐述了几种车位检测算法并提出一种基于绝对差值的算法设想。

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摘要

ABSTRACT

1. 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作及文章安排

2. 系统组成结构与关键问题

2.1 系统组成结构

2.2 关键技术分析

2.2.1 传感器技术

2.2.2 无线网络技术对比

2.2.3 CC2530芯片构造

2.3 本章小结

3. 磁阻传感器

3.1 磁阻效应原理

3.2 各向异性磁阻传感器(AMR)

3.3 HMC5883L传感器

3.4 本章小结

4. ZigBee网络技术研究

4.1 ZigBee技术概述

4.2 ZigBee分层模型

4.3 ZigBee拓扑结构

4.4 Z-stack协议栈

4.4.1 协议栈概述

4.4.2 OSAL运行机理

4.5 本章小结

5. 车位检测节点结构与设计

5.1 检测节点组成结构

5.2 检测节点相关说明

5.2.1 I2C总线接口及寻址方式

5.2.2 I2C总线的通信协议

5.2.3 CC2530和HMC5883L通信

5.3 车位检测节点硬件设计

5.3.1 传感器模块

5.3.2 微处理器模块

5.3.3 电源电路设计

5.4 本章小结

6. 车位检测算法

6.1 信号预处理

6.2.1 固定阈值法

6.2.2 状态机检测法

6.2.3 自适应阈值检测法

6.3 难题

6.4 基于绝对差值的算法

6.5 本章小结

7. 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文