基于ZigBee的停车场泊车诱导系统研究

摘要

随着社会经济迅猛发展，城市居民收入和对物质生活要求也越来越高，如何更加便利的出行成了家庭的首要关注点，相应的私家车数量不断在增加。虽然汽车提高了人们的生活质量，但是由于土地资源紧张，急剧增加的汽车数量使得公共区域已经满足不了人们的停车需求，最终导致了“停车难”现象，如何解决“停车难”这一现象成了现在的热点问题。现在大多数停车场仍然不够智能化，只是解决了最基本的停车这一需求，由于没有很好的诱导系统，车主在进入停车场内时只能盲目寻找空车位，这样既浪费了时间，又容易造成场内交通拥堵。
　　本文针对以上出现的停车问题，分析了智能停车场的研究背景和国内外现状，根据智能停车场的功能需求，研究设计了基于ZigBee的停车场泊车诱导系统。本系统以CC2530为核心芯片，搭配超声波传感器和数据采集芯片以自组网方式构成强大的ZigBee无线传感器网络，负责对车位信息进行采集、传输和汇总，同时停车场内的车位信息和诱导信息实时显示在LED显示屏上，数据采集端与上位机服务器中心通讯采用GPRS无线方式。对于系统的软件通信部分，本文详细分析了ZigBee协议栈和开发环境，对路由器、协调器、GPRS模块进行软件设计。
　　本文对泊车诱导系统的相关算法进行研究，建立灰色关联多属性决策模型，结合改进的Dijkstra算法，结合实例分析，计算出此时场内的最佳停车位和最优行驶路线，车主可以根据显示屏的提示信息更加方便快捷的驶入该空余车位。
　　上位机部分采用Java语言和Oracle数据库建立管理平台，采用TCP/IP通信协议，与数据采集端通过GPRS建立C/S连接，方便工作人员查看和管理停车场信息。本系统还增加了Android手机客户端的设计，车主通过用手机访问服务器中心数据库，可以对停车场信息进行远程查询、预订等操作，借助百度地图模块还可以实现定位、导航功能，智能手机APP让停车变得更加方便化和人性化。
　　本设计极大提高了停车场的智能化水平和管理水平，良好的泊车诱导系统使得停车更加快捷，极大节约了车主寻找车位时间，该系统在很大程度上解决了停车难问题，具有良好的用户体验。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外发展现状

1．2．2 国内发展现状

1．3 研究的主要内容

第2章 系统的整体设计方案

2．1 系统的设计原则

2．2 系统功能需求分析

2．3 相关技术介绍

2．3．1 ZigBee技术

2．3．2 GPRS技术

2．3．3 Andriod开发平台

2．4 系统总体框架

2．5 系统工作流程

第3章 系统硬件平台设计

3．1 系统硬件总体框架

3．2 车位检测部分

3．2．1 车位检测模块分析

3．2．2 超声波模块设计

3．2．3 控制模块设计

3．3 无线信息传输部分

3．3．1 ZigBee核心电路设计

3．3．2 ZigBee路由器节点设计

3．3．3 ZigBee协调器网关节点设计

3．4 显示模块设计

3．4．1 LCD12864

3．4．2 LED点阵屏

3．5 电源模块设计

3．5．1 市政供电

3．5．2 太阳能供电

第4章 系统软件平台设计

4．1 Z-Stack协议栈和开发环境

4．1．1 Z-Stack协议栈

4．1．2 软件开发环境

4．2 路由器软件设计

4．2．1 路由器软件设计

4．2．2 数据处理

4．3 协调器软件设计

4．3．1 协调器建网和组网

4．3．2 协调器与上位机通讯

4．4 ZigBee网络独立性设计

第5章 最优路径诱导算法

5．1 诱导算法分析

5．1．1 停车流程

5．1．2 影响停车因素

5．1．3 Dijkstra算法

5．1．4 最优算法的选择

5．2 基于灰色关联多属性决策

5．2．1 模型假设

5．2．2 基于灰色关联分析的决策模型

5．3 泊车诱导路径优化

5．3．1 路径优化流程

5．3．2 最优路径导航的实现

第6章 系统软件管理平台

6．1 服务器管理中心

6．1．1 功能实现

6．1．2 数据库实现

6．2 手机客户端设计

6．2．1 开发环境

6．2．2 通信交互

6．2．3 登录注册功能

6．2．4 查询预定功能

6．2．5 定位导航功能

第7章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢