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基于无線(xiàn)传感器的停車(chē)场使用(yòng)率监控系统的设计
发布时间:
2019-11-06
作(zuò)者:
来源:
技(jì )术方案
我们创建的这个系统能(néng)够帮助停車(chē)场的顾客获得信息,以有(yǒu)效地选择停車(chē)的策略。同时,我们还需要為(wèi)停車(chē)场管理(lǐ)员提供数据,辅助他(tā)们有(yǒu)效管理(lǐ)停車(chē)场的资源。最初的部署场所是UCLA医(yī)學(xué)楼停車(chē)场中(zhōng)的某一层,该停車(chē)场分(fēn)為(wèi)两个區(qū)域,一个供患者停車(chē)用(yòng),另一个供职工(gōng)和患者用(yòng)。
為(wèi)了给停車(chē)场顾客提供有(yǒu)用(yòng)的信息,该系统提供了停車(chē)场中(zhōng)的总車(chē)位占用(yòng)数,以及更為(wèi)具(jù)體(tǐ)的區(qū)域信息。我们在每个入口、出口和區(qū)域过渡处安(ān)放了传感器。入口和出口处的传感器,以无線(xiàn)方式将入口和出口的車(chē)辆数据传输到出口岗亭的中(zhōng)心基站。监测區(qū)域过渡点的传感器检测車(chē)流和方向,并确定車(chē)辆是否在區(qū)域间移动。传感器将数据发送到中(zhōng)心基站,基站将对所有(yǒu)的输入数据进行分(fēn)析,实时提供停車(chē)场总共可(kě)用(yòng)的停車(chē)位数量和每个區(qū)域的停車(chē)位数量。
硬件系统设计
传感器
我们使用(yòng)Parallax Technologies公(gōng)司的被动式红外传感器(PIR)作(zuò)為(wèi)主要的車(chē)辆检测器。这些传感器可(kě)以检测出物(wù)體(tǐ)发出的红外黑體(tǐ)辐射的变化,由于检测无需激活所以只需要极少的能(néng)量。这些传感器还提供了数字输出,可(kě)以配置用(yòng)于在连续运动检测过程中(zhōng)输出脉冲或是维持高電(diàn)平,在达到平衡后下降到低電(diàn)平。
无線(xiàn)传感器节点
我们使用(yòng)了三个NI WSN-3202 模拟输入节点开发我们的系统,每个节点拥有(yǒu)四个模拟電(diàn)压输入和四个数字输出。我们将PIR传感器模块的输出连接到一个数字输入上,将传感器電(diàn)池连接到模拟输入上来检测電(diàn)力的消耗。同时,我们使用(yòng)4个AA電(diàn)池為(wèi)WSN节点供電(diàn)。尽管我们可(kě)以持续向基站传递原始传感器数据,但我们还是使用(yòng)节点的处理(lǐ)能(néng)力在本地计算进出事件,以减少对基站的无線(xiàn)传输。本地节点可(kě)以确定汽車(chē)是否通过,而不是将原始数据发送到服務(wù)器进行处理(lǐ)。利用(yòng)这项功能(néng),节点只需要在检测到車(chē)辆时传递信息,从而提高電(diàn)池寿命。
基站
由交流電(diàn)源供電(diàn)的NI cRIO-9014实时嵌入式控制器,构成了停車(chē)场出口岗亭中(zhōng)的基站。我们将基站通过以太网连接到UCLA的交通网中(zhōng)。由于ULCA的交通安(ān)全隐私政策,这些数据在网络外是无法访问到的,但是可(kě)以连接到后端的数据库服務(wù)器用(yòng)于数据存储。
无線(xiàn)网关
利用(yòng)NI WSN-9791 以太网关,我们简化了CompactRIO基站和无線(xiàn)传感器节点间的通信。我们在出口岗亭中(zhōng)安(ān)装(zhuāng)了该网关,而在靠近岗亭的方位安(ān)装(zhuāng)了CompactRIO控制器。交流電(diàn)网為(wèi)基站供能(néng),同时连接到与CompactRIO相同的网络上。
在線(xiàn)数据存储
我们将从CompactRIO获得的数据实时传输到sensorbase.org数据库,它提供了用(yòng)户友好的网络界面用(yòng)于下载、浏览、共享和组织数据。同时,这个数据库可(kě)以提供网络服務(wù)应用(yòng)层,用(yòng)于开发个性化的网页(yè),為(wèi)计算机和手机用(yòng)户显示停車(chē)场信息。 软件构架
数据采集
首先,无線(xiàn)传感器节点从PIR模块采集数据。在节点上运行由NI LabVIEW Wireless Sensor Network (WSN) Module Pioneer编写的个性化VI程序,以利用(yòng)WSN节点的数字I/O通知特性。当PIR模块检测到运动时,该事件将被触发,WSN节点持续对数字输入进行采样直到该输入回到低電(diàn)平状态。在检测到事件后,WSN节点将向CompactRIO基站发送射频信号,显示事件已发生以及持续的时间。利用(yòng)数字I/O的通知系统,并以较低得速率进行采样,我们可(kě)以最小(xiǎo)化WSN节点开启和发送数据的时间。
WSN节点的脉冲長(cháng)度数据被发送到CompactRIO基站,并根据物(wù)體(tǐ)通过传感器的时间进行分(fēn)类,以确定是否有(yǒu)一辆或是几辆車(chē)还是行人经过。CompactRIO将在内部记录停車(chē)场内总的車(chē)辆数。在进出事件发生时,时间数据和总的車(chē)辆数被记录到CompactRIO内部的flash存储器中(zhōng),并上传到sensorbase.org的数据库中(zhōng)。
在線(xiàn)内容
现在,我们将系统数据发送到sensorbase.org数据库中(zhōng),利用(yòng)内建的网络接口进行浏览、下载和图形化显示。个性化的网络应用(yòng)程序还可(kě)以利用(yòng)网络服務(wù)层,对数据进行访问。我们利用(yòng)这些网络服務(wù)创建了简单的网络接口,图形化地显示一段时间内的数据,并提供停車(chē)场中(zhōng)当前总的車(chē)辆数。
能(néng)量测量
除了車(chē)辆监测数据,我们还设定每个WSN节点每隔10分(fēn)钟对模拟通道进行采样,以测量传感器電(diàn)池的使用(yòng)情况。然后,我们将電(diàn)池和链接质(zhì)量数据发送到基站进行记录,并将其上传到数据库中(zhōng)。我们还创建了简单的网络接口,為(wèi)用(yòng)户提供系统的健康信息。
未来的系统扩展
在最初的安(ān)装(zhuāng)后,我们希望对系统进行扩展,这样基站不仅可(kě)以上传信息,而且还可(kě)以从其它‘连接’的停車(chē)场下载数据,在用(yòng)户所处的停車(chē)场满载时,帮助他(tā)们选择其它的停車(chē)场。扩展部署的主要目标是医(yī)學(xué)楼中(zhōng)的停車(chē)场和临近的停車(chē)地点。所有(yǒu)的停車(chē)场信息都可(kě)以在線(xiàn)访问,而且现场的标识可(kě)以通知顾客附近停車(chē)场可(kě)用(yòng)的停車(chē)信息。
我们还计划在停車(chē)场中(zhōng)安(ān)装(zhuāng)LED显示设备。这些LED可(kě)以自动更新(xīn),向进入的車(chē)辆显示可(kě)用(yòng)停車(chē)位的信息,而不需要管理(lǐ)员手工(gōng)地放置标识。
同时,我们利用(yòng)NI WSN平台对停車(chē)场的使用(yòng)率进行监测,经济上是可(kě)行的,而且不需要使用(yòng)有(yǒu)線(xiàn)系统。
分(fēn)享到:
(本文(wén)转自電(diàn)子工(gōng)程世界:http://www.eeworld.com.cn/qrs/2012/0620/article_10684.html)
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