基于无线传感器网络来监测停车场的使用率

电子工程世界 2010-07-01 a:1:{i:0;s:15:"传感器网络";}

许多停车场使用率监控系统需要在建造过程中安装。而在现有的停车场中实现这类系统通常安装过程非常复杂。同时，这类系统采集到的信息通常受到停车场本身结构的限制。我们能够采集数据，但是却没有统一而集中数据访问协议。

　　我们实现了一个低成本、易于安装的停车场使用率监测系统，该系统集成了在线数据库提供了本地和远程的停车空间信息。并可利用计算机和手机在线访问的方式，为进入的车辆提供了可用的停车信息。

　　技术方案

　　我们创建的这个系统能够帮助停车场的顾客获得信息，以有效地选择停车的策略。同时，我们还需要为停车场管理员提供数据，辅助他们有效管理停车场的资源。最初的部署场所是UCLA医学楼停车场中的某一层，该停车场分为两个区域，一个供患者停车用，另一个供职工和患者用。

　　为了给停车场顾客提供有用的信息，该系统提供了停车场中的总车位占用数，以及更为具体的区域信息。我们在每个入口、出口和区域过渡处安放了传感器。入口和出口处的传感器，以无线方式将入口和出口的车辆数据传输到出口岗亭的中心基站。监测区域过渡点的传感器检测车流和方向，并确定车辆是否在区域间移动。传感器将数据发送到中心基站，基站将对所有的输入数据进行分析，实时提供停车场总共可用的停车位数量和每个区域的停车位数量。

　　硬件系统设计

　　传感器

　　我们使用Parallax Technologies公司的被动式红外传感器（PIR）作为主要的车辆检测器。这些传感器可以检测出物体发出的红外黑体辐射的变化，由于检测无需激活所以只需要极少的能量。这些传感器还提供了数字输出，可以配置用于在连续运动检测过程中输出脉冲或是维持高电平，在达到平衡后下降到低电平。

　　无线传感器节点

　　我们使用了三个NI WSN-3202 模拟输入节点开发我们的系统，每个节点拥有四个模拟电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，将传感器电池连接到模拟输入上来检测电力的消耗。同时，我们使用4个AA电池为WSN节点供电。尽管我们可以持续向基站传递原始传感器数据，但我们还是使用节点的处理能力在本地计算进出事件，以减少对基站的无线传输。本地节点可以确定汽车是否通过，而不是将原始数据发送到服务器进行处理。利用这项功能，节点只需要在检测到车辆时传递信息，从而提高电池寿命。

　　基站

　　由交流电源供电的NI cRIO-9014实时嵌入式控制器，构成了停车场出口岗亭中的基站。我们将基站通过以太网连接到UCLA的交通网中。由于ULCA的交通安全隐私政策，这些数据在网络外是无法访问到的，但是可以连接到后端的数据库服务器用于数据存储。

　　无线网关

　　利用NI WSN-9791 以太网关，我们简化了CompactRIO基站和无线传感器节点间的通信。我们在出口岗亭中安装了该网关，而在靠近岗亭的方位安装了CompactRIO控制器。交流电网为基站供能，同时连接到与CompactRIO相同的网络上。

　　在线数据存储

　　我们将从CompactRIO获得的数据实时传输到sensorbase、org数据库，它提供了用户友好的网络界面用于下载、浏览、共享和组织数据。同时，这个数据库可以提供网络服务应用层，用于开发个性化的网页，为计算机和手机用户显示停车场信息。