【正文】 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文 的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論 文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 7 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述 情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 8 基于各向異性磁阻傳感器得停車場車位檢測應(yīng)用 摘 要 隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的飛快發(fā)展，各大小城市的汽車保有量越來越多，但是現(xiàn)代的城市的交通狀況不容樂觀，相匹配的交通設(shè)施并不完善，且增長速度緩慢。 本方案基于車位上車輛的存在（含金屬量相對較大的一些金屬）就會影響其周邊地球磁場分布情況的原理，采用高靈敏度的各向異性傳感器 HMC5883L，并由此結(jié)合特定的算法最終可以實時的，高精度的判定某一車位的車輛存在情 況，為智能化管理停車位提供了可能。系統(tǒng)中 AMR 傳感器最終是要放在車位下方距離地面約五公分深的地方來進(jìn)行車位檢測的，因此則需要采用電池供電，因此就對系統(tǒng)的低功耗有較高要求，所以此系統(tǒng)最終選擇 TI 控制芯片 MSP430F169 作 為本系統(tǒng)中的主控芯片。如果交通情況得不到改善，則不斷惡化的交通環(huán)境還會困擾各個國家，阻礙經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。相對的，對于車輛的駕駛者，停車問題就會成為每次出行之前必須要考慮到的問題 。交通擁堵問題現(xiàn)在已經(jīng)成為城市發(fā)展的重大制約因素之一，很大的原因就是由于駕駛者 想要停車時都無法及時的找到空余車位，這樣就會使得車輛走走停停，卻又不知道駛向哪個地方停車，因此也就會造成一定程度上的城市交通擁堵。 2） 超聲波感應(yīng)技術(shù)。本課題中并不采用這種方式，原因是這種方式要給每位車主配一張射頻卡，而這樣的辦法顯然是很不方便的，而且這對于非停車場下的停車位進(jìn)行管理更是很困難的。 紅外探測技術(shù)也應(yīng)該說已經(jīng)相當(dāng)成熟，各種光電開關(guān)和接觸開關(guān)在市場上也越來越多，且其應(yīng)用也越來越廣。 自上世紀(jì) 60 年代起，采用線感線圈作為車位檢測器成為當(dāng)時的主流并且也都沿用至今。3）感應(yīng)線圈受周圍的外界環(huán)境的干擾比較大。近些年，地磁的測量 和感應(yīng)技術(shù)發(fā)展迅速，相應(yīng)的應(yīng)用場合也越來越多，普及性也越來越好。 2）芯片為集成芯片，屬 于精密封裝，不容易被損壞。 1． 3 基于各向異性磁阻傳感器的車輛檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀 近年來，隨著地磁傳感器器件的生產(chǎn)興起，直接的促使了有關(guān)地磁研究的檢測技術(shù)的快速發(fā)展，此外由于通信技術(shù)的發(fā)展和通信方式的多樣化，一些國內(nèi)外人員都開展了很多基于地磁傳感器的地磁傳感技術(shù)用來對車輛驚醒檢測，其中包括對車型的甄別，對車行駛方向的判別，車 流量的檢測，當(dāng)然也還有地磁傳感器的停車位檢測的應(yīng)用。實驗時候，車輛從地磁傳感器的上方經(jīng)過，然后通過分析車輛經(jīng)過 AMR 傳感器時傳感器的數(shù)據(jù)輸出，研究了敏感軸與該車輛行駛方向的呈不同狀態(tài)下的影響。此外，雙軸 AMR 傳感器除了可以探測車輛的存在性，而車輛的行駛速度，也能夠通過一定的算法得出。本文主要設(shè)計了基于 AMR 傳感器的城市車停位檢測系統(tǒng)，圍繞此主題，全文的章節(jié)安排如下： 第一章首先簡要的介紹了課題研究的背景以及意義，也比較了以前常用 的車停位檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，也闡述了基于三軸 AMR 傳感器應(yīng)用于車位檢測的研究現(xiàn)狀，最后闡述了論文的結(jié)構(gòu)安排。也講述了所用芯片的一些選型 以及電路的設(shè)計和要注意的地方。表明了系統(tǒng)運(yùn)行可靠且具有準(zhǔn)確性。 AMR 傳感器是非常適合于工作在地球磁場范圍內(nèi)的一款傳感器件，且具有靈敏度高，體積小，功耗低和抗干擾能力強(qiáng)等一些特點。 2． 1． 2 磁阻效應(yīng) 當(dāng)外界磁場發(fā)生變化時，有些金屬的電阻值也會隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就稱為磁阻效應(yīng)，磁阻效應(yīng)產(chǎn)生的一個原因就是載流子在磁場中受到了洛倫茲力的作用。 惠斯通電橋就是各向異性磁阻傳感器的基礎(chǔ)電氣元件。 AMR 傳感器的自身特點 AMR 傳感器自身提供了一個很好的方法來檢測地球磁場 ，并且就算周圍的環(huán)境比較惡劣， 16 這對它的影響也會很低 [3]。 4） 其電路也很簡單，易于實現(xiàn)，因此其穩(wěn)定性也相對較高。 2． 3 車停位檢測原理 由地球的磁場的強(qiáng)度約為 高斯，且其在一個廣闊的區(qū)域內(nèi)磁場強(qiáng)度基本是恒定的，因此對于車檢器來說，檢測范圍在 10 米以內(nèi)，就可以認(rèn)為此范圍內(nèi)的地球磁場時恒定不變的。只要當(dāng)車輛出于AMR 傳感器的檢測范圍內(nèi)時， AMR 傳感器就能夠檢測出這種影響 [6]。除此之外，也可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一些其它的算法處理，就可以最終得出代檢測區(qū)域的車輛的車速和車流量等。最后又系統(tǒng)的闡述了車位檢測的原理，即由于車輛本身就可以被看作是多個鐵磁性物體，所以它的存在勢必將擾亂原本存在的地磁場的排序。 A M R 傳 感 器節(jié) 點 控 制 器 ， 進(jìn) 行數(shù) 據(jù) 的 處 理 與 反 饋無 線 模 塊A M R 傳 感 器 節(jié) 點 控 制 基 站無 線 模 塊 數(shù) 據(jù) 控 制 中 心 R S 4 8 5 模 塊上 位 機(jī) 車 停 位 信 息顯 示無 線傳 輸 圖 31 車停位檢測系統(tǒng)的組成 其中 AMR 傳感器節(jié)點是以 AMR 地磁傳感器為核心，集成了微型高速控制器和無線模塊 18 的一個整型系統(tǒng) 。這樣大大的減少了施工強(qiáng)度的同時還 極大程度 的節(jié)約了系統(tǒng)總成本。 各個模塊的選型和使用技術(shù)如下： 表 31 車停位檢測系統(tǒng)中各個模塊的選型表： 模塊名稱 型號 AMR 傳感器 HMC5883L 節(jié)點控制器 MSO430F169 射頻無線模塊 CC1101 基站控制器 MSO430F169 傳輸方式 RS485 3． 2 AMR 傳感器 HMC5883L 1）三軸磁阻傳感器和 ASIC 都被封裝在 ** 的 LCC 表面裝配中。 4)最大輸出頻率可達(dá) 160HZ。 19 圖 31 HMC5883L 單電源參考設(shè)計 3． 3 AMR 傳感器節(jié)點硬件介紹 3． 3． 1 AMR 傳感器節(jié)點控制器 1） MSP430F169 單片機(jī)簡介 AMR 傳感器節(jié)點采用 TI 公司提供的 430 系列成員 MSP430F169 作為主控器，它是一款超精簡指令集的高速 16 位單片機(jī)，相比較其它的單片機(jī)來講，此款單片機(jī)最大的優(yōu)勢就是在于它的低功耗 [1]。 （ 3） 高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外圍模塊 此系列單片機(jī)擁有豐富的片內(nèi)外設(shè)，如：看門狗、模擬比較器 A、定時器 A、定時器 B、串口 0、 硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、 12 位 ADC、 I2C 總線、直接數(shù)據(jù)存取 20 （ DMA）， 端口和基本定時器等 [1]。 3． 3． 2 AMR 傳感器節(jié)點的發(fā)射設(shè)備 本文中對于地磁傳感器采集的并且經(jīng)過控制器處理過的數(shù)據(jù)交由 TI 公司生產(chǎn)的射頻無線芯片 CC1101 進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。然后系統(tǒng) 再用主控芯片 通過軟件模擬的 I2C 接口去讀取三軸相對應(yīng)的數(shù)值。在本系統(tǒng)中只在傳感器的節(jié)點上安裝一個 AMR 傳感器器件。此外如果文本在別處不做特殊說明，則本系統(tǒng)中的主機(jī)就是指的主控芯片（ MSP430F169），從機(jī)則是 AMR 傳感器（ HMC5883L）。當(dāng) SCL 為高電平時候， SDA 線由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，此信號表示為一個起始條件 ；當(dāng) SCL 為高電平的時候， SDA 線由低電平向高電平的切換表示 一個停止條件。 22 3）傳送字節(jié)的應(yīng)答與非應(yīng)答 每次 SDA 線上傳輸?shù)淖止?jié)必須是 8 位，每次傳送的字節(jié)不受限制，但是每當(dāng)傳送完第8 位后后面必須跟著一個響應(yīng)位，首先輸出的數(shù)據(jù)最高位（ MSB），即一幀共有 9 個位。 5）數(shù)據(jù)的傳送 （ 1）主機(jī)向從機(jī)傳送數(shù)據(jù)的時候，可以以一種單一的方向傳輸，如一直向從機(jī)寫數(shù)據(jù) 此時其數(shù)據(jù)格式如下： S7 位 從 機(jī) 地 址0 A數(shù) 據(jù)A數(shù) 據(jù)A / A \ P 圖 41 I2C 總線傳輸方式 1 其中 S 是起始位，緊接著就是七位從機(jī)地址和 1bit 的傳輸方向控制位，然后有應(yīng)答位，這樣就可以完成一個從機(jī)的尋址，然后就可以在此基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)的不間斷單向傳輸（向從機(jī)寫）。通信過程中， MSP430F169 作為主控芯片，而 HMC5883L 作為從機(jī)，且由其數(shù)據(jù)手冊可知其從機(jī)地址為 7 位地址位和讀寫方向位 構(gòu)成的 0X3C（主機(jī)寫入）和 0X3D（主機(jī)讀出）。 根據(jù)本檢測系統(tǒng)的需要，最終選擇了最適合本系統(tǒng)的傳感器的工作模式配置。最后，磁性物體離開傳感器時，其輸出也會趨于起初的狀態(tài)。 經(jīng)過自習(xí)研究分析和查閱大量的原始研究資料，本文中覺得，最有效的車位檢測辦法就是 閥值濾波判定法，相比較其它算法 ，此算法所要判定的條件僅僅一個，判定新 AMR 傳感器的輸出信號與原始值，即靜態(tài)值進(jìn)入傳感器的檢測范圍內(nèi)時候的 輸出值的差值與合適的閥值做比較，只要超過一定的閥值就會做出相應(yīng)的動作。所以在輸出檢測信號以前對檢測信號的處理就顯的非常必須。 車輛的信號特點 基于 AMR 車停位的檢測和基于 AMR 的車流量、車速和 車型的判定是大不相同的。 在實際的測試情況中，我們將傳感器節(jié)點安裝在車停位的正中間距離地面 5 公分的正下