【正文】 設(shè)定兩個(gè)閥值分別為 minT 和 maxT 來分別代表上閥值與下閥值，當(dāng)沒有車輛進(jìn)入半觸發(fā)區(qū)域時(shí)，即在待檢測(cè)區(qū)域時(shí)，傳感 器輸出的值會(huì)一直平穩(wěn)在一個(gè)值，此值就是外界環(huán)境所造成的傳感器反饋值本文中稱此值為靜態(tài)基準(zhǔn)。 接下來傳感器節(jié)點(diǎn)還需繼續(xù)檢測(cè)，檢測(cè)到車輛什么時(shí)候離開停車位，可見這時(shí)候的過程就是判斷有車的逆過程。其基本示意圖如下： 30 數(shù) 據(jù) 控 制 基 站A M R 傳 感 器前 端A M R 傳 感 器前 端A M R 傳 感 器前 端A M R 傳 感 器前 端A M R 傳 感 器前 端A M R 傳 感 器前 端 圖 55 數(shù)據(jù)傳輸星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 其中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信是本文中星型網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，而星型網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，所有的無線射頻通信的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。在不考慮前導(dǎo)碼和同步字的情況下，其具體規(guī)定格式如下： 表 51 數(shù)據(jù)包總格式 數(shù)據(jù)名 總長(zhǎng)度 ID 號(hào) 停車信息 X 軸數(shù)據(jù) Y 軸數(shù)據(jù) Z 軸數(shù)據(jù) 長(zhǎng)度 1 2 1 2 2 2 其中總長(zhǎng)度是代表 ID 號(hào)、停車信息位和三軸數(shù)據(jù)位的總長(zhǎng)度。 傳感器節(jié)點(diǎn)的地址 ID 在星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)控制基站要知道哪些數(shù)據(jù)是應(yīng)該被接受的，哪些數(shù)據(jù)應(yīng)該是忽略的。 靜態(tài)基準(zhǔn)的更新 由上文可知，本文算法剛開始就需要得到一個(gè)純外界環(huán)境下的傳感器返回值，并以此值作為靜態(tài)基準(zhǔn)值，而實(shí)際情況中，隨著時(shí)間的推移外界環(huán)境的變化，傳感器本身也會(huì)出現(xiàn)一定的測(cè)量誤差，而經(jīng)過發(fā)現(xiàn)但 AMR 傳感器受到較長(zhǎng)時(shí)間的磁性物質(zhì)的影 響后，即便這個(gè)鐵磁性物體遠(yuǎn)離了傳感器，測(cè)試其返回值也和之前沒有干擾的時(shí)候有較大的差別，因此就需要每隔一段時(shí)間就要對(duì)靜態(tài)基準(zhǔn)進(jìn)行有效的更新，只有這樣才能保證整個(gè)系統(tǒng)的工作有效性。而 V? 則代表經(jīng)過滑動(dòng)平滑處理后的新入值與靜態(tài)基準(zhǔn)的差值，由此差值與狀態(tài)臨界點(diǎn)的兩個(gè)狀態(tài)位做比較則可以得出此時(shí)傳感器所在對(duì)應(yīng)停車位上的基本停車 信息。這些對(duì)于車輛的存在性的判別起到重要的理論支撐的作用。 測(cè)量時(shí)候車輛就是這樣得方式從傳感器上面緩慢駛過，然后通過觀察分析傳感器的三軸輸出的信號(hào)， 且由上所述經(jīng)過算法中的滑動(dòng)平均值濾波處理后再經(jīng)由 MATLAB 做出曲線趨勢(shì)圖。 算法的具體實(shí)現(xiàn)是，在傳感器上電后系統(tǒng)自動(dòng)拋棄前 16 個(gè)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)，從第 17 個(gè)點(diǎn)開始，按照采樣時(shí)刻的先后順序取分別取三軸的 8 個(gè)數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)作為一個(gè)數(shù)組，以此數(shù)組為基準(zhǔn)然后求其平均值，此后每次有一個(gè)新的數(shù)據(jù)來臨的時(shí)候就會(huì)讓此新數(shù)據(jù)來代替此前數(shù)組中的最后一個(gè)數(shù)據(jù)（第 8 個(gè)數(shù)），周而復(fù)始再求其均值，且之后就可以與靜態(tài)基準(zhǔn)值做差然后再與合適的閥值比較然后再去做自己相 應(yīng)的信號(hào)輸出。在此本文取沒有車輛（鐵磁性物體）影響下的 AMR 傳感器輸出值為靜態(tài)基準(zhǔn)，這是有車與否的一個(gè)重要的判別基準(zhǔn)，另外取有待檢車輛停留在車位上時(shí)候的地磁返回值為動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)。 配置寄存器 A 是用來設(shè)裝置的數(shù)據(jù)輸出速率和測(cè)量配置 ；配置寄存器 B 是設(shè)置裝置的增益的；模式寄存器是一個(gè) 8 位可讀可寫的寄存器。當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好以后就可以讓主機(jī)釋放 SCL 線，用以完成下個(gè)字節(jié)的傳輸。每個(gè) SCL時(shí)鐘就會(huì)傳送一位數(shù)據(jù)，在 SCL 為低電平器件，才允許數(shù)據(jù)線 SDA 上的數(shù)據(jù)發(fā)生跳變。 4． 1． 1 I2C 通信協(xié)議簡(jiǎn)述 I2C 由兩根線組成通信線路，分別為 SDA 和 SCL，這兩根線都是雙向線路，且都通過一個(gè)上拉電阻接到正的電源電壓。如果晶體振 蕩器在用做 CPU 時(shí) 鐘 MCLK 時(shí)發(fā)生故 ， DCO 會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，以保證 統(tǒng)正常工作。 6）低電壓工作（ ）和超低功耗（ 100uA） 。其中本文選擇采用 RS485作為通信方式，此外考慮到應(yīng)用的前景性和可發(fā)展可廣泛應(yīng)用性，還可以選取 GPRS模塊， WIFI 模塊、 RJ45 模塊 和 GSM 模塊等來代替 RS485 模塊，這樣就可以形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)點(diǎn)，并可以支持各種傳輸協(xié)議，為此系統(tǒng)進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)打下基礎(chǔ)提供可能性。 第三章 車停位檢測(cè)系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計(jì) 車停位檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)概述 本文中的車停位檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)的總體思路是在每個(gè)車停位上 的正下方距離地面大約五公分的位置安放一個(gè)前端傳感器節(jié)點(diǎn)，并一次來判斷相應(yīng)車停位上車輛的存在性，然后經(jīng)過無線模塊可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程透?jìng)?，然后交付給車停位檢測(cè)系統(tǒng)中的總數(shù)據(jù)控制基站。就一般車輛而言，車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)部位和車輪部位是代檢車輛對(duì) 地球磁場(chǎng)影響的最大的兩個(gè)部位。 綜上所述的 AMR 傳感器所擁有的上述優(yōu)點(diǎn)，以及實(shí)際情況中檢 測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際需要，最終選擇此款傳感器作為車停位檢測(cè)系統(tǒng)的傳感器元件。電壓輸出為bout VRRV ??????????，由此可以得出輸出的外加磁場(chǎng)的變化可以通過輸出的電壓變化來表示。 2． 地磁場(chǎng) 地球是可以被視為一個(gè)南北方向的巨大磁體，其磁場(chǎng)強(qiáng)度大約是 至 高斯，其方向指向地磁北極（地球上任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)都指向地 磁北極。此技術(shù)包括微控制器對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確讀取，傳感器通信網(wǎng)絡(luò)的組成與建 立，最后也詳細(xì)的介紹了本文中對(duì)車位檢測(cè)所用到的算法。 本文立足于解決大小型城市的停車煩惱，因此也是對(duì)于停車位檢測(cè)的深層探究，并可以實(shí)時(shí)檢測(cè)城市中車停位具體的占用情況，也就是車輛的“存在性”。并且都針對(duì)各種情況也都提出了自己的解決算法。利用高靈敏磁阻傳感器可以快速并有效的檢測(cè)周圍磁場(chǎng)的變化，而汽車經(jīng)過地磁傳感器周圍的時(shí)候，就會(huì)對(duì)地球磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾，而各向異性磁阻傳感器可以有效的探測(cè)周圍地球磁場(chǎng)的變化，后期再根據(jù)這一變化的數(shù)據(jù)來判斷車輛的存在性。所以基于感應(yīng)線圈的車位檢測(cè)器也被認(rèn)為是相對(duì)成熟的 車輛車位檢測(cè)設(shè)備，可是它也有自身的一些缺點(diǎn)： 1）感應(yīng)線圈的安裝需要切開地面，施工 龐大而復(fù)雜。此外，還存在發(fā)生器發(fā)生的超聲 波可能被其它的（非配套的）的接收器所接受以造成區(qū)域車位有無的錯(cuò)誤判別。 3）可以間接的達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，因?yàn)槿绻{駛者有一段很漫長(zhǎng)的時(shí)間來 尋找車位的情況下，就會(huì)使得汽車排放的尾氣量大大的增加，而汽車尾氣也正是大氣污染源的一個(gè)主要因素，所以本系統(tǒng)可以間接的達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。所以泊車的問題也就 會(huì)愈加嚴(yán)重，愈加突出，轉(zhuǎn)而泊車問題就會(huì)變成一個(gè)阻礙城市發(fā)展的重要瓶頸。 AMR 作為本系統(tǒng)的檢測(cè)最前端，所以它的準(zhǔn)確度就會(huì)直接影響系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下 ，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封 面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 本論文首先介紹了此系統(tǒng)的研究背景和研究意義，以及 AMR 傳感器用于車位檢測(cè)的工作原理。 引導(dǎo)泊車作為智能交通系統(tǒng)中的一個(gè)重要分支，正是由于城市里的汽車擁有量極速增加，隨之而來的也就是城市的商業(yè)區(qū)和居民區(qū)的停車位的極大需求，所以可以很簡(jiǎn)單的預(yù)見，隨著時(shí)間的不斷推移汽車數(shù)量的增長(zhǎng)速度將會(huì)和停車位的增長(zhǎng)速度的比值會(huì)越來越大。而本設(shè)計(jì)系統(tǒng)意義就在于可以在一定程度上，統(tǒng)計(jì)出城市各個(gè)區(qū)域在一定時(shí)期內(nèi)停車的數(shù)量和頻率，達(dá)到方便規(guī)劃停車位，用相對(duì)較小的成本來解決城市的交通擁堵問題。 超聲波感應(yīng)技術(shù) ，是一種應(yīng)用也比較廣泛的技術(shù)，它的具體工作方式就是在 車位的正上方安放一種頻率大于 20KHZ 的超聲波發(fā)生器，如果有車停在上面的時(shí)候發(fā)生器就會(huì)接受反射回來的超聲波，從而判定車位的空缺與否，此方案的缺點(diǎn)就是如果周圍環(huán)境產(chǎn)生的高頻噪聲 ，就有可能造成車位是否空余的誤判。其工作方式就是將感應(yīng)線圈埋在路面表層，當(dāng)有車輛經(jīng)過線圈時(shí)，車輛上自帶有的一些金屬就會(huì)對(duì)其附近的磁場(chǎng)進(jìn)行擾動(dòng)，這就會(huì)使感應(yīng)線圈的電感變化產(chǎn)生電流，而其工作原理就是利用感應(yīng)線圈的這種變化就可以判斷是否有車輛停在車位上。因此本文決定采取這一種技術(shù)來進(jìn)行車位的檢測(cè)，并認(rèn)為這是一種可取的方式，有開發(fā)潛力的方式。并且都研究了傳感器的擺放位置，（車位上，車位邊），與車的相隔距離。而三軸的傳感器，由算法經(jīng)過處理，還可以進(jìn)行車輛類型的判斷，這樣就可以智能的對(duì)車輛進(jìn)行分類，這些 14 功能基本囊括了交通 檢測(cè)之中 大多數(shù)的有價(jià)值的量，因此利用此方案進(jìn)行交通檢測(cè)就變得非常有前景，并且很有推廣的需要。 第四章闡述了系統(tǒng)中要用到的一些關(guān)鍵技術(shù)正是由于這種關(guān)鍵技 術(shù)的結(jié)合才能讓系統(tǒng)在已有的硬件基礎(chǔ)上合理的準(zhǔn)確的運(yùn)轉(zhuǎn)。本節(jié)將 介紹基于 MAR 傳感器的車位檢測(cè)原理。由四個(gè)磁阻組成的惠斯通電橋，電橋的供電電源為 bV ，電阻中有電流流過，在電橋上施加一個(gè)偏置磁場(chǎng) H ，兩個(gè)相對(duì)放置的電阻的磁化方向朝著電流的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，引起的電阻阻值增加 R? ，而另兩個(gè)相對(duì)放置的電阻的磁化方向是背向電流的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這就會(huì)引起電阻阻值減小 R? 。 5） 它的功耗很低能夠達(dá)到節(jié)約能源的目的，并且可以使用可攜帶式的電源，這樣就避免了鋪線的繁瑣。由于車輛不同部位含鐵磁性物體的量是大不相同的，這就說明車輛的不同部位對(duì)地球磁場(chǎng)的影響也大不相同。 而 AMR 傳感器本身又是一款測(cè)量精度高的傳感器，因此就可以利用它的特性來檢測(cè)車停位上車輛的存在性。 控制基站模塊主要由微控制器模塊、射頻無線模塊以及 RS485 模塊。 5）能適用于電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。 （ 4） 系統(tǒng)工作穩(wěn)定，上電復(fù)位后，首先由 DCO_CLK 啟動(dòng) CPU，以保證程序從正確的位置開始執(zhí)行，保證晶體震蕩器有足夠的起振以及穩(wěn)定時(shí)間，然后軟件可設(shè)置適當(dāng)?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊泶_定最后的 統(tǒng)時(shí)鐘頻率。因此要想完成主器件與從器件的 21 通訊就必須了解并掌握 I2C 接口的通訊原理 。 I2C 是雙向通信總線，結(jié)合實(shí)際通訊中的兩種情況，分別是主機(jī)向從機(jī)發(fā)送信息，和主機(jī)從從機(jī)的接受數(shù)據(jù)兩種情況，其過程分別是： 1） 主機(jī)向從機(jī)發(fā)送信息 （ 1） 主機(jī)通過地址查詢找到從機(jī) （ 2） 主機(jī)向從機(jī)發(fā)送信息 （ 3） 主機(jī)發(fā)出終止命令，停止數(shù)據(jù)的傳輸 2） 主機(jī)讀取從機(jī)數(shù)據(jù) （ 1） 主機(jī)尋址找到從機(jī) （ 2） 主機(jī)向從機(jī)發(fā)送接受數(shù)據(jù)的請(qǐng)求 （ 3） 從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù) （ 4） 主機(jī)發(fā)出終止命令，終止數(shù)據(jù)傳輸 4． 1． 2 數(shù)據(jù)的 傳輸 1）數(shù)據(jù)的有效性 在時(shí)鐘線 SCL 線的高電平期間，數(shù)據(jù)線（ SDA） 上的數(shù)據(jù)必須要保持穩(wěn)定。 如果從機(jī)要完成自己的一些特定任務(wù) ，例如從機(jī)收到數(shù)據(jù)后要進(jìn)行一些類似中斷服務(wù)程序的執(zhí)行后，才能接受主機(jī)發(fā)送給它的命令的話，此時(shí)就可以使 主機(jī)提供的 SCL 拉低，這樣就可以使主機(jī)處于等待狀態(tài)。 此款 AMR 傳感器內(nèi)部有 13 個(gè)寄存器，其中可配置寄存器由三個(gè)、六個(gè)數(shù)據(jù)寄存、一個(gè)狀態(tài)寄存器和三個(gè)識(shí)別寄存器。 第五章 車停位的檢測(cè)算法 滑動(dòng)平均值濾波 24 本位為方便更好的敘 述和研究，就取一些數(shù)據(jù)來命名，方便以后的數(shù)據(jù)處理的區(qū)分。從主控芯片的處理能力和 其濾波性能來說，本文最終選擇了滑動(dòng)平均值的濾波方式。讓車輛的行駛方向和傳感器的 Y 軸指向方向一致， X 軸的方向垂直于車輛行駛方向。 待檢測(cè)車輛上的強(qiáng)磁性部分會(huì)引起 AMR 傳感器輸出信號(hào)的突變，容易形成磁場(chǎng)值得波峰或波谷，且如果車輛在此時(shí)選擇長(zhǎng)時(shí)間停留的話，那么傳感器的輸出值也會(huì)在此基礎(chǔ)上輸出的值也會(huì)趨于平穩(wěn)。當(dāng)有車進(jìn)入半觸發(fā)狀態(tài)的時(shí)候就會(huì)對(duì)傳感器有超出外界環(huán)境的影響，或拉低所測(cè)得的磁場(chǎng)值，或升高所測(cè)得的磁場(chǎng)值，而 minT 和 maxT 就是用來分別記錄這兩個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)臨界點(diǎn)。其中的 V? 依舊是 avrVV? ，當(dāng)檢測(cè)到的 V? 超過 minT 且小于 maxT 進(jìn)入半觸發(fā)狀態(tài)，意思就是指待檢測(cè)車輛已經(jīng)開始駛離停車位，但是還沒有完全駛離，此時(shí)車輛的鐵磁性物體還是對(duì)傳感器的檢測(cè)帶有影響，當(dāng) V? 與原靜態(tài)基準(zhǔn)值相差很小的時(shí)候就進(jìn)入待檢區(qū)域，此時(shí)代表停車位上已經(jīng)沒有車輛占有。 無線星型網(wǎng)絡(luò)最不同于有線星型網(wǎng)絡(luò)的地方是，其不需要一一對(duì)應(yīng)的物理連線，所以就避免了有線星型網(wǎng)絡(luò)鏈接的一個(gè)缺點(diǎn) —— 物理上的連線成本高，且鋪線麻煩，線纜的利用不高等。 ID