專利名稱：基于無線傳感網的車位監控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于無線控制領域，涉及一種基于無線傳感網的車位監控系統。
背景技術：
近年來，伴隨著城市經濟持續快速發展，人民生活水平不斷提高，小汽車進入家庭已成為現實，越來越多的城市居民變為“有車族”。在汽車給人們出行帶來便利的同時，也產生了一系列負面影響，比如交通阻塞、交通噪聲、交通事故以及交通環境污染，惡化了原有的靜態交通問題——停車問題。“停車難”問題已成為我國各大中城市面臨的共同問題，受到社會各界廣泛關注。“汽車易買，車位難求”、“有車方知停車難”，這是許多有車族的由衷感慨。城市停車問題已經成為城市發展的“瓶頸”。“停車難”問題除了城市本身的停車位缺口大、停車供需矛盾突出、車位設置不合理、停車費用過高等原因外，還存在一個比較重要的因素停車管理落后，部分車位空置。目前，國際上已將信息化、智能化系統應用于停車 管理中，而在我國這方面基本上還是空白，停車更多還是依靠傳統的人工調配，致使管理手段落后、效率低下。很多車主難以獲得當前區域空閑車位信息，只能通過自己尋找。這大大增加停車的時間，同時產生的迂回交通帶來了交通擁堵和不便，造成部分區域車位不合理利用，增加了停車的難度。結合無線傳感網技術和超聲波測距技術，依靠無線方式組網，無需布線，擴展靈活、不占空間，易于被采用，而且有效調節停車需求時空的不均勻分布，提高車位的使用效率，具有較大的市場應用前景。
發明內容本實用新型的目的是提供一種基于無線傳感網的車位監控系統。為實現上述的目的，本實用新型采取的技術方案是基于無線傳感網的車位監控系統，包括網關節點和一個以上車位監控器，其特征在于所述網關節點包括第一供電單元、第一無線通信單元和串口單元，所述第一供電單元分別與第一無線通信單元和串口單元連接，所述第一無線通信單元與串口單元連接；所述車位監控器包括第二供電單元、第二無線通信單元、用于采集車位信息的超聲波測距單元、地鎖單元和微控制器單元，所述第二供電單元分別與第二無線通信單元、超聲波測距單元、地鎖單元和微控制器單元連接，所述微控制器單元分別與第二無線通信單元、超聲波測距單元和地鎖單元連接；各車位監控器的第二無線通信單元分別與網關節點的第一無線通信單元無線通信連接。進一步地，本實用新型還包括上位機，上位機通過所述串口單元與網關節點連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果主要體現在本實用新型將無線傳感網技術和超聲波測距技術應用到車位監控系統上，車位監控器通過無線傳感網傳輸車位的信息至網關節點，網關節點通過串口傳輸信息到上位機，上位機實現信息的發布、統計及維護和車位監控器地鎖的控制。本實用新型提高車位的利用效率，有效調節停車需求時空的不均勻分布，利用無線傳感網技術實現車位監控器和上位機的通信，降低系統安裝成本，易于擴展。本實用新型還具有結構合理，性能穩定等特點，實用于城市停車場車位的信息采集和控制，可提高停車場的車位利用率。
圖I是本實用新型的車位監控系統的工作狀態示意圖；圖2是本實用新型的網關節點的結構示意圖；圖3是本實用新型的車位監控器的結構示意圖；圖4是本實用新型的車位監控器的第二無線通信單元的電路原理圖；圖5是本實用新型的車位監控器的串口信號切換電路原理圖；圖6是本實用新型的車位監控器的超聲波測距單元的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。如圖I所示，本實用新型車位監控系統包括網關節點3和一個以上車位監控器2。本實用新型可在工作時外接上位機4，也可以是本實用新型自身包括上位機4。如圖2所示，本實用新型的網關節點3包括第一供電單元、第一無線通信單元和串口單元。第一供電單元分別與第一無線通信單元、串口單元連接，第一無線通信單元與串口單元連接。其中，第一供電單元用于為網關節點3的正常工作供電。第一供電單元可使用外接的5V、1A的穩壓直流電源，它可提供5V和3. 3V兩種電壓。第一無線通信單元用于接收車位監控器2的信息，實現網關節點3和車位監控器2之間的無線通信。第一無線通信單元可采用上海順舟有限公司的無線傳感網模塊SZ05。串口單元用于實現網關節點3和上位機4之間的通信，上位機通過網關節點的串口單元與第一無線通信單元連接。串口單元將來自車位監控器2的車位I的信息上報到上位機4并轉發上位機4的控制命令到車位監控器2。如圖3所示，本實用新型的車位監控器2包括第二供電單元、第二無線通信單元、地鎖單元、超聲波測距單元和微控制器單元。第二供電單元分別與第二無線通信單元、超聲波測距單元、地鎖單元和微控制器單元連接，微控制器單元分別與第二無線通信單元、地鎖單元和超聲波測距單元連接。其中，第二供電單元用于為車位監控器2的正常工作供電。第二供電單元可使用外接的9V蓄電池或5V、1A的穩壓直流電源，提供5V和3. 3V 二種電壓。第二無線通信單元用于實現車位監控器2與網關節點3之間的無線通信，它可采用上海順舟有限公司的無線傳感網模塊SZ05。通過第二無線通信單元和第一無線通信單元實現車位控制器2和網關節點3之間的通信。超聲波測距單元用于實現對車位I信息的采集，可采用URM37 V3. 2超聲波測距傳感器。地鎖單元用于實現地鎖的開啟與閉合。微控制器單元是車位監控器2的數據處理中心，主要有以下幾個功能處理超聲波測距單元采集的車位信息、處理網關節點3和車位監控器2的無線通信數據；根據上位機4的控制命令信息包，通過地鎖單元控制地鎖的開啟與閉合；存放各種變量和緩存數據。微控制器單元可采用宏晶科技有限公司的STC12LE4052AD單片機。如圖4所示，本實用新型的車位監控器2的第二無線通信單元可采用上海順舟科技有限公司的無線傳感網模塊SZ05。SZ05系列無線通信模塊接口包括TTL電平收發接口、標準串口 RS232接口，可實現信息的廣播方式發送和按照目標地址發送，可實現一般的點對點信息通信和多點之間的信息通信。第二無線通信單元的DATA、RUN、NET和ALARM分別連接該模塊的運行指示燈，管腳TXl，RXl分別連接車位監控器2的微控制器單元的串口。圖5示出了本實用新型車位監控器2的一種串口信號切換電路。默認狀態下車位監控器2的微控制器單元的串口信號與第二無線通信單元的串口信號連接，當微控制器單元需要給超聲波測距單元的串口發送命令時，微控制器單元的PA5管腳置低電平，三極管Q4導通，光耦PC817工作，三極管Q3也導通，繼電器JlO切換電路，由此，微控制器單元的串口與超聲波測距單元的串口連接。待超聲波測距單元將檢測信息返回至微控制器單元后，繼電器JlO切換至默認狀態，微控制器單元將處理后的信息通過第二無線通信單元發至網關節點3。如圖6所示，本實用新型車位監控器2的超聲波測距單元可采用URM37 V3. 2超聲波測距傳感器，該傳感器具備5V驅動電壓，nRst管腳外接一個IOkQ的電阻，PWM管腳與STC12LE4052AD單片機的PWMO管腳相連，第8、9管腳的RXD0、TXD0分別與串口信號切換電路的繼電器JlO相連。 如圖I所示，本實用新型利用各車位監控器2的超聲波測距單元檢測對應車位I的信息，各車位監控器2的第二無線通信單元和網關節點3的第一無線通信單元進行無線通信，并且將網關節點3的第一串口單元和上位機4連接。其中，上位機4獲取車位信息，實現信息的發布、統計及維護，并控制車位監控器2的地鎖單元。本實用新型利用車位監控器2判斷當前車位I上是否有車輛泊位，通過第二無線通信單元上報信息到網關節點3，網關節點3收集車位I的信息后，通過串口單元轉發至上位機4，上位機4獲取車位信息，實現信息的發布、統計及維護、車位監控器2的地鎖單元的控制。其具體工作過程如下首先，車位監控器2的微控制器單元每間隔一定時間給超聲波測距單元發送測距命令(例如0x22, 0x00，0x00，0x22)，然后接收超聲波測距單元返回的數據(例如0x22+距離高+距離低+sum)而獲取所需車位I的信息。然后，車位監控器2通過第二無線通信單元發送信息包(例如1315YYYYYYYYCXX，13代表信息包頭，15代表信息位數，YYYYYYYY代表車位監控器2的地址，C代表此信息為車位信息，XX代表超聲波返回的測距值)給網關節點3的第一無線通信單元。接著，網關節點3通過第一無線通信單元接收各車位監控器2的信息，通過串口單元轉發信息到上位機4。上位機4獲取車位信息，實現信息的發布、統計及維護。最后，上位機4根據車位信息和車位管理人員的實際需求，通過網關節點3的串口單元和第一無線通信單元向車位監控器2發送地鎖控制信息包(例如1514YYYYYYYYDX，其中15代表信息包頭，14代表信息位數，YYYYYYYY代表車位監控器2的地址，D代表此信息為地鎖控制信息包，X代表地鎖單元的工作狀態，即X=O代表地鎖的關閉，X=F代表地鎖的開啟)，車位監控器2接收地鎖控制信息包后通過地鎖單元控制地鎖的開啟與閉合。
權利要求1.一種基于無線傳感網的車位監控系統，包括網關節點和一個以上車位監控器，其特征在于所述網關節點包括第一供電單元、第一無線通信單元和串口單元，所述第一供電單元分別與第一無線通信單元和串口單元連接，所述第一無線通信單元與串口單元連接；所述車位監控器包括第二供電單元、第二無線通信單元、用于采集車位信息的超聲波測距單元、地鎖單元和微控制器單元，所述第二供電單元分別與第二無線通信單元、超聲波測距單元、地鎖單元和微控制器單元連接，所述微控制器單元分別與第二無線通信單元、超聲波測距單元和地鎖單元連接；各車位監控器的第二無線通信單元分別與網關節點的第一無線通信單元無線連接。
2.根據權利要求I所述的基于無線傳感網的車位監控系統，其特征在于還包括上位機，上位機通過所述串口單元與網關節點連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于無線傳感網的車位監控系統，包括網關節點和一個以上車位監控器。其中，網關節點的第一供電單元分別與第一無線通信單元和串口單元連接，第一無線通信單元與串口單元連接；車位監控器的第二供電單元分別與第二無線通信單元、超聲波測距單元、地鎖單元和微控制器單元連接，微控制器單元分別與第二無線通信單元、超聲波測距單元和地鎖單元連接；各車位監控器的第二無線通信單元分別與網關節點的第一無線通信單元無線連接。本實用新型提高了車位的利用效率，有效調節停車需求時空的不均勻分布。
文檔編號H04W84/18GK202615624SQ201220225938
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月20日 優先權日2012年5月20日
發明者陳友榮, 葛靈曉, 劉半藤 申請人:浙江樹人大學