论文部分内容阅读
目前,随着现代社会经济发展的不断向前推进,国民生活质量水平有了很大改善,城市化水平也在不断提升,然而城市生活中停车位数量有限,再加上部分停车场的管理不当造成空闲车位利用率低的问题,造成了市民出行时停车难的社会难题。时间和成本是人类生活中的两个重要因素,无论对个人还是对商业,停车难会对人们的时间造成大量耗费,生活质量会因此大打折扣,为缓解停车难的难题,以及满足当今社会对智能交通的发展需求,应该及时建立智能车位检测系统,实现车位使用状况有效检测,车位状态得到实时监控,使市民及时寻找停车场空闲车位,这大大降低了出行时盲目寻找车位造成的时间浪费,为智能交通起到促进作用。针对停车难这个社会难题,本文采用了高效的车位检测方式,并结合当前大力发展的物联网技术设计了一种基于NB-IoT技术的地磁车位检测系统。本系统中以STM32L151C8T6超低功耗单片机为控制核心,使用了HMC5883L各向异性磁阻传感器作为车位检测传感器,地磁传感器采集完车位地磁强度后,经MCU采用中值滤波预处理与有限状态机算法处理后获得车位当前状态,结合NB-IoT技术实现硬件设备接入阿里云物联网平台,利用阿里云物联网上的IoT Studio开发上位机监控,实时监测当前停车场车位的使用情况,经现场多次车辆检测试验可知,本系统使用地磁传感器作为车位检测方式,抗干扰能力强、成本低、易安装,结合中值滤波加上有限状态机算法处理后检测率高,NB-IoT无线传输模块使用PSM节电模式耗电量低,可满足系统长期户外使用,用户使用Web可视化作为上位机监控界面体验良好,方便用户使用。综上,本系统研究的基于NB-IoT地磁车位检测系统可以很好地解决智能停车场车位占用检测的问题,是智能停车场的核心组成部分,对发展智能交通产业起到了积极作用,市场发展前景良好,可进一步推广实现其应用价值。本文的主要内容可归纳为以下几个方面:(1)调研当前市场上用到的车位检测技术,比较各自优缺点,最终确定使用AMR传感器作为本文的车位检测方式,同时对物联网技术展开了详细介绍,通过比较选用了低功耗的NB-IoT无线传输设备作为本文的无线通信方式。(2)完成基于NB-IoT技术的地磁车位检测系统的整体结构设计,硬件电路设计,主要包括系统总体设计结构说明,系统终端检测节点MCU最小系统设计,NB-IoT无线传输外围电路设计。(3)在采集完地磁车位数据后,对数据进行了算法处理,使用中值滤波算法对地磁数据进行降噪滤波处理,接着采用有限状态机将车位当前状态进行了细致划分,提高了车位检测的有效识别率。(4)完成系统软件设计,下位机嵌入式软件设计,地磁传感器获取车位电磁数据,NB-IoT设备接入阿里云物联网平台,上位机采用Web可视化展示当前车位状态。