本文關(guān)鍵詞：基于三軸各向異性傳感器的無線車位檢測(cè)系統(tǒng)　出處：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們?nèi)粘３鲂兄型＼囯y問題也愈發(fā)嚴(yán)重[1]。所以本課題提出一種基于三軸各向異性磁阻(Anisotropic Magneto-Resistive Sensors,AMR)傳感器的無線車位檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),它是結(jié)合三軸AMR傳感器和紫蜂(Zig Bee)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過提高停車場(chǎng)中車位判定的準(zhǔn)確度來提升車位的利用效率,從而來解決停車難的問題。無線車位檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件及軟件構(gòu)成的完整系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)車位的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制,硬件系統(tǒng)完成信號(hào)采集、信號(hào)處理、網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)等工作,軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)控制、算法優(yōu)化等工作。在硬件上,信號(hào)采集的關(guān)鍵在于降低由HMC1022和HMC1021Z組合而成的三軸AMR傳感器芯片感應(yīng)到的微弱信號(hào)所受到的電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)。在傳感器電路的電源端和地端添加濾波電容,同時(shí)采用并聯(lián)方式連接三軸傳感器的置位端口,有效降低了后端電路的電磁干擾;在傳感器后端使用PI型濾波電路,大幅度提高傳感器輸出信號(hào)的抗干擾能力。信號(hào)處理的核心是保證信號(hào)的不失真放大,而放大電路的關(guān)鍵在于方案選型。通過多種放大電路的實(shí)測(cè)和比較,最終選定單電源儀表放大器AD623進(jìn)行信號(hào)放大。網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)需要在網(wǎng)絡(luò)速率及網(wǎng)絡(luò)容量之間取得平衡,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,采用Zig Bee和WiFi直連(Wi-Fi Direct)兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)和論證,分別用于低速率、高容量的停車場(chǎng)車位檢測(cè)場(chǎng)景和高速率、低容量的道路車輛檢測(cè)場(chǎng)景,并重點(diǎn)對(duì)Zig Bee組網(wǎng)的停車場(chǎng)車位檢測(cè)進(jìn)行了研究。另外,使用樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)靈活性和通信效率上達(dá)到了統(tǒng)一,提高了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載能力。在軟件上,數(shù)據(jù)集成的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)自身的完整性和有效性,以及網(wǎng)絡(luò)通信效率的提升。在數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)使用多種濾波算法進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,其中加權(quán)遞推平均濾波法在保證數(shù)據(jù)有效性和提升網(wǎng)絡(luò)效率的同時(shí),具有良好的反應(yīng)速度;在服務(wù)器使用正則式匹配數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)的完整性。系統(tǒng)控制的核心是功能劃分和提高系統(tǒng)處理能力,分層設(shè)計(jì)的架構(gòu)將軟件劃分為數(shù)據(jù)層、接口層、應(yīng)用層,在降低各層軟件耦合性和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí),增強(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性,同時(shí)各層得負(fù)載均衡提高了系統(tǒng)處理能力。算法優(yōu)化的基礎(chǔ)在于樣本數(shù)據(jù)和參數(shù)的管理,使用SQLite3數(shù)據(jù)庫(kù)和配置文件分別對(duì)數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行管理,提高了算法適應(yīng)性、穩(wěn)定性和精度。最終,在軟硬件構(gòu)建完成的基礎(chǔ)上,我們構(gòu)建了整套無線車位檢測(cè)系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)室,對(duì)三軸AMR芯片進(jìn)行-1-1范圍內(nèi)的線性度測(cè)試。確定三軸AMR傳感器芯片滿足車位檢測(cè)的感應(yīng)范圍、反應(yīng)速度和靈敏度的要求。在停車場(chǎng)中,靜態(tài)的對(duì)無線車位檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過測(cè)量不同朝向車位的磁場(chǎng)分布,進(jìn)而繪制車位不同位置的磁場(chǎng)分布圖。根據(jù)磁場(chǎng)分布情況,設(shè)計(jì)并改進(jìn)車位識(shí)別算法,提高識(shí)別精度和穩(wěn)定性。經(jīng)過測(cè)驗(yàn)表明,與固定閾值算法相比,滑動(dòng)閾值算法整體穩(wěn)定性更高,車位識(shí)別精度始終保持在90%以上。該無線車位檢測(cè)系統(tǒng)具有體積小、反應(yīng)快、精度高等優(yōu)點(diǎn),在停車場(chǎng)車位管理和車輛流量控制領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U495

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄭海杰;宋開新;;綜合OSAL的ZigBee協(xié)議棧設(shè)計(jì)[J];杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年06期

2 陳世明;陳小玲;徐青剛;方華京;;基于自適應(yīng)加權(quán)融合的分布式濾波算法[J];控制與決策;2015年04期

3 劉順勇;溫懷;趙麗;;基于Zstack的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信研究[J];重慶第二師范學(xué)院學(xué)報(bào);2014年06期

4 韋興平;車暢;宋春華;;超聲波傳感器應(yīng)用綜述[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2014年11期

5 文常保;高麗紅;方吉善;巨永鋒;李演明;;基于改進(jìn)型限幅平均濾波法的高精度稱重系統(tǒng)研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2014年05期

6 于強(qiáng);黃樹彩;趙煒;黃孝文;;紅外弱小目標(biāo)檢測(cè)方法綜述[J];飛航導(dǎo)彈;2014年04期

7 賀煒;郭云飛;扈紅超;;基于狀態(tài)約束的大規(guī)模正則表達(dá)式匹配算法[J];通信學(xué)報(bào);2013年10期

8 狄思思;李華峰;;MFC及其發(fā)展現(xiàn)狀[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;2013年S2期

9 張星波;錢正洪;白茹;呂海洋;孫玲玲;;基于巨磁阻傳感器的無線車位探測(cè)器[J];機(jī)電工程;2012年12期

10 陸吉斌;;通用中位值平均濾波法PLC程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用;2012年11期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 張朋;基于TI ZStack協(xié)議棧的停車入位感應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];安徽理工大學(xué);2015年

2 馬林;基于SQLite的個(gè)人通信錄管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2015年

3 孫敏杰;基于亥姆霍茲線圈的磁場(chǎng)探頭校準(zhǔn)研究[D];北京交通大學(xué);2014年

4 朱強(qiáng);基于磁阻效應(yīng)的車型自動(dòng)識(shí)別算法研究及其應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2013年

5 董雨;基于HMC1022的雙軸磁阻傳感器的研究和應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2009年

6 曹文;基于磁阻傳感器的地磁信號(hào)檢測(cè)[D];華中科技大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：1308059