基于低能耗技術(shù)的智能停車系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 17:23
隨著國(guó)民車輛擁有量逐年快速增加,停車難、停車場(chǎng)管理難等問(wèn)題變得日益嚴(yán)峻。采用信息化技術(shù)來(lái)提高車位利用率和停車管理效率是緩解“停車難”問(wèn)題的有效途徑,2015年國(guó)內(nèi)對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+停車”的研究迅速升溫,推出了各種智能停車系統(tǒng)模式。本文首先研究了國(guó)內(nèi)外停車狀況,對(duì)現(xiàn)有的停車系統(tǒng)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前停車系統(tǒng)很難應(yīng)用于小區(qū)、路邊、廣場(chǎng)等公共停車位。為了解決公共停車位智能停車系統(tǒng)的核心部分:低能耗的泊車位控制。采用新的檢測(cè)技術(shù)、車位鎖控制技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、太陽(yáng)能充電技術(shù)、電源管理技術(shù),設(shè)計(jì)了車位檢測(cè)模塊、車位鎖控制模塊、無(wú)線傳感網(wǎng)模塊、附加太陽(yáng)能充電的電源控制管理模塊,為公共停車位的智能停車具體解決三個(gè)問(wèn)題:車位停車檢測(cè)和自動(dòng)控制,低能耗的無(wú)線信號(hào)傳輸,高效率的電源管理,有效地提高了智能停車系統(tǒng)的性能和降低了能耗。然后對(duì)停車位控制器的四大模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì);車位檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)了HMC5883L三軸磁場(chǎng)傳感器車輛檢測(cè)電路和自適應(yīng)閾值檢測(cè)算法(ADTA)。車位鎖的H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、光電傳感器監(jiān)測(cè)和車位鎖開關(guān)程序設(shè)計(jì)。低能耗無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采用SX1278系列LoRa芯片和STM32F103RCT6控制器設(shè)計(jì)...
【文章來(lái)源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 論文研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 低能耗智能停車系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究
2.2.1 傳感器車位檢測(cè)技術(shù)
2.2.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
2.2.3 車位鎖控制技術(shù)
2.2.4 太陽(yáng)能電池技術(shù)
2.3 智能停車系統(tǒng)的低能耗設(shè)計(jì)途徑
2.4 本章小結(jié)
第三章 停車檢測(cè)和車位鎖控制設(shè)計(jì)
3.1 車位檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)
3.1.1 磁阻傳感器檢測(cè)原理
3.1.2 車輛磁場(chǎng)模型
3.1.3 硬件電路設(shè)計(jì)
3.1.4 車輛的存在判斷
3.1.5 車輛狀態(tài)判斷算法
3.2 車位鎖控制設(shè)計(jì)
3.2.1 電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路
3.2.2 車位鎖位置監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)
3.2.3 車位鎖開關(guān)程序設(shè)計(jì)
3.3 本章小結(jié)
第四章 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的低功耗設(shè)計(jì)
4.1 LoRa無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
4.1.1 LoRaWAN低功耗廣域網(wǎng)
4.1.2 空中傳輸時(shí)間
4.1.3 LoRa跳頻
4.1.4 LoRa數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)
4.2 低功耗硬件設(shè)計(jì)
4.2.1 SX1278性能
4.2.2 節(jié)點(diǎn)控制芯片的選型
4.2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
4.3 低功耗軟件設(shè)計(jì)
4.3.1 動(dòng)態(tài)切換MCU引腳
4.3.2 采用高效率算法
第五章 附加太陽(yáng)能充電的電源管理模塊設(shè)計(jì)
5.1 電源管理模塊設(shè)計(jì)分析
5.1.1 停車位節(jié)點(diǎn)能耗分析
5.1.2 電源能量存儲(chǔ)器分析
5.1.3 電源管理控制電路分析
5.2 電源管理電路工作原理
5.2.1 系統(tǒng)能量流動(dòng)原理
5.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤原理
5.3 電源管理電路硬件設(shè)計(jì)
5.3.1 DCDC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
5.3.2 AD采樣電路設(shè)計(jì)
5.3.3 電源路徑管理電路
5.4 電源管理電路軟件設(shè)計(jì)
5.4.1 MPPT控制算法設(shè)計(jì)
5.4.2 電源管理控制軟件設(shè)計(jì)
第六章 智能停車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與總結(jié)
6.1 智能停車系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建立
6.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
6.3 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于各向異性磁阻的車型識(shí)別算法[J]. 孫曉,夏運(yùn)貴. 科技與創(chuàng)新. 2017(19)
[2]基于LoRa的智能抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙太飛,陳倫斌,袁麓,胡小喬. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(09)
[3]基于最大輸出電流的智能太陽(yáng)能電源管理電路[J]. 王大美,陳小彥,周勝利,李寶華. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2016(05)
[4]LoRa技術(shù)給未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品帶來(lái)新的起點(diǎn)[J]. 鄭華開. 電子世界. 2016(15)
[5]低功耗廣域LoRa技術(shù)分析與應(yīng)用建議[J]. 劉琛,邵震,夏瑩瑩. 電信技術(shù). 2016(05)
[6]LORA技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸[J]. 龔天平. 電子世界. 2016(10)
[7]中興通訊基于LoRa通訊技術(shù)開創(chuàng)智能電表新模式[J]. 魯義軒. 通信世界. 2016(08)
[8]高效太陽(yáng)能充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 朱舟,易衛(wèi)東,余紹俊. 電子測(cè)量技術(shù). 2015(09)
[9]Microchip LoRa無(wú)線模塊助力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2015(05)
[10]中國(guó)城市機(jī)動(dòng)化發(fā)展情況及政策分析[J]. 戴帥,劉金廣,朱建安,鞏建國(guó). 城市交通. 2015(02)
碩士論文
[1]基于智能車位鎖的共享停車位管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 張瑞增.山東大學(xué) 2017
[2]基于ZigBee的智能停車系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 韓康.西安工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于藍(lán)牙的低功耗智能車位鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李淵博.電子科技大學(xué) 2017
[4]基于LORA通信的無(wú)線水表抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 王瑞.東華理工大學(xué) 2016
[5]智能停車管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王強(qiáng).北京交通大學(xué) 2016
[6]基于STM32的嵌入式線圈車輛檢測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 周彬.南京信息工程大學(xué) 2016
[7]基于地磁的智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄭東旭.浙江大學(xué) 2016
[8]基于智能手機(jī)的停車場(chǎng)引導(dǎo)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 丁一.延邊大學(xué) 2015
[9]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)太陽(yáng)能電源管理電路設(shè)計(jì)[D]. 王大美.吉林大學(xué) 2014
[10]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]. 朱強(qiáng).華南理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):2971182
【文章來(lái)源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 論文研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 低能耗智能停車系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究
2.2.1 傳感器車位檢測(cè)技術(shù)
2.2.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
2.2.3 車位鎖控制技術(shù)
2.2.4 太陽(yáng)能電池技術(shù)
2.3 智能停車系統(tǒng)的低能耗設(shè)計(jì)途徑
2.4 本章小結(jié)
第三章 停車檢測(cè)和車位鎖控制設(shè)計(jì)
3.1 車位檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)
3.1.1 磁阻傳感器檢測(cè)原理
3.1.2 車輛磁場(chǎng)模型
3.1.3 硬件電路設(shè)計(jì)
3.1.4 車輛的存在判斷
3.1.5 車輛狀態(tài)判斷算法
3.2 車位鎖控制設(shè)計(jì)
3.2.1 電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路
3.2.2 車位鎖位置監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)
3.2.3 車位鎖開關(guān)程序設(shè)計(jì)
3.3 本章小結(jié)
第四章 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的低功耗設(shè)計(jì)
4.1 LoRa無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
4.1.1 LoRaWAN低功耗廣域網(wǎng)
4.1.2 空中傳輸時(shí)間
4.1.3 LoRa跳頻
4.1.4 LoRa數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)
4.2 低功耗硬件設(shè)計(jì)
4.2.1 SX1278性能
4.2.2 節(jié)點(diǎn)控制芯片的選型
4.2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
4.3 低功耗軟件設(shè)計(jì)
4.3.1 動(dòng)態(tài)切換MCU引腳
4.3.2 采用高效率算法
第五章 附加太陽(yáng)能充電的電源管理模塊設(shè)計(jì)
5.1 電源管理模塊設(shè)計(jì)分析
5.1.1 停車位節(jié)點(diǎn)能耗分析
5.1.2 電源能量存儲(chǔ)器分析
5.1.3 電源管理控制電路分析
5.2 電源管理電路工作原理
5.2.1 系統(tǒng)能量流動(dòng)原理
5.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤原理
5.3 電源管理電路硬件設(shè)計(jì)
5.3.1 DCDC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
5.3.2 AD采樣電路設(shè)計(jì)
5.3.3 電源路徑管理電路
5.4 電源管理電路軟件設(shè)計(jì)
5.4.1 MPPT控制算法設(shè)計(jì)
5.4.2 電源管理控制軟件設(shè)計(jì)
第六章 智能停車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與總結(jié)
6.1 智能停車系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建立
6.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
6.3 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于各向異性磁阻的車型識(shí)別算法[J]. 孫曉,夏運(yùn)貴. 科技與創(chuàng)新. 2017(19)
[2]基于LoRa的智能抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙太飛,陳倫斌,袁麓,胡小喬. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(09)
[3]基于最大輸出電流的智能太陽(yáng)能電源管理電路[J]. 王大美,陳小彥,周勝利,李寶華. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2016(05)
[4]LoRa技術(shù)給未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品帶來(lái)新的起點(diǎn)[J]. 鄭華開. 電子世界. 2016(15)
[5]低功耗廣域LoRa技術(shù)分析與應(yīng)用建議[J]. 劉琛,邵震,夏瑩瑩. 電信技術(shù). 2016(05)
[6]LORA技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸[J]. 龔天平. 電子世界. 2016(10)
[7]中興通訊基于LoRa通訊技術(shù)開創(chuàng)智能電表新模式[J]. 魯義軒. 通信世界. 2016(08)
[8]高效太陽(yáng)能充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 朱舟,易衛(wèi)東,余紹俊. 電子測(cè)量技術(shù). 2015(09)
[9]Microchip LoRa無(wú)線模塊助力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2015(05)
[10]中國(guó)城市機(jī)動(dòng)化發(fā)展情況及政策分析[J]. 戴帥,劉金廣,朱建安,鞏建國(guó). 城市交通. 2015(02)
碩士論文
[1]基于智能車位鎖的共享停車位管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 張瑞增.山東大學(xué) 2017
[2]基于ZigBee的智能停車系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 韓康.西安工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于藍(lán)牙的低功耗智能車位鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李淵博.電子科技大學(xué) 2017
[4]基于LORA通信的無(wú)線水表抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 王瑞.東華理工大學(xué) 2016
[5]智能停車管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王強(qiáng).北京交通大學(xué) 2016
[6]基于STM32的嵌入式線圈車輛檢測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 周彬.南京信息工程大學(xué) 2016
[7]基于地磁的智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄭東旭.浙江大學(xué) 2016
[8]基于智能手機(jī)的停車場(chǎng)引導(dǎo)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 丁一.延邊大學(xué) 2015
[9]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)太陽(yáng)能電源管理電路設(shè)計(jì)[D]. 王大美.吉林大學(xué) 2014
[10]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]. 朱強(qiáng).華南理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):2971182
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