本文關鍵詞：基于無線地磁節(jié)點的停車誘導信息系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：停車問題已經(jīng)成為世界范圍內每個大中型城市普遍面臨的社會問題,為此學術界和工業(yè)界已經(jīng)展開了很多研究和開發(fā),目的是找到一個更好、更智能的停車管理機制。隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展,再加上無線應用技術對于智能停車的諸多優(yōu)勢,基于無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network, WSN)的停車誘導信息系統(tǒng)(1The Parking Guidance and Information System, PGIS)研究已經(jīng)成為了解決城市停車問題的一個熱門方向。 目前,基于WSN的PGIS系統(tǒng)研究大都集中在系統(tǒng)架構的分層實現(xiàn)、提高系統(tǒng)的吞吐量以及降低系統(tǒng)的丟包率等方面,而關于底層數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡無線通信協(xié)議、系統(tǒng)能耗和網(wǎng)絡可靠性方面的研究則相對較少。本文結合停車誘導信息系統(tǒng)關鍵技術、無線傳感器網(wǎng)絡技術以及成熟的無線地磁傳感技術,對室內停車場的底層數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡通信協(xié)議進行了深入地研究,并設計實現(xiàn)了一種基于無線地磁節(jié)點的停車誘導信息系統(tǒng)原型。 本論文的主要工作可總結為以下兩點： (1)提出一種適用于室內停車場的數(shù)據(jù)收集協(xié)議P-CTP (Parking Collection Tree Protocol)。該協(xié)議是基于匯聚樹協(xié)議CTP (Collection Tree Protocol)的一種改進：在保證無線數(shù)據(jù)傳輸高可靠性的前提下,最小化無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯?最大化系統(tǒng)的生命周期,從而滿足停車場應用低功耗、高可靠的要求。本文不僅詳細介紹了P-CTP協(xié)議的基本原理,而且設計并實現(xiàn)了協(xié)議的各個模塊,包括鏈路估計器、路由引擎和轉發(fā)引擎。同時,我們基于TinyOS操作系統(tǒng),采用nesC語言,在CTP協(xié)議軟件架構的基礎上編程實現(xiàn)了P-CTP協(xié)議,并通過無線地磁節(jié)點的多組對比實驗來驗證P-CTP協(xié)議的性能和有效性。實驗結果表明,P-CTP協(xié)議的多項性能指標(能量消耗、丟包率、網(wǎng)絡延時等)均能滿足停車場應用的需求。 (2)設計并實現(xiàn)了一種基于無線地磁節(jié)點的停車誘導信息系統(tǒng)原型,以幫助用戶快速找到合適的停車位。該系統(tǒng)原型支持停車位監(jiān)測、停車場遠程管理以及停車誘導服務等功能,利用無線地磁節(jié)點監(jiān)測停車位狀態(tài),并通過無線傳感器網(wǎng)絡和有線局域網(wǎng)相結合的方式傳輸數(shù)據(jù)�？傮w來說,本系統(tǒng)原型共包含四種類型的節(jié)點(監(jiān)測節(jié)點、中繼節(jié)點、匯聚節(jié)點和引導節(jié)點)和一個信息管理控制中心,每種類型的節(jié)點在系統(tǒng)中扮演不同的角色,不同類型的節(jié)點/控制中心之間通過直接/間接的方式進行通信。本文通過兩方面的原型系統(tǒng)實驗來評估系統(tǒng)性能：一方面通過車位狀態(tài)監(jiān)測實驗對無線地磁節(jié)點的磁場強度性能和車位監(jiān)測程序的有效性進行測試和分析；另一方面通過原型系統(tǒng)對比實驗評估系統(tǒng)的性能,主要包括丟包率和網(wǎng)絡延時,并與PMS原型系統(tǒng)進行比較,實驗結果表明,本系統(tǒng)原型的性能是優(yōu)于PMS系統(tǒng)的。
【關鍵詞】：停車誘導信息系統(tǒng) 無線傳感器網(wǎng)絡 車位監(jiān)測 數(shù)據(jù)收集協(xié)議 原型系統(tǒng)
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP315
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 研究背景與意義14-17
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本文工作20
• 1.4 本文組織結構20-22
• 第2章 停車誘導信息系統(tǒng)關鍵技術綜述22-32
• 2.1 停車誘導信息系統(tǒng)概述22-26
• 2.1.1 停車誘導信息系統(tǒng)的概念22-23
• 2.1.2 基于WSN的停車誘導信息系統(tǒng)基本組成23-25
• 2.1.3 基于WSN的停車誘導信息系統(tǒng)運行過程25-26
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡技術26-29
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡基本概念26-27
• 2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點27-28
• 2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡應用28-29
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡在PGIS系統(tǒng)中的應用29-31
• 2.3.1 車位監(jiān)測傳感器的選擇29-31
• 2.3.2 室內停車場WSN組網(wǎng)協(xié)議31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 室內停車場數(shù)據(jù)收集協(xié)議32-48
• 3.1 TinyOS操作系統(tǒng)和nesC語言32-34
• 3.2 CTP協(xié)議34-36
• 3.2.1 CTP協(xié)議的基本原理34
• 3.2.2 CTP協(xié)議的總體架構34-35
• 3.2.3 CTP協(xié)議的設計特點35-36
• 3.3 P-CTP協(xié)議的基本原理36-37
• 3.4 P-CTP協(xié)議的設計與實現(xiàn)37-43
• 3.4.1 鏈路估計器37-39
• 3.4.2 路由引擎39-41
• 3.4.3 轉發(fā)引擎41-42
• 3.4.4 P-CTP協(xié)議實現(xiàn)的軟件架構42-43
• 3.5 實驗與分析43-47
• 3.5.1 實驗配置43-44
• 3.5.2 P-CTP協(xié)議與CTP協(xié)議的功耗比較44-45
• 3.5.3 P-CTP協(xié)議與CTP協(xié)議的丟包率比較45
• 3.5.4 P-CTP協(xié)議與CTP協(xié)議的網(wǎng)絡延時比較45-47
• 3.6 本章小結47-48
• 第4章 基于WSN的停車誘導信息系統(tǒng)原型48-66
• 4.1 原型系統(tǒng)架構49-50
• 4.2 車輛監(jiān)測模塊50-57
• 4.2.1 監(jiān)測節(jié)點硬件實現(xiàn)50-52
• 4.2.2 監(jiān)測節(jié)點軟件實現(xiàn)52-54
• 4.2.3 車位狀態(tài)監(jiān)測實驗與分析54-57
• 4.3 停車誘導模塊57-58
• 4.4 信息管理控制中心58-61
• 4.4.1 軟件架構59-61
• 4.4.2 具體實現(xiàn)61
• 4.5 原型系統(tǒng)實驗61-64
• 4.5.1 丟包率實驗62-63
• 4.5.2 網(wǎng)絡延時實驗63-64
• 4.6 本章小結64-66
• 第5章 總結與展望66-68
• 5.1 本文工作總結66-67
• 5.2 下一步工作67-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-74
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果74

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于無線地磁節(jié)點的停車誘導信息系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：351045