CN102637370A - 基于无线传感器网络的车位探测*** - Google Patents

Abstract

一种基于无线传感器网络的车位探测***，用于在停车区域内探测车位使用状态，其特征在于，包括：分布于停车区域内且与车位数量相应的车位探测节点，在车位状态发生改变时向上位机发送车位状态数据。上述基于无线传感器网络的车位探测***，由于只在车位状态发生改变的时候才向上位机发送数据，因此在不发送数据时，车位探测节点处于待机状态，因此，采用能够间歇处于待机状态的车位探测节点，节省能源。基于无线传感器网络的车位探测***采用无线传感器网络实现数据传输，因此只需要对传输的无线网络进行控制就能够实现对***的维护。

Description

基于无线传感器网络的车位探测***

技术领域

本发明涉及车位探测***，特别是涉及基于无线传感器网络的车位探测***。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市发展突飞猛进人们对城市生活的向往也越来越强，所以越来越多的人逐渐向城市聚拢。由于人们生活水平的不断提高，汽车消费也成为人们消费的热点，人均汽车拥有量也越来越大。城市土地面积有限，人均土地不足，城市规划相对滞后，停车缺乏统一管理调度、停车信息不够公开、停车不够智能化。

所以从以上问题可以看出对于我国这个人口众多人均土地严重不足的国家来说，城市交通拥堵、停车难、行车难等问题日益突出。现有的车位探测***大都采用有线布设的方式，带来运营维护成本较高、能源需求高等问题从而也限制了其推广应用。

发明内容

基于此，提供一种维护简单、节能的基于无线传感器网络的车位探测***。

一种基于无线传感器网络的车位探测***，用于在停车区域内探测车位使用状态，包括：分布于停车区域内且与车位数量相应的车位探测节点，在车位状态发生改变时向上位机发送车位状态数据。

在其中一个实施例中，所述车位探测***还包括设于所述车位探测节点上，用于控制车位探测节点的工作状态与待机状态的转换的节点控制器。

在其中一个实施例中，所述节点控制器为强磁设备，所述强磁设备贴附于车位探测节点上方。

在其中一个实施例中，所述节点控制器输出具有最大值和最小值的信号，以分别控制所述车位探测节点进入待机状态和工作状态。

在其中一个实施例中，所述车位探测节点采用自适应采样机制，具体为：

所述车位探测节点在探测到磁信号变化超过阈值时，则采样周期设为第一采样周期T₂；

所述车位探测节点在探测到磁信号变化不大于阈值时，则采样周期设为第二采样周期T₁，其中T₁和T₂均为预设的采样周期，且T₁数倍于T₂。

在其中一个实施例中，还包括用于网络通信的路由节点和网关节点，所述车位探测节点通过所述路由节点和所述网关节点向上位机发送车位状态数据；所述车位探测节点至少与两个以上的路由节点连接，所述路由节点与所述网关节点点对点连接，所述网关节点到所述车位探测节点的下行数据传输采用洪泛。

在其中一个实施例中，所述车位探测节点采用确认重传机制把数据传输给一跳范围内的多个路由节点。

在其中一个实施例中，所述路由节点收到所述车位探测节点传输的车位状态数据时，通过逐跳确认机制将车位状态数据传输给网关节点。

在其中一个实施例中，所述网关节点、路由节点定时休眠和唤醒。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述路由节点设有为路由器供电的太阳能电池模块。

上述基于无线传感器网络的车位探测***，由于只在车位状态发生改变的时候才向上位机发送数据，因此在不发送数据时，车位探测节点处于待机状态，因此，采用能够间歇处于待机状态的车位探测节点，节省能源。基于无线传感器网络的车位探测***采用无线传感器网络实现数据传输，因此只需要对传输的无线网络进行控制就能够实现对***的维护。

附图说明

图1为基于无线传感器网络的车位探测***的结构示意图；

图2为车位探测节点与上位机的通信示意图。

具体实施方式

如图1所示，为基于无线传感器网络的车位探测***的结构示意图。基于无线传感器网络的车位探测***用于在停车区域内探测车位使用状态，包括：分布于停车区域内且与车位数量相应的车位探测节点20，在车位状态发生改变时向上位机发送车位状态数据。

车位探测节点20动态传输采样数据，车位探测节点20在探测到车位状态由无车变为有车或者由有车变为无车时，向上位机发送车位状态数据。车位探测节点20并不实时传输探测数据，而是把探测数据在本地处理，计算出有车或无车的状态信息。例如，当车位状态由无车变为有车时，车位探测节点则向上位机发送此时车位状态为有车，上位机记录停车时间，当这个车位的车辆离开，车位探测节点20则向上位机发送此时车位状态为无车，上位机记录离开时间，根据停车时间和离开时间，上位机能够显示车库内的车位状态信息，做到动态更新，而不是车位探测节点20一直采样及传输，使上位机处于不停更新的状态，从而能够使上位机和车位探测节点20的处理量减小，节约能源。

车位探测节点20在动态传输采样数据过程中的周期是变化的，具体为，设阈值为C_T，当车位探测节点20在探测到磁信号变化超过阈值C_T时，则采样周期设为第一采样周期T₂。当车位探测节点20在探测到磁信号变化不大于阈值C_T时，则采样周期设为第二采样周期T₁。其中T₁和T₂均为预设的采样周期，且T₁大于T₂。一般情况下车位探测节点的采样周期为T₁，T₁为一个较长的时间段，通常设置为3到10秒之间。而当探测到磁信号变化超过阈值C_T时，则缩短采样周期T₁至T₂，T₂通常设置为0.1到0.5秒之间，以T₂为采样周期持续一段时间后，车位探测节点20检测磁信号变化情况，若不超过阈值C_T，则设定采样周期为T₁，若超过阈值C_T，则设定采样周期为T₂。

在本实施例中，设采样值S_i，根据下述公式计算基准值B_i，其中α为平滑参数，可以设置为0.05。

$B_i=\left\{\begin{array}{cc}{S}_i& i=1\\ B_{i-1}\×(1-\mathrm{\α})+S_i\×\mathrm{\α}& i>1\end{array}\right.$

设阈值为C_T，当|S_i-B_i |＜＝C_T的情况下，设车位探测节点的采样周期设为T₁，T₁为一个较长的时间段，通常可设置为3到10秒之间。当探测到磁信号变化超过阈值C_T时，即|S_i-B_i|＞C_T，则车位探测节点缩短采样周期设置为T₂，T₂通常可设置为0.1到0.5秒之间，以T₂为采样周期持续一段时间T后，再检查磁信号变化情况，如果变化没有超过阈值C_T，则设定采样周期为T₁。

在本实施例中，车位探测***还包括设于车位探测节点20上，用于控制车位探测节点20的工作状态与待机状态的转换的节点控制器10。节点控制器10输出具有最大值和最小值的信号，以分别控制车位探测节点20进入待机状态和工作状态。

具体地，节点控制器10为强磁设备，强磁设备贴附于车位探测节点20上方。强磁设备探测的信号的值为最大值和最小值交替出现时，控制车位探测节点20执行待机状态和工作状态的相互转换。一般情况下，最小值为0，最大值为4096，当强磁设备探测信号的值为0或者4096，且0和4096交替重复出现，则强磁设备会控制车位探测节点20直线待机状态和工作状态的相互转换。

如图2所示，为车位探测节点与上位机的通信示意图。车位探测节点20通过路由节点30和网关节点40向上位机发送车位状态数据。车位探测节点20至少与两个以上的路由节点30连接，路由节点30与网关节点40点对点连接，网关节点40到车位探测节点20的下行数据传输采用洪泛。

路由节点30收到车位探测节点20传输的车位状态数据时，通过逐跳确认机制将车位状态数据传输给网关节点40。

车位探测节点20采用确认重传机制把数据传输给一跳范围内的多个路由节点30。车位探测节点20可以与邻居范围内的多个路由节点进行通信，通过这种冗余传输的机制来加强车位探测节点20与网关节点40的上行数据传输的可靠性。车位探测节点20采用确认重传机制把数据传输给一跳范围内的多个路由节点30，通常从路由表中选择通信质量最好的1～3个路由节点30。路由节点30与网关节点40之间组成树状网，每一个数据包的路由节点都把数据通过逐跳确认机制传递给网关节点40，如果网关节点40收到重复的数据包则忽略掉。

网关节点40到车位探测节点20的下行数据传输可采用洪泛。网关节点40与路由节点30之间采用洪泛路由进行数据传输，所有路由节点30必须在60秒内保存指令信息，车位探测节点20采用了休眠机制，不能实时接收路由节点30传来的数据，车位探测节点20设置为以20秒的周期向路由节点30获取指令信息。

上位机控制网关节点40、路由节点30的定时休眠和唤醒。因此，车位探测节点20和路由节点30可以使用指令控制定时休眠和唤醒。指令格式为：T_sleep、T_wakeup。例如，网关节点40下发的睡眠指令为(1min，480min)，当网络中的车位探测节点20和路由节点30收到该指令，将在1分钟后进行睡眠，并在睡眠480分钟后醒来。车位探测节点20和路由节点30在睡眠之前需要保存变量和各种配置参数取值，比如阈值、车位状态、采用周期及序列号等等，把这些参数的取值都保存在非易失性存储器中，这些参数的取值需要在车位探测节点20和路由节点30唤醒之前进行恢复。

上述所有实施例中的路由节点30设有为路由节点供电的太阳能电池模块。

在本实施例中，车位探测节点20部署到车位以前处于待机状态。

上述基于无线传感器网络的车位探测***，采用强磁设备控制车位探测节点的工作状态，能够使车位探测节点间歇的处于待机状态，节省能源。而车位探测节点采用自适应采样机制，同样可以减少车位探测节点的工作量，从而达到节能的目的。基于无线传感器网络的车位探测***采用无线传感器网络实现数据传输，因此只需要对传输的无线网络进行控制就能够实现对***的维护。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于无线传感器网络的车位探测***，用于在停车区域内探测车位使用状态，其特征在于，包括：分布于停车区域内且与车位数量相应的车位探测节点，在车位状态发生改变时向上位机发送车位状态数据。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述车位探测***还包括设于所述车位探测节点上，用于控制车位探测节点的工作状态与待机状态的转换的节点控制器。

3.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述节点控制器为强磁设备，所述强磁设备贴附于车位探测节点上方。

4.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述节点控制器输出具有最大值和最小值的信号，以分别控制所述车位探测节点进入待机状态和工作状态。

5.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述车位探测节点采用自适应采样机制，具体为：

所述车位探测节点在探测到磁信号变化超过阈值时，则采样周期设为第一采样周期T₂；

所述车位探测节点在探测到磁信号变化不大于阈值时，则采样周期设为第二采样周期T₁，其中T₁和T₂均为预设的采样周期，且T₁大于T₂。

6.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，还包括用于网络通信的路由节点和网关节点，所述车位探测节点通过所述路由节点和所述网关节点向上位机发送车位状态数据；所述车位探测节点至少与两个以上的路由节点连接，所述路由节点与所述网关节点点对点连接，所述网关节点到所述车位探测节点的下行数据传输采用洪泛。

7.根据权利要求6所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述车位探测节点采用确认重传机制把数据传输给一跳范围内的多个路由节点。

8.根据权利要求6所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述路由节点收到所述车位探测节点传输的车位状态数据时，通过逐跳确认机制将车位状态数据传输给网关节点。

9.根据权利要求6所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述网关节点、路由节点定时休眠和唤醒。

10.根据权利要求6至8任意一项所述的基于无线传感器网络的车位探测***，其特征在于，所述路由节点设有为路由节点供电的太阳能电池模块。

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