专利名称：基于无线传感网的车位监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无线控制领域，涉及一种基于无线传感网的车位监控系统。
背景技术：
近年来，伴随着城市经济持续快速发展，人民生活水平不断提高，小汽车进入家庭已成为现实，越来越多的城市居民变为“有车族”。在汽车给人们出行带来便利的同时，也产生了一系列负面影响，比如交通阻塞、交通噪声、交通事故以及交通环境污染，恶化了原有的静态交通问题——停车问题。“停车难”问题已成为我国各大中城市面临的共同问题，受到社会各界广泛关注。“汽车易买，车位难求”、“有车方知停车难”，这是许多有车族的由衷感慨。城市停车问题已经成为城市发展的“瓶颈”。“停车难”问题除了城市本身的停车位缺口大、停车供需矛盾突出、车位设置不合理、停车费用过高等原因外，还存在一个比较重要的因素停车管理落后，部分车位空置。目前，国际上已将信息化、智能化系统应用于停车 管理中，而在我国这方面基本上还是空白，停车更多还是依靠传统的人工调配，致使管理手段落后、效率低下。很多车主难以获得当前区域空闲车位信息，只能通过自己寻找。这大大增加停车的时间，同时产生的迂回交通带来了交通拥堵和不便，造成部分区域车位不合理利用，增加了停车的难度。结合无线传感网技术和超声波测距技术，依靠无线方式组网，无需布线，扩展灵活、不占空间，易于被采用，而且有效调节停车需求时空的不均匀分布，提高车位的使用效率，具有较大的市场应用前景。
发明内容本实用新型的目的是提供一种基于无线传感网的车位监控系统。为实现上述的目的，本实用新型采取的技术方案是基于无线传感网的车位监控系统，包括网关节点和一个以上车位监控器，其特征在于所述网关节点包括第一供电单元、第一无线通信单元和串口单元，所述第一供电单元分别与第一无线通信单元和串口单元连接，所述第一无线通信单元与串口单元连接；所述车位监控器包括第二供电单元、第二无线通信单元、用于采集车位信息的超声波测距单元、地锁单元和微控制器单元，所述第二供电单元分别与第二无线通信单元、超声波测距单元、地锁单元和微控制器单元连接，所述微控制器单元分别与第二无线通信单元、超声波测距单元和地锁单元连接；各车位监控器的第二无线通信单元分别与网关节点的第一无线通信单元无线通信连接。进一步地，本实用新型还包括上位机，上位机通过所述串口单元与网关节点连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在本实用新型将无线传感网技术和超声波测距技术应用到车位监控系统上，车位监控器通过无线传感网传输车位的信息至网关节点，网关节点通过串口传输信息到上位机，上位机实现信息的发布、统计及维护和车位监控器地锁的控制。本实用新型提高车位的利用效率，有效调节停车需求时空的不均匀分布，利用无线传感网技术实现车位监控器和上位机的通信，降低系统安装成本，易于扩展。本实用新型还具有结构合理，性能稳定等特点，实用于城市停车场车位的信息采集和控制，可提高停车场的车位利用率。
图I是本实用新型的车位监控系统的工作状态示意图；图2是本实用新型的网关节点的结构示意图；图3是本实用新型的车位监控器的结构示意图；图4是本实用新型的车位监控器的第二无线通信单元的电路原理图；图5是本实用新型的车位监控器的串口信号切换电路原理图；图6是本实用新型的车位监控器的超声波测距单元的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。如图I所示，本实用新型车位监控系统包括网关节点3和一个以上车位监控器2。本实用新型可在工作时外接上位机4，也可以是本实用新型自身包括上位机4。如图2所示，本实用新型的网关节点3包括第一供电单元、第一无线通信单元和串口单元。第一供电单元分别与第一无线通信单元、串口单元连接，第一无线通信单元与串口单元连接。其中，第一供电单元用于为网关节点3的正常工作供电。第一供电单元可使用外接的5V、1A的稳压直流电源，它可提供5V和3. 3V两种电压。第一无线通信单元用于接收车位监控器2的信息，实现网关节点3和车位监控器2之间的无线通信。第一无线通信单元可采用上海顺舟有限公司的无线传感网模块SZ05。串口单元用于实现网关节点3和上位机4之间的通信，上位机通过网关节点的串口单元与第一无线通信单元连接。串口单元将来自车位监控器2的车位I的信息上报到上位机4并转发上位机4的控制命令到车位监控器2。如图3所示，本实用新型的车位监控器2包括第二供电单元、第二无线通信单元、地锁单元、超声波测距单元和微控制器单元。第二供电单元分别与第二无线通信单元、超声波测距单元、地锁单元和微控制器单元连接，微控制器单元分别与第二无线通信单元、地锁单元和超声波测距单元连接。其中，第二供电单元用于为车位监控器2的正常工作供电。第二供电单元可使用外接的9V蓄电池或5V、1A的稳压直流电源，提供5V和3. 3V 二种电压。第二无线通信单元用于实现车位监控器2与网关节点3之间的无线通信，它可采用上海顺舟有限公司的无线传感网模块SZ05。通过第二无线通信单元和第一无线通信单元实现车位控制器2和网关节点3之间的通信。超声波测距单元用于实现对车位I信息的采集，可采用URM37 V3. 2超声波测距传感器。地锁单元用于实现地锁的开启与闭合。微控制器单元是车位监控器2的数据处理中心，主要有以下几个功能处理超声波测距单元采集的车位信息、处理网关节点3和车位监控器2的无线通信数据；根据上位机4的控制命令信息包，通过地锁单元控制地锁的开启与闭合；存放各种变量和缓存数据。微控制器单元可采用宏晶科技有限公司的STC12LE4052AD单片机。如图4所示，本实用新型的车位监控器2的第二无线通信单元可采用上海顺舟科技有限公司的无线传感网模块SZ05。SZ05系列无线通信模块接口包括TTL电平收发接口、标准串口 RS232接口，可实现信息的广播方式发送和按照目标地址发送，可实现一般的点对点信息通信和多点之间的信息通信。第二无线通信单元的DATA、RUN、NET和ALARM分别连接该模块的运行指示灯，管脚TXl，RXl分别连接车位监控器2的微控制器单元的串口。图5示出了本实用新型车位监控器2的一种串口信号切换电路。默认状态下车位监控器2的微控制器单元的串口信号与第二无线通信单元的串口信号连接，当微控制器单元需要给超声波测距单元的串口发送命令时，微控制器单元的PA5管脚置低电平，三极管Q4导通，光耦PC817工作，三极管Q3也导通，继电器JlO切换电路，由此，微控制器单元的串口与超声波测距单元的串口连接。待超声波测距单元将检测信息返回至微控制器单元后，继电器JlO切换至默认状态，微控制器单元将处理后的信息通过第二无线通信单元发至网关节点3。如图6所示，本实用新型车位监控器2的超声波测距单元可采用URM37 V3. 2超声波测距传感器，该传感器具备5V驱动电压，nRst管脚外接一个IOkQ的电阻，PWM管脚与STC12LE4052AD单片机的PWMO管脚相连，第8、9管脚的RXD0、TXD0分别与串口信号切换电路的继电器JlO相连。 如图I所示，本实用新型利用各车位监控器2的超声波测距单元检测对应车位I的信息，各车位监控器2的第二无线通信单元和网关节点3的第一无线通信单元进行无线通信，并且将网关节点3的第一串口单元和上位机4连接。其中，上位机4获取车位信息，实现信息的发布、统计及维护，并控制车位监控器2的地锁单元。本实用新型利用车位监控器2判断当前车位I上是否有车辆泊位，通过第二无线通信单元上报信息到网关节点3，网关节点3收集车位I的信息后，通过串口单元转发至上位机4，上位机4获取车位信息，实现信息的发布、统计及维护、车位监控器2的地锁单元的控制。其具体工作过程如下首先，车位监控器2的微控制器单元每间隔一定时间给超声波测距单元发送测距命令(例如0x22, 0x00，0x00，0x22)，然后接收超声波测距单元返回的数据(例如0x22+距离高+距离低+sum)而获取所需车位I的信息。然后，车位监控器2通过第二无线通信单元发送信息包(例如1315YYYYYYYYCXX，13代表信息包头，15代表信息位数，YYYYYYYY代表车位监控器2的地址，C代表此信息为车位信息，XX代表超声波返回的测距值)给网关节点3的第一无线通信单元。接着，网关节点3通过第一无线通信单元接收各车位监控器2的信息，通过串口单元转发信息到上位机4。上位机4获取车位信息，实现信息的发布、统计及维护。最后，上位机4根据车位信息和车位管理人员的实际需求，通过网关节点3的串口单元和第一无线通信单元向车位监控器2发送地锁控制信息包(例如1514YYYYYYYYDX，其中15代表信息包头，14代表信息位数，YYYYYYYY代表车位监控器2的地址，D代表此信息为地锁控制信息包，X代表地锁单元的工作状态，即X=O代表地锁的关闭，X=F代表地锁的开启)，车位监控器2接收地锁控制信息包后通过地锁单元控制地锁的开启与闭合。
权利要求1.一种基于无线传感网的车位监控系统，包括网关节点和一个以上车位监控器，其特征在于所述网关节点包括第一供电单元、第一无线通信单元和串口单元，所述第一供电单元分别与第一无线通信单元和串口单元连接，所述第一无线通信单元与串口单元连接；所述车位监控器包括第二供电单元、第二无线通信单元、用于采集车位信息的超声波测距单元、地锁单元和微控制器单元，所述第二供电单元分别与第二无线通信单元、超声波测距单元、地锁单元和微控制器单元连接，所述微控制器单元分别与第二无线通信单元、超声波测距单元和地锁单元连接；各车位监控器的第二无线通信单元分别与网关节点的第一无线通信单元无线连接。
2.根据权利要求I所述的基于无线传感网的车位监控系统，其特征在于还包括上位机，上位机通过所述串口单元与网关节点连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于无线传感网的车位监控系统，包括网关节点和一个以上车位监控器。其中，网关节点的第一供电单元分别与第一无线通信单元和串口单元连接，第一无线通信单元与串口单元连接；车位监控器的第二供电单元分别与第二无线通信单元、超声波测距单元、地锁单元和微控制器单元连接，微控制器单元分别与第二无线通信单元、超声波测距单元和地锁单元连接；各车位监控器的第二无线通信单元分别与网关节点的第一无线通信单元无线连接。本实用新型提高了车位的利用效率，有效调节停车需求时空的不均匀分布。
文档编号H04W84/18GK202615624SQ201220225938
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月20日 优先权日2012年5月20日
发明者陈友荣, 葛灵晓, 刘半藤 申请人:浙江树人大学