专利名称：基于无线传感网络的地磁车位检测器和地磁车位检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车位检测技术领域，尤其涉及基于无线传感网络的地磁 车位检测器和地磁车位检测系统。
背景技术：
随着城市化的发展和汽车的普及，汽车拥有量不断增加，城市停车难成 为当今世界各国面临的共同难题。无论是发达国家，还是发展中国家，都毫 无例外地承受着停车场容量和汽车拥有量严重不对称以及停车场设备科技含 量低的困扰。要解决停车难最直接的方法是多修建停车场，但城市可供修建 停车场的资源有限，这种供需矛盾的严重性已经被人们广泛认知。停车难、 乱停车的恶性循环成为城市交通管理的难点，也直接导致交通堵塞，阻碍经 济发展。与此同时，也有一些停车场收费高或者不了解停车场位置而使用率 低。要解决这种供需矛盾， 一方面要修建更多停车场，另一方面是利用科技 手段建设智能停车系统。
停车系统最核心的是车位检测系统。现有车位检测具有以下几种方式 其一，地磁感应线圈；地磁感应线圈检测经过几十年的发展到现今已标准化， 技术成熟、易于掌握，计数精确且系统稳定，但存在线圈的安装或维护过程 会使交通受阻、埋置线圈的切缝使路面受损、路面施工导致线圈无法使用、 易受到冰冻、盐碱或繁忙交通的影响、寿命短等弊端。其二，超声波车位检 测；超声波车位检测采用超声波测距的工作原理，能可靠检测车辆是否在停车位上，但它由于采用主动式声波探测，因此在探测过程中易受环境因素的
影响，不适合在室外环境使用；同时，由于超声特性，容易出现误检测现象。 其三，视频车位检测；视频车位检测器适用于城市室内外停车场车位检测， 并可提供交通数据信息和事故检测信息，它的不足在于夜晚进行车辆检测的 精度比白天要低很多，同时，在信息的准确性上有很大误差。以上的车位检 测方案均有缺陷，不利于车位检测系统的维护管理。
实用新型内容
本实用新型提供基于无线传感网络的地磁车位检测器和地磁车位检测系 统，其采用MEMS地磁传感器技术和无线传感网络技术监控车位，有利于车 位检测系统的维护管理，解决停车难的社会问题。
一种基于无线传感网络的地磁车位检测器，包括MEMS地磁传感器和无 线传感网络节点，MEMS地磁传感器和无线传感网络节点通过串行总线连 接；无线传感网络节点包括射频收发器、天线和微控制器，射频收发器与天 线连接，微控制器与射频收发器连接。
其中，进一步包括用于控制地磁车位检测器休眠状态的休眠状态控制电路。
其中，无线传感网络节点使用的芯片型号为CC2430或CC2431。 其中，MEMS地磁传感器包括MMC202xMG传感器芯片。 其中，串行总线为I2C总线、SPI总线或UART总线。 其中，进一步包括为MEMS地磁传感器和无线传感网络节点提供电源的 电源模块。一种地磁车位检测系统，包括上述地磁车位检测器，用于汇聚地磁车位 检测器信息的汇聚节点，用于通过移动通信网络与后台监控系统进行数据传 输的数据通信终端，用于通过移动通信网络与数据通信终端进行数据传输的 后台监控系统;地磁车位检测器与汇聚节点通过无线传感网络进行数据传输， 汇聚节点通过串口与数据通信终端连接。
其中，移动通信网络具体为使用通用无线分组业务技术的无线通信网 络、使用码分多址技术的无线通信网络或第三代无线通信网络。
其中，数据通信终端的型号为GF-2008AW GPRS DTU。
其中，后台监控系统包括数据库服务器、用户服务器、管理服务器，数 据库服务器与用户服务器、管理服务器连接。
本实用新型的有益效果地磁车位检测器包括MEMS地磁传感器和无线 传感网络节点，MEMS地磁传感器和无线传感网络节点通过串行总线连接； 由于采用MEMS地磁传感器技术和无线传感网络技术监控车位，有利于车位 检测系统的维护管理；而且无线传感网络技术不再需要在停车场铺设线路， 特别适合于露天等环境恶劣停车场或不适合布线的停车场。
本实用新型的另一个有益效果:地磁车位检测系统包括地磁车位检测器， 用于汇聚地磁车位检测器信息的汇聚节点，用于通过移动通信网络与后台监 控系统进行数据传输的数据通信终端，用于通过移动通信网络与数据通信终 端进行数据传输的后台监控系统；由于地磁车位检测器采用MEMS地磁传感 器技术和无线传感网络技术监控车位，有利于车位检测系统的维护管理；而 且地磁车位检测系统将无线传感技术、移动通信网络、计算机监控技术有效地集合在一起，可提供大规模的智能化综合停车服务，解决停车难的社会问 题。
图1为本实用新型的地磁车位检测系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图l，
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
本实施例的地磁车位检测系统包括地磁车位检测器10，用于汇聚地磁车 位检测器10信息的汇聚节点11，用于通过移动通信网络与后台监控系统13 进行数据传输的数据通信终端12，用于通过移动通信网络与数据通信终端12 进行数据传输的后台监控系统13;地磁车位检测器10与汇聚节点11通过无 线传感网络进行数据传输，汇聚节点11通过串口与数据通信终端12连接。 上述串行总线为I2C总线、SPI总线或UART总线。
地磁车位检测器10、汇聚节点11 (CDT)、数据通信终端12 (DUT)构 成子网络，每个子网络对应于一个区域。 一个后台监控系统13可以对应于多 个子网络。本实施例通过ZigBee协议组成子网络，汇聚节点ll是子网络中 的发起者， 一经启动即可添加附近可连接到的地磁车位检测器10到网络中。 子网络建立成功后，汇聚节点11可自行删除连接不到的地磁车位检测器10， 随时更新子网络中的信息。由地磁车位检测器10检测到的车位等信息以多跳 方式最终汇聚到汇聚节点11，汇聚节点11将该信息发送给数据通信终端12， 数据通信终端12通过移动通信网络将该信息发送到后台监控系统13。
本实施例中，移动通信网络具体为使用通用无线分组业务技术(GPRS)的无线通信网络。当然，还可以为其它移动通信技术，比如，使用码分多址
技术(CDMA)的无线通信网络，第三代(3G)无线通信网络，使用时分同 步码分多址接入技术(TDSCDMA)的无线通信网络。
数据通信终端12的型号为GF-2008AW GPRS DTU。其为北京嘉复欣科 技有限公司提供的产品，高度集成了 GPRS技术和TCP/IP协议，通过串口与 汇聚节点ll相连，使用AT+I指令可以方便地控制数据收发。当然，还可以 为使用其它移动通信技术的设备。本实施例利用了 GPRS网络和INTERNET 网络，把这两种网络作为信息传输媒介，建立数据通信终端12与后台监控系 统13的数据传输通道。
后台监控系统13包括数据库服务器15、用户服务器14、管理服务器16。 数据库服务器15与用户服务器14、管理服务器16连接。数据库服务器15 用于接收数据通信终端12发送的车位等信息。用户服务器14从数据库服务 器15获取信息，用户可以通过用户服务器14获得车位、车流等基本信息， 从而在停车时得到帮助。管理服务器16从数据库服务器15获取信息，其主 要面向停车场管理人员和政府管理人员，可以为停车场管理人员提供计时、 计费、信息统计检索、査询显示等功能；可以为政府管理人员提供车流、车 辆统计分析数据，进而辅助城市规划。当然，还可以短信、电话的方式査询 数据库服务器15的数据。后台监控系统13提供智能停车管理软件操作界面， 属于上层应用部分，针对不同用户，软件提供计费、违章记录、查询与显示、 分析与统计等功能。
本实施例中，基于无线传感网络的地磁车位检测器10，包括MEMS地 磁传感器和无线传感网络节点，MEMS地磁传感器和无线传感网络节点通过串行总线连接；无线传感网络节点包括射频收发器、天线和微控制器，射频 收发器与天线连接，微控制器与射频收发器连接。MEMS地磁传感器通过测 量汽车经过时所引起的地磁场的变化来完成车位信息的采集。无线传感网络 节点完成地磁信息的处理和无线传输。
本实施例中，无线传感网络节点使用的芯片型号为CC2430。 CC2430芯 片由TI公司开发，是一个真正的系统芯片(SoC)CMOS解决方案，这种解决 方案充分满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本、低功耗的 要求，并且具有优良的性能。无线传感网络节点还可使用其它芯片，比如型 号为CC2431芯片。
MEMS地磁传感器包括MMC202xMG传感器芯片。该芯片由美新半导体 有限公司生产，采用MEMS工艺制造，具有体积小、灵敏度很高(测量精度 1/512高斯)、功耗低等优点，可以准确地检测到一辆汽车对地磁的影响，进 而提供是否有车辆停靠的信息。此外，该芯片采用I2C接口，可以方便地与 本系统中所应用的无线传感网络节点连接并进行信息传输。
地磁车位检测器10进一步包括为MEMS地磁传感器和无线传感网络节 点提供电源的电源模块，电源模块可以有干电池、5V直流电源和太阳能三种 供电方式。进一步包括用于控制地磁车位检测器10休眠状态的休眠状态控制 电路；地磁车位检测器10在休眠状态下功耗很低，可在休眠状态控制电路上 设置定期唤醒或由外部中断唤醒；比如设置为每3分钟唤醒一次，这样可以 使功耗降得很低。.
地磁车位检测器10的工作过程如下。地磁车位检测器10上电后，无线传感网络节点开始组建网络，MEMS地磁传感器检测地磁场变化，组网完毕 后无线传感网络节点进入休眠模式。无线传感网络节点每隔3分钟唤醒一次， 无线传感网络节点可以主动向MEMS地磁传感器发送读地磁值命令。MEMS 地磁传感器收到命令后，从内部寄存器取出地磁值传送到无线传感网络节点 内部Flash存储器中。微控制器分析读到的地磁值，与预设的参考阈值做比 较，判断出该车位是否有车，并通过射频收发器将处理后的车位信息通过发 送出去。无线传感网络节点再次进入休眠状态，等待下一次唤醒。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员， 依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，本 说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种基于无线传感网络的地磁车位检测器，其特征在于，包括MEMS地磁传感器和无线传感网络节点，MEMS地磁传感器和无线传感网络节点通过串行总线连接；无线传感网络节点包括射频收发器、天线和微控制器，射频收发器与天线连接，微控制器与射频收发器连接。
2. 根据权利要求1所述的地磁车位检测器，其特征在于，进一步包括用 于控制地磁车位检测器休眠状态的休眠状态控制电路。
3. 根据权利要求1所述的地磁车位检测器，其特征在于，所述MEMS地 磁传感器包括MMC202xMG传感器芯片。
4. 根据权利要求1所述的地磁车位检测器，其特征在于，所述无线传感 网络节点使用的芯片型号为CC2430或CC2431 。
5. 根据权利要求1所述的地磁车位检测器，其特征在于，所述串行总线 为I2C总线、SPI总线或UART总线。
6. 根据权利要求1所述的地磁车位检测器，其特征在于，进一步包括为 所述MEMS地磁传感器和无线传感网络节点提供电源的电源模块。
7. —种地磁车位检测系统，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项 所述的地磁车位检测器，用于汇聚所述地磁车位检测器信息的汇聚节点，用 于通过移动通信网络与后台监控系统进行数据传输的数据通信终端，用于通 过移动通信网络与所述数据通信终端进行数据传输的后台监控系统；地磁车 位检测器与汇聚节点通过无线传感网络进行数据传输，汇聚节点通过串口与 数据通信终端连接。
8. 根据权利要求7所述的地磁车位检测系统，其特征在于，所述移动通信网络具体为使用通用无线分组业务技术的无线通信网络、使用码分多址 技术的无线通信网络或第三代无线通信网络。
9. 根据权利要求7所述的地磁车位检测系统，其特征在于，所述数据通信终端的型号为GF-2008AW GPRS DTU。
10. 根据权利要求7至9任意一项所述的地磁车位检测系统，其特征在于， 所述后台监控系统包括数据库服务器、用户服务器、管理服务器，数据库服 务器与用户服务器、管理服务器连接。
专利摘要本实用新型公开了基于无线传感网络的地磁车位检测器和地磁车位检测系统，涉及车位检测技术领域；地磁车位检测器包括MEMS地磁传感器和无线传感网络节点，MEMS地磁传感器和无线传感网络节点通过串行总线连接，无线传感网络节点包括射频收发器、天线和微控制器；地磁车位检测系统包括地磁车位检测器、汇聚节点、数据通信终端和后台监控系统；本技术方案采用MEMS地磁传感器技术和无线传感网络技术监控车位，有利于车位检测系统的维护管理，解决停车难的社会问题。
文档编号G08G1/127GK201402531SQ20092005668
公开日2010年2月10日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者刘陶忠 申请人:东莞市帕马智能停车服务有限公司