基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統及方法，在每個車位上安裝車位節點，當有車進入或離開該車位時，該車位地磁場大小發生明顯的改變，喚醒處于休眠狀態的車位節點，發送車位號和車位狀態給匯聚節點，匯聚節點接受相關數據并且讀取射頻信號強度值(Received?Signal?Strength?Indication，簡稱RSSI)，同時啟動該區域的匯聚節點上的微波雷達檢測器，對事先標定的該車位再次測量距離，當確實有車進入或離開，則確定該車位此時狀態；當停車場車位環境或者天氣等外部因素導致RSSI值無法檢測車位信息時，則啟用地磁傳感器作為輔助的檢測手段，提高該方法的可靠性和準確性。

Adaptive environment multi sensor low power consumption vehicle detection system and method

The invention relates to a system and method for detecting low power multi sensor vehicle based on adaptive environment, install parking nodes in each parking spaces, when a car entering or leaving the parking spaces, the field size changed obviously, wake up dormant parking section, send the number of parking spaces and parking state to the sink node the sink node, accept the data and read the RF signal strength value (Received Signal Strength Indication, referred to as RSSI), start at the same time microwave radar detector on the sink node in the region, to advance the parking set standard again to measure the distance, when the car does have to enter or leave, it is determined that the parking state; when the parking lot parking environment or weather due to external factors such as RSSI value cannot detect the parking information, to enable the use of geomagnetic sensor as auxiliary detection Measures to improve the reliability and accuracy of the method.

【技術實現步驟摘要】
基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統及方法
本專利技術涉及停車場車位車輛檢測技術，尤其涉及一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統及方法。
技術介紹
隨著智能交通行業的迅速發展和現實需要，車輛信息采集已大范圍覆蓋停車場、街道和公路。目前，國際上常用的車輛信息采集方法主要有環形線圈、視頻、超聲波等。環形線圈精度高、結構簡單,但由于安裝維護需要鑿路等原因無法推廣使用。它的主要工作原理是根據電磁場耦合原理設計而成，環形線圈中通過一定頻率的電流時，當鐵磁性的車輛經過環形線圈時，車體內就會產生渦流。此渦流就會損耗環形線圈產生的電磁能，即此渦流產生的磁場與原磁場方向相反，對環形線圈有去磁作用，因此，會使環形線圈的電感量減少，根據此原理判斷車位上是否有車經過。但是環形線圈的安裝需要鑿路，并且一般用于檢測動態的車輛，比如測量車速和車流量，當路基有下陷時，會影響檢測車輛的準確性。視頻檢測器一般用于室內停車場和路邊檢測車輛的速度，利用圖像識別技術，拍照識別車牌號的同時檢測了車輛的進出，而在路邊則多次拍照測量出車輛的速度，該方法安裝簡單，準確率高，但是成本高容易受夜間與惡劣天氣環境的干擾。超聲波大多應用于室內停車場檢測，在每個車位上方安裝一個超聲波傳感器，發射一定頻率的超聲波，遇到障礙物則會返回，當車位上有車和無車時，利用發射到接收的時間差超過閾值來判斷車位上是否有車，該方法在室內停車場安裝方便，但易受周圍環境影響，不易推廣。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統及方法，解決現有道路邊停車場管理等問題。實現本專利技術目的的技術解決方案為：一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統，包含若干個車位節點、一個匯聚節點和數據監控終端；所述車位節點安裝在每個車位下方，每個車位節點包括第一單片機，第一無線通信模塊，地磁傳感器和電源，所述地磁傳感器用于檢測車位地磁場大小，當車位地磁場改變值超過設定閾值，喚醒處于休眠狀態的第一單片機，并通過第一無線通信模塊向匯聚節點發送車位號和地磁強度值；所述匯聚節點包括第二單片機、第二無線通信模塊、GPRS通信模塊和微波雷達檢測器；初始化時，第二無線通信模塊用于接收和讀取每個車位無車時的地磁強度值和RSSI值，微波雷達檢測器用于對每個空車位的測距方向、角度和測量距離進行多點標定；當車位地磁場改變值超過設定閾值，車位節點向匯聚節點發送數據，匯聚節點讀取該車位RSSI值，同時啟動微波雷達檢測器對該車位進行多點測距，當射頻信號強度RSSI值和距離與車位上無車時的差值超過門限值，則判定車位上有車進入或者離開；所述GPRS通信模塊用于將車位狀態信息發送給數據監控終端。一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測方法，包括以下步驟：步驟1，當所有的車位節點都安裝完成后，匯聚節點給每個空車位發送一段起始信號，當車位節點接收到信號后，初始化空車位時的地磁場強度值并將該值保存下來，同時給匯聚節點發送自己的車位號和地磁強度值，匯聚節點讀取寄存器中的射頻信號強度RSSI的值，并且將該區域每個車位無車時的地磁強度值和RSSI值一一對應保存；步驟2，同時啟動微波雷達檢測器對該區域內的每個空車位的測距方向、角度和測量距離進行多點標定，即在空車位選取多個點標定，并對應一一保存下來；步驟3，當有車進入或者離開某個車位時，該車位的地磁場大小發生改變，地磁場傳感器喚醒處于休眠狀態的第一單片機，車位節點向匯聚節點發送數據，匯聚節點讀取該車位RSSI值，同時啟動微波雷達檢測器對該車位進行多點測距，當射頻信號強度RSSI值和距離與車位上無車時的差值超過門限值，則判定車位上有車進入或者離開；步驟4，如果喚醒了車位節點，射頻信號強度RSSI值和距離與車位上無車時的差值，則啟動地磁傳感器多次檢測車輛的存在，再與事先設定的參考值比較，確定車輛是否存在；步驟5，當車位上無車時，匯聚節點每隔一段時間給空車位發送啟動信號，初始化空車位的地磁場參考值和射頻信號強度RSSI值。本專利技術與現有技術相比，其顯著優點為：(1)車位節點體積小，安裝方便，數據無線傳輸，鋪設快捷；(2)單片機大部分時間處于休眠狀態，更加低功耗，車位節點使用時間更長；(3)魯棒性強，冗余度高，即使某個車位節點有故障，其余節點也正常工作；(4)本專利技術主要應用在室外路邊停車場，檢測車位上車輛的存在與否，多傳感器的融合應用，有效的避免了室外復雜環境的干擾和提高了檢測的準確性。附圖說明圖1為基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統的原理框圖。圖2為微波雷達檢測器工作示意圖。圖3為基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測方法流程圖。圖4為微波雷達檢測器測距示意圖。具體實施方式結合圖1-圖4，一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統，包含若干個車位節點、一個匯聚節點和數據監控終端；所述車位節點安裝在每個車位下方，每個車位節點包括第一單片機，第一無線通信模塊，地磁傳感器和電源，所述地磁傳感器用于檢測車位地磁場大小，當車位地磁場改變值超過設定閾值，喚醒處于休眠狀態的第一單片機，并通過第一無線通信模塊向匯聚節點發送車位號和地磁強度值；所述匯聚節點包括第二單片機、第二無線通信模塊、GPRS通信模塊和微波雷達檢測器1；初始化時，第二無線通信模塊用于接收和讀取每個車位無車時的地磁強度值和RSSI值，微波雷達檢測器用于對每個空車位的測距方向、角度和測量距離進行多點4標定；當車位地磁場改變值超過設定閾值，車位節點向匯聚節點發送數據，匯聚節點讀取該車位RSSI值，同時啟動微波雷達檢測器對該車位進行多點測距，當射頻信號強度RSSI值和距離與車位上無車時的差值超過門限值，則判定車位上有車進入或者離開；所述GPRS通信模塊用于將車位狀態信息發送給數據監控終端。進一步的，所述車位節點安裝在每個車位2中心的正下方，采用鋼化玻璃封裝。進一步的，所述匯聚節點設置在支架桿3上，采用街道照明系統供電。優選的，第一和第二單片機采用美國TI公司出品的16位低功耗單片機msp430系列。第一和第二無線通信模塊采用美國TI公司出品的工作在低于1GHz頻段的無線通信芯片，兼具有讀取射頻信號強度RSSI功能。地磁傳感器采用HMC5883L的型號芯片。GPS通信模塊采用SIM900A芯片的GPRS模塊。一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統的車輛檢測方法，包括以下步驟：步驟1，當所有的車位節點都安裝完成后，匯聚節點給每個空車位發送一段起始信號，當車位節點接收到信號后，初始化空車位時的地磁場強度值并將該值保存下來，同時給匯聚節點發送自己的車位號和地磁強度值，匯聚節點讀取寄存器中的射頻信號強度RSSI的值，并且將該區域每個車位無車時的地磁強度值和RSSI值一一對應保存；步驟2，同時啟動微波雷達檢測器對該區域內的每個空車位的測距方向、角度和測量距離進行多點標定，即在空車位選取多個點標定，并對應一一保存下來；步驟3，當有車進入或者離開某個車位時，該車位的地磁場大小發生改變，地磁場傳感器喚醒處于休眠狀態的第一單片機，車位節點向匯聚節點發送數據，匯聚節點讀取該車位RSSI值，同時啟動微波雷達檢測器對該車位進行多點測距，當射頻信號強度RSSI值和距離與車位上無車時的差值超過門限值，則判定車位上有車進入或者離開；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統，其特征在于，包含若干個車位節點、一個匯聚節點和數據監控終端；所述車位節點安裝在每個車位下方，每個車位節點包括第一單片機、第一無線通信模塊、地磁傳感器和電源，所述地磁傳感器用于檢測車位地磁場大小，當車位地磁場改變值超過設定閾值，喚醒處于休眠狀態的第一單片機，并通過第一無線通信模塊向匯聚節點發送車位號和地磁強度值；所述匯聚節點包括第二單片機、第二無線通信模塊、GPRS通信模塊和微波雷達檢測器；初始化時，第二無線通信模塊用于接收和讀取每個車位無車時的地磁強度值和RSSI值，微波雷達檢測器用于對每個空車位的測距方向、角度和測量距離進行多點標定；當車位地磁場改變值超過設定閾值，車位節點向匯聚節點發送數據，匯聚節點讀取該車位RSSI值，同時啟動微波雷達檢測器對該車位進行多點測距，當射頻信號強度RSSI值和距離與車位上無車時的差值超過門限值，則判定車位上有車進入或者離開；所述GPRS通信模塊用于將車位狀態信息發送給數據監控終端。

【技術特征摘要】
1.一種基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統，其特征在于，包含若干個車位節點、一個匯聚節點和數據監控終端；所述車位節點安裝在每個車位下方，每個車位節點包括第一單片機、第一無線通信模塊、地磁傳感器和電源，所述地磁傳感器用于檢測車位地磁場大小，當車位地磁場改變值超過設定閾值，喚醒處于休眠狀態的第一單片機，并通過第一無線通信模塊向匯聚節點發送車位號和地磁強度值；所述匯聚節點包括第二單片機、第二無線通信模塊、GPRS通信模塊和微波雷達檢測器；初始化時，第二無線通信模塊用于接收和讀取每個車位無車時的地磁強度值和RSSI值，微波雷達檢測器用于對每個空車位的測距方向、角度和測量距離進行多點標定；當車位地磁場改變值超過設定閾值，車位節點向匯聚節點發送數據，匯聚節點讀取該車位RSSI值，同時啟動微波雷達檢測器對該車位進行多點測距，當射頻信號強度RSSI值和距離與車位上無車時的差值超過門限值，則判定車位上有車進入或者離開；所述GPRS通信模塊用于將車位狀態信息發送給數據監控終端。2.根據權利要求1所述的基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統，其特征在于，所述車位節點安裝在每個車位中心的正下方，采用鋼化玻璃封裝。3.根據權利要求1所述的基于自適應環境多傳感器低功耗車輛檢測系統，其特征在于，所述匯聚節點設置在支架桿上，采用街道照明系...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳鍵，李雄雄，周建榮，魏健，何旭峰，崔興梅，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32