基于三轴GMR传感器的无线车辆检测系统的研制

【摘要】本课题研究的内容是基于三轴GMR传感器的无线车辆检测系统的研制，它是由基于三轴GMR传感器在车位上的无线车位检测和在道路上的无线车辆检测组成。其中在车位上的无线车位检测是研究的主要内容，而在道路上的无线车辆检测则简单叙述。伴随着社会经济的发展，城市中出现了大量停车难的问题，所以本课题提出一种基于三轴GMR传感器的无线车位检测系统的设计，它是结合GMR传感器和ZigBee无线传感器网络技术，通过提高停车场中车位判定的准确度，来解决停车难的问题。无线车位检测系统是一个小型的网络，它是由功能不同的协调器节点、路由器节点和数据采集节点组成。协调器节点负责建立网络，路由器节点实现路由通信功能，数据采集节点执行数据采集和发送接收。无线车位检测系统的硬件主要由数据采集模块、电源管理模块和RF收发模块组成。数据采集模块主要负责信号的采集、放大和滤波处理，其中最重要的是信号的采集，本课题采用三轴GMR传感器来实现对信号的采集，它选用东方微磁科技有限责任公司生产的双轴SAS022-1和单轴VA100F3自旋阀巨磁阻传感器组合而成，具有对恶劣环境适应性强、灵敏度高和寿命长等优点。为了实现低功耗的要求，电源管理模块采用聚合物锂电池供电，它具有安全性能好、厚度薄、重量轻、容量大和内阻小等优点。无线车位检测系统各节点之间通过ZigBee进行通信，CC2530是TI针对IEEE802.15.4标准提出的ZigBee解决方案，它主要由RF收发模块，外设、时钟和电源管理模块，CPU和相关寄存器模块组成，其中RF收发模块是最主要的组成部分。无线车位检测系统的软件主要包括ZStack协议栈的使用，无线车位检测算法的实现和车位信息的显示。ZStack协议栈是由一系列相关操作代码组成的为实现ZigBee协议的操作系统，本课题通过ZStack协议栈来实现数据采集、串口通信、低功耗和路由等功能。无线车位检测算法是为了从GMR传感器输出的信号中滤除掉随机噪声信号和背景信号，从而提取车辆信号进行车位判定。车位信息的显示是通过LabVIEW软件来实现的，主要是显示停车场中各车位是否有车辆存在的信息。在停车场中，静态的对无线车位检测系统进行实验，通过测量不同朝向车位的磁场分布，进而绘制车位不同位置的磁场分布图。经过实验表明，无线车位检测系统具有低成本、低功耗、小体积和性能好等特点，可广泛应用于停车场的管理中。
【作者】邹初建；
【导师】钱正洪；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】车位检测；GMR传感器；ZigBee；磁场；ZStack；

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