專利名稱：一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，具體地說是一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
隨著社會(huì)發(fā)展和人們生活水平的提高，車輛保有量逐年激增，為了保證車輛安全和交通方便，迫切需要采用自動(dòng)化程度高、方便快捷的停車場(chǎng)自動(dòng)管理系統(tǒng)，提高停車場(chǎng)管理水平。高效的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)需要有安裝方便、性能穩(wěn)定的車位探測(cè)器作為支撐。傳統(tǒng)的車位探測(cè)器主要采用地面下埋設(shè)電感線圈，通過檢測(cè)車輛存在來完成。這個(gè)方法的缺點(diǎn)包括線圈體積龐大、線圈鋪設(shè)對(duì)地面破壞嚴(yán)重，線圈壽命短、系統(tǒng)維護(hù)成本高等?，F(xiàn)有的車位探測(cè)方法還有視頻監(jiān)控的方法和微波檢測(cè)方法。視頻監(jiān)控的方法存在系統(tǒng)成本高、受環(huán)境因素影響大、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等問題；微波檢測(cè)方法同樣也存在小間距車輛識(shí)別困難、抗干擾能力差、系統(tǒng)鋪設(shè)成本高等問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有車位探測(cè)器存在的地面破壞嚴(yán)重，使用壽命短、系統(tǒng)維護(hù)成本高的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明為一個(gè)包括異向性磁阻傳感器端機(jī)、無線中繼端機(jī)和無線接收端機(jī)的三級(jí)多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由大量異向性磁阻傳感器端機(jī)、若干無線中繼端機(jī)和一個(gè)無線接收端機(jī)構(gòu)成；異向性磁阻傳感器端機(jī)負(fù)責(zé)前端信號(hào)的獲取和處理，無線中繼端機(jī)負(fù)責(zé)接收異向性磁阻傳感器端機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線接收端機(jī)，無線接收端機(jī)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、車位狀態(tài)信息的顯示與存儲(chǔ)；異向性磁阻傳感器端機(jī)數(shù)量根據(jù)車位確定，每個(gè)車位設(shè)置一個(gè)異向性磁阻傳感器探測(cè)端機(jī)，無線中繼端機(jī)的數(shù)量和布設(shè)位置根據(jù)實(shí)際場(chǎng)合的建筑結(jié)構(gòu)、車位布局選擇，以在使用設(shè)備最少的情況下最大程度地保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪B通性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
本發(fā)明使用異向性磁阻傳感器探測(cè)車位狀態(tài)的方法，具有對(duì)地面破壞小、成本低廉、維護(hù)方便、受環(huán)境影響小、抗干擾能力強(qiáng)、車輛探測(cè)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，采用三級(jí)網(wǎng)絡(luò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)，解決了無線傳輸距離受限、易被遮擋等問題，能靈活應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的停車場(chǎng)。



圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為三路異向性磁阻傳感器和三路模擬信號(hào)處理單元連接框圖。
圖3為本發(fā)明的工作流程圖。
圖4為本發(fā)明的安裝示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明為一個(gè)三級(jí)多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由大量異向性磁阻傳感器(AMR傳感器)端機(jī)3、若干無線中繼端機(jī)2和一個(gè)無線接收端機(jī)1構(gòu)成。異向性磁阻傳感器端機(jī)3負(fù)責(zé)前端的信號(hào)獲取和處理，通過電池供電。無線中繼端機(jī)2負(fù)責(zé)接收由異向性磁阻傳感器端機(jī)3上報(bào)的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線接收端機(jī)1，由太陽(yáng)能電池、或蓄電池、或有源供電。無線接收端機(jī)1負(fù)責(zé)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、車位狀態(tài)信息的顯示與存儲(chǔ)，通過有線直流電源方式供電。
上述由異向性磁阻傳感器端機(jī)3、無線中繼端機(jī)2和無線接收端機(jī)1組成的三級(jí)多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作方式為異向性磁阻傳感器端機(jī)3在上電啟動(dòng)后，需要先通過附近的一個(gè)無線中繼端機(jī)2加入網(wǎng)絡(luò)，在成功加入網(wǎng)絡(luò)后，異向性磁阻感器端機(jī)3進(jìn)入待機(jī)探測(cè)工作狀態(tài)，并且將需要上報(bào)的數(shù)據(jù)發(fā)送給該接納其加入網(wǎng)絡(luò)的無線中繼端機(jī)2；無線中繼端機(jī)2上電啟動(dòng)后，需要先加入無線接收端機(jī)1維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)，成功加入網(wǎng)絡(luò)后，無線中繼端機(jī)2可以接納附近的異向性磁阻傳感器端機(jī)3加入網(wǎng)絡(luò)，并負(fù)責(zé)將其接納的所有異向性磁阻傳感器端機(jī)3上報(bào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線接收端機(jī)1，每個(gè)無線中繼端機(jī)2最多可接納255個(gè)異向性磁阻傳感器端機(jī)3；無線接收端機(jī)1上電啟動(dòng)后，建立一個(gè)以自己為管理中心的無線網(wǎng)絡(luò)，并開始接納無線中繼端機(jī)2和附近的異向性磁阻傳感器端機(jī)3加入網(wǎng)絡(luò)，無線接收端機(jī)1收集所有端機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)，無線接收端機(jī)1最多可接納255個(gè)無線中繼端機(jī)2和255個(gè)異向性磁阻傳感器端機(jī)3。
異向性磁阻傳感器端機(jī)3數(shù)量根據(jù)車位4確定，每個(gè)車位4設(shè)置一個(gè)異向性磁阻傳感器探測(cè)端機(jī)，無線中繼端機(jī)2的數(shù)量和布設(shè)位置根據(jù)實(shí)際場(chǎng)合的建筑結(jié)構(gòu)、車位4布局選擇，以在使用設(shè)備最少的情況下最大程度地保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪B通性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
圖1中的異向性磁阻傳感器端機(jī)3包括圖2中的三路相互垂直(X軸、Y軸、Z軸)異向性磁阻傳感器、三路相同模擬信號(hào)處理單元(模塊)、控制單元(模塊)以及射頻單元(模塊)。異向性磁阻傳感器實(shí)時(shí)采集地磁信號(hào)，并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)給模擬信號(hào)處理單元，模擬信號(hào)處理單元連接于控制單元，控制單元與射頻傳輸單元互相連接。
圖2中的每路模擬信號(hào)處理單元主要包括放大模塊、隔直濾波模塊和電壓比較模塊，放大模塊連接于隔直濾波模塊，隔直濾波模塊連接于電壓比較模塊，放大模塊和電壓比較模塊連接于控制模塊。
放大模塊用于對(duì)異向性磁阻傳感器單元采集到的地磁信號(hào)進(jìn)行充分的放大，該放大后的信號(hào)在經(jīng)過濾波模塊濾波后送入異向性磁阻傳感器端機(jī)3控制單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
隔直濾波模塊用于對(duì)放大模塊處理后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，剔除其中的直流成分，拾取車位4狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)的交流信號(hào)。
電壓比較模塊用于將隔直濾波模塊的輸出與給定的電壓進(jìn)行比較，得到車位4狀態(tài)是否發(fā)生變化的脈沖電平信號(hào)，喚醒控制單元對(duì)三路放大后的異向性磁阻傳感器信息進(jìn)行采集。
控制單元用于對(duì)異向性磁阻傳感器信息進(jìn)行采集，由電壓比較器產(chǎn)生的脈沖電平信號(hào)喚醒控制單元后，通過控制單元的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊對(duì)三路放大后的異向性磁阻傳感器信息進(jìn)行采集，并與原始地球磁場(chǎng)大小進(jìn)行比較，經(jīng)過一定的識(shí)別算法后得到車位4是否被占用的狀態(tài)信息，如果車位4狀態(tài)發(fā)生改變，則將改變后的車位4狀態(tài)信息送入射頻單元，再發(fā)送給無線中繼端機(jī)2；射頻單元與無線中繼端機(jī)2通過無線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
圖1中的無線中繼端機(jī)2包括控制單元、與控制單元連接的射頻單元。無線接收端機(jī)1包括控制單元、與控制單元連接的射頻單元以及存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)收到的上報(bào)數(shù)據(jù)。
在異向性磁阻傳感器端機(jī)3與無線中繼端機(jī)2之間，無線中繼端機(jī)2與無線接收端的無線傳輸采用數(shù)據(jù)確認(rèn)機(jī)制，數(shù)據(jù)的發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后，需要等待接收發(fā)返回的確認(rèn)幀，以確認(rèn)接收方收到該數(shù)據(jù)幀；如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，發(fā)送方?jīng)]有收到接收方返回的確認(rèn)幀，發(fā)送方將重發(fā)該數(shù)據(jù)幀，直至收到接收方返回的關(guān)于該數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)幀。
在異向性磁阻傳感器端機(jī)3與無線中繼端機(jī)2之間，無線中繼端機(jī)2與無線接收端之間的無線傳輸采用帶沖突避免的信道偵聽機(jī)制來有效避免由于共用無線信道產(chǎn)生的碰撞沖突，在端機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)、更新配置或下發(fā)命令前，端機(jī)先偵聽信道忙閑，如果信道空閑，則立即發(fā)送；如果信道為忙，則隨機(jī)延遲一段時(shí)間之后再偵聽信道忙閑，如果信道空閑，則立即發(fā)送；如果信道仍然為忙，則再隨機(jī)延遲一段時(shí)間之后偵聽信道忙閑，直至偵聽到信道空閑時(shí)進(jìn)行發(fā)送。
本發(fā)明除了使用異向性磁阻傳感器端機(jī)3到無線中繼端機(jī)2，由無線中繼端機(jī)2到無線接收端機(jī)1的上行鏈路傳輸上報(bào)數(shù)據(jù)外，還使用由無線接收端機(jī)1到無線中繼端機(jī)2，由無線中繼端機(jī)2到異向性磁阻傳感器端機(jī)3的下行鏈路發(fā)送對(duì)異向性磁阻傳感器端機(jī)3的配置更新和重置背景值命令。
無線接收端機(jī)1通過向異向性磁阻傳感器端機(jī)3發(fā)送命令，更新異向性磁阻傳感器端機(jī)3的判決門限、背景門限及相關(guān)參數(shù)，以更改傳感器的探測(cè)靈敏度和射頻發(fā)送功率；無線接收端機(jī)1也可向異向性磁阻傳感器端機(jī)3下發(fā)重置背景值命令。
在本發(fā)明中對(duì)干擾采用了綜合抗干擾處理方法。該綜合抗干擾處理方法包括低通電路濾波法、關(guān)閉中斷法、偵聽信道空閑法等。低通電路濾波法是指在硬件電路上采用低通濾波抑制外界發(fā)生的高頻干擾信號(hào)。關(guān)閉中斷法是指端機(jī)每次在車輛穩(wěn)定(停穩(wěn)或完全離開)后發(fā)送數(shù)據(jù)給無線中繼端機(jī)2時(shí)，控制單元關(guān)閉模擬信號(hào)處理單元電壓比較模塊引起的中斷。異向性磁阻傳感器端機(jī)3每次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，射頻信號(hào)會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生較大的影響，通過關(guān)閉模擬信號(hào)處理單元電壓比較模塊引起的中斷可以有效地避免端機(jī)無線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)引起的錯(cuò)誤中斷。偵聽信道空閑法主要用于排除異向性磁阻傳感器端機(jī)3之間的干擾。具體指當(dāng)其中一個(gè)異向性磁阻傳感器端機(jī)3的電壓比較模塊輸出引起中斷時(shí)，若檢測(cè)出信道正處于忙狀態(tài)，則證明該中斷是由于臨近的其他異向性磁阻傳感器端機(jī)3射頻發(fā)送數(shù)據(jù)所致，認(rèn)為是無效中斷。
圖3中異向性磁阻傳感器端機(jī)3具體探測(cè)車位4的過程為由于車輛本身含有的鐵磁物質(zhì)會(huì)對(duì)車輛存在區(qū)域的地磁信號(hào)產(chǎn)生影響，使車輛存在區(qū)域的地球磁場(chǎng)磁力線發(fā)生彎曲，車輛駛?cè)腭偝霎愊蛐源抛鑲鞲衅鞲袘?yīng)區(qū)域時(shí)，對(duì)異向性磁阻傳感器感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的地磁信號(hào)產(chǎn)生影響，異向性磁阻傳感器輸出地磁信號(hào)變化引起的電壓信號(hào)變化，異 向性磁阻傳感器端機(jī)3模擬信號(hào)處理單元的放大模塊對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大，模擬信號(hào)處理單元的濾波隔直模塊對(duì)放大過的信號(hào)進(jìn)行甄別，萃取出含有車輛信息的信號(hào)。
當(dāng)車輛駛?cè)氡景l(fā)明的異向性磁阻傳感器端機(jī)3的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，異向性磁阻傳感器感應(yīng)到地磁信號(hào)的變化，并與之前的背景值進(jìn)行比較，這個(gè)信號(hào)的變化經(jīng)過一系列的信號(hào)處理后，會(huì)在異向性磁阻傳感器端機(jī)3模擬信號(hào)處理單元的電壓比較模塊產(chǎn)生一個(gè)由低變高的脈沖信號(hào)，控制單元收到此脈沖信號(hào)便開始利用自身帶有的模數(shù)轉(zhuǎn)換器不斷地采集模擬信號(hào)處理單元放大模塊的輸出，直至信號(hào)平穩(wěn)后認(rèn)為周圍地磁場(chǎng)穩(wěn)定后停止采樣。根據(jù)這段時(shí)間的采樣值判決車輛是否停在車位4上，如果判決為車輛只是經(jīng)過，則端機(jī)重新進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；如果判決為車輛停在車位4上，則異向性磁阻傳感器端機(jī)3通過射頻單元以無線的方式把自身編號(hào)、車位4被使用等信息發(fā)送給附近的無線中繼端機(jī)2，無線中繼端機(jī)2收到后，回發(fā)確認(rèn)信息給傳感器端機(jī)3，然后再將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線接收端機(jī)1，無線接收端機(jī)1收到后會(huì)發(fā)確認(rèn)信息給無線中繼端機(jī)2。無線接收端機(jī)1在顯示界面中將對(duì)應(yīng)車位4標(biāo)識(shí)為被使用狀態(tài)，并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)的保存在存儲(chǔ)單元。
當(dāng)車輛駛離本發(fā)明的傳感器端機(jī)3的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，異向性磁阻傳感器敏感到地磁信號(hào)的變化，并與之前的背景值進(jìn)行比較，這個(gè)信號(hào)的變化經(jīng)過一系列的信號(hào)處理會(huì)在異向性磁阻傳感器端機(jī)3模擬信號(hào)處理單元的電壓比較模塊產(chǎn)生一個(gè)由高變低的脈沖信號(hào)，控制單元收到此脈沖信號(hào)便開始利用自身帶有的模數(shù)轉(zhuǎn)換器不斷地采集放大模塊的輸出，直至信號(hào)平穩(wěn)后認(rèn)為周圍地磁場(chǎng)穩(wěn)定后停止采樣。根據(jù)這段時(shí)間的采樣值判決車輛是否駛離車位4上，如果判決為車輛只是在車位4上移動(dòng)而未駛離，則端機(jī)重新進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；如果判決為車輛駛離車位4，則端機(jī)通過射頻單元以無線的方式把自身編號(hào)、車位4空閑等信息發(fā)送給附近的無線中繼端機(jī)2，無線中繼端機(jī)2收到后回發(fā)確認(rèn)信息給傳感器端機(jī)3，然后再將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線接收端機(jī)1，無線接收端機(jī)1收到后會(huì)發(fā)確認(rèn)信息給無線中繼端機(jī)2。無線接收端機(jī)1在顯示界面中將對(duì)應(yīng)車位4標(biāo)識(shí)為空閑狀態(tài)，并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)的保存在存儲(chǔ)單元。
在本發(fā)明中的所有端機(jī)使用各種低功耗的器件外，還采用了先進(jìn)的功耗控制方法，最大程度地提高了系統(tǒng)的電源續(xù)航能力。本發(fā)明中的異向性磁阻傳感器端機(jī)3只有在車輛移動(dòng)時(shí)才處于正常工作模式，其他時(shí)間均處于休眠狀態(tài)。休眠狀態(tài)時(shí)，異向性磁阻傳感器端機(jī)3的控制單元工作在超低功耗狀態(tài)，端機(jī)關(guān)閉除模擬信號(hào)處理單元和控制單元最小系統(tǒng)電路之外的所有電路的電源供給。射頻單元平時(shí)都處于休眠關(guān)閉狀態(tài)，只有在車位4狀態(tài)發(fā)生變化后才上報(bào)數(shù)據(jù)，異向性磁阻傳感器端機(jī)3的能耗非常低，休眠電流僅為1mA；無線中繼端機(jī)2加入網(wǎng)絡(luò)后處于休眠狀態(tài)，使用射頻喚醒功能，當(dāng)異向性磁阻傳感器端機(jī)3有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，無線中繼端機(jī)2被喚醒，進(jìn)入到正常工作狀態(tài)，這種工作機(jī)制有效減小了無線中繼端機(jī)2的損耗，休眠電流只有10uA。
異向性磁阻傳感器端機(jī)3上電啟動(dòng)后，首先進(jìn)行模塊初始化工作，然后與無線中繼端機(jī)2或無線接收端機(jī)1交互加入網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)加入成功后，端機(jī)進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)車輛到來(或離開)時(shí)模擬信號(hào)處理單元的電壓比較模塊輸出引起的中斷會(huì)把端機(jī)從休眠狀態(tài)中喚醒，并開始控制單元采集放大模塊的輸出，車輛離開(或停穩(wěn))后，向無線中繼端機(jī)2或無線接收端機(jī)1上報(bào)數(shù)據(jù)，在確認(rèn)接收方收到數(shù)據(jù)后，便再次進(jìn)入休眠狀態(tài)。
圖4中的每個(gè)車位4均由一個(gè)異向性磁阻傳感器端機(jī)3檢測(cè)，每個(gè)無線中繼端機(jī)2最多可管理255個(gè)異向性磁阻傳感器端機(jī)3。實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)車位4分布、停車場(chǎng)的建筑結(jié)構(gòu)等因素靈活選擇無線中繼端機(jī)2的數(shù)目和布設(shè)位置。具體安裝時(shí)，將異向性磁阻傳感器端機(jī)3鋪設(shè)于車位4中后部，該端機(jī)通過四個(gè)膨帳螺絲固定于地表。
系統(tǒng)中所有端機(jī)的射頻單元工作頻率為433MHz，帶寬為64MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率及功率可調(diào)，最大傳輸速率500kbps，最大傳輸功率10dBm，埋設(shè)在路面斷層中的無線傳輸距離最大可到500m。
本發(fā)明所述的異向性磁阻傳感器的英文全稱為anisotropicmagneto resistive，簡(jiǎn)稱為AMR傳感器。
權(quán)利要求
1.一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括異向性磁阻傳感器端機(jī)、無線中繼端機(jī)和無線接收端機(jī)，其特征在于該系統(tǒng)為三級(jí)多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由大量異向性磁阻傳感器端機(jī)、若干無線中繼端機(jī)和一個(gè)無線接收端機(jī)構(gòu)成；異向性磁阻傳感器端機(jī)負(fù)責(zé)前端的信號(hào)獲取和處理，無線中繼端機(jī)負(fù)責(zé)接收異向性磁阻傳感器端機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線接收端機(jī)，無線接收端機(jī)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、車位狀態(tài)信息的顯示與存儲(chǔ)；異向性磁阻傳感器端機(jī)數(shù)量根據(jù)車位確定，每個(gè)車位設(shè)置一個(gè)異向性磁阻傳感器探測(cè)端機(jī)，無線中繼端機(jī)的數(shù)量和布設(shè)位置根據(jù)實(shí)際場(chǎng)合的建筑結(jié)構(gòu)、車位布局選擇，以在使用設(shè)備最少的情況下最大程度地保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪B通性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于異向性磁阻傳感器端機(jī)包括三路相互垂直的異向性磁阻傳感器、三路相同的模擬信號(hào)處理單元、控制單元以及射頻傳輸單元；異向性磁阻傳感器實(shí)時(shí)采集地磁信號(hào)，連接于模擬信號(hào)處理單元，模擬信號(hào)處理單元連接于控制單元，控制單元與射頻傳輸單元互相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于異向性磁阻傳感器端機(jī)的模擬信號(hào)處理單元主要包括放大模塊、隔直濾波模塊和電壓比較模塊，放大模塊連接于隔直濾波模塊，隔直濾波模塊連接于電壓比較模塊，放大模塊和電壓比較模塊連接于控制單元；
放大模塊對(duì)異向性磁阻傳感器采集到的地磁信號(hào)進(jìn)行充分放大，該放大后的信號(hào)在經(jīng)過隔直濾波模塊濾波后送入控制單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
隔直濾波模塊用于對(duì)放大模塊處理后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，剔除其中的直流成分，拾取車位狀態(tài)改變時(shí)的交流信號(hào)；
電壓比較模塊用于將隔直濾波模塊的輸出與給定的電壓進(jìn)行比較，得到車位狀態(tài)是否發(fā)生變化的脈沖電平信號(hào)，喚醒控制單元對(duì)三路異向性磁阻傳感器的信息進(jìn)行采集；
控制單元用于對(duì)異向性磁阻傳感器電壓信號(hào)進(jìn)行采集及車位檢測(cè)算法處理，由電壓比較器模塊產(chǎn)生的脈沖電平信號(hào)喚醒控制單元后，通過控制單元的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊對(duì)異向性磁阻傳感器三路放大后的信息進(jìn)行采集，并與原始地球磁場(chǎng)大小進(jìn)行比較，經(jīng)過一定的識(shí)別算法后得到車位是否被占用的狀態(tài)信息，如果車位狀態(tài)發(fā)生改變，則將改變后的車位狀態(tài)信息送入射頻單元，再發(fā)送給無線中繼端機(jī)；射頻單元與無線中繼端機(jī)通過無線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于無線中繼端機(jī)包括控制單元、與控制單元連接的射頻單元；無線接收端機(jī)包括控制單元、與控制單元連接的射頻單元以及存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)收到的上報(bào)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中異向性磁阻傳感器端機(jī)與無線中繼端機(jī)之間、無線中繼端機(jī)與無線接收端之間的無線傳輸采用數(shù)據(jù)確認(rèn)機(jī)制，數(shù)據(jù)的發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后，需要等待接收方返回的確認(rèn)幀，以確認(rèn)接收方收到該數(shù)據(jù)幀；如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，發(fā)送方?jīng)]有收到接收方返回的確認(rèn)幀，發(fā)送方將重發(fā)該數(shù)據(jù)幀，直至收到接收方返回的關(guān)于該數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于異向性磁阻傳感器端機(jī)與無線中繼端機(jī)之間，無線中繼端機(jī)與無線接收端機(jī)之間的無線傳輸中采用帶沖突避免的信道偵聽機(jī)制來有效避免由于共用無線信道產(chǎn)生的碰撞沖突，在端機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)、更新配置或下發(fā)命令前，端機(jī)先偵聽信道忙閑，如果信道空閑，則立即發(fā)送；如果信道為忙，則隨機(jī)延遲一段時(shí)間后再偵聽信道忙閑，如果信道空閑，則立即發(fā)送；如果信道仍然為忙，則再隨機(jī)延遲一段時(shí)間后偵聽信道忙閑，直至偵聽到信道空閑時(shí)進(jìn)行發(fā)送。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中除了使用由異向性磁阻傳感器端機(jī)到無線中繼端機(jī)，由無線中繼端機(jī)到無線接收端機(jī)的上行鏈路傳輸上報(bào)數(shù)據(jù)外；還使用由無線接收端機(jī)到無線中繼端機(jī)，由無線中繼端機(jī)到異向性磁阻傳感器端機(jī)的下行鏈路發(fā)送對(duì)異向性磁阻傳感器端機(jī)的配置更新和重置背景值命令。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于磁敏技術(shù)探測(cè)車位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它是一個(gè)由大量異向性磁阻傳感器端機(jī)、若干無線中繼端機(jī)和一個(gè)無線接收端機(jī)組成的三級(jí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。異向性磁阻傳感器端機(jī)負(fù)責(zé)前端的信號(hào)獲取和處理，通過電池供電；無線中繼端機(jī)負(fù)責(zé)接收異向性磁阻傳感器端機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線接收端機(jī)，由太陽(yáng)能電池、或蓄電池、或有源供電；無線接收端機(jī)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、車位狀態(tài)信息的顯示與存儲(chǔ)，通過有線直流電源方式供電。本發(fā)明在使用過程中可根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整無線中繼端機(jī)的數(shù)量和布設(shè)位置，有效克服了無線傳輸距離受限、容易被遮擋等缺點(diǎn)，適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型停車場(chǎng)。
文檔編號(hào)G08C17/00GK101216988SQ20081005922
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者帆 張, 李保海, 波 吳, 華 姜, 鄭春雷, 劉海濤, 李中一, 鮑星合, 康 趙, 周璐巍 申請(qǐng)人:中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心