基于地磁傳感器的車位檢測系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：針對近年來興起的開放式停車場技術(shù)，文章利用三軸地磁傳感器HMC5883檢測車位中的車輛停放狀況，并將傳感器的檢測數(shù)據(jù)送至stc12c1052ad單片機，利用動態(tài)波形特征提取算法運算處理，從而確定車輛的停放狀態(tài)，通過無線發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)傳送到管理終端。管理終端接收的數(shù)據(jù)通過stc89c52芯片運算整合，將車位狀態(tài)顯示在液晶屏上，極大的方便了停車場的管理。

關(guān)鍵詞：地磁傳感器；車位檢測；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1 系統(tǒng)方案設(shè)計

1.1 地磁傳感器原理

地磁場是一個磁場強度隨位置和時間變化而變化的弱磁場，平均感應(yīng)強度為50000-60000nT。在沒有外部磁場干擾時，傳感器內(nèi)部磁阻電流密度矢量[2]一般呈直線狀態(tài)；當(dāng)外部磁場擾動時，電流密度矢量因霍爾效應(yīng)會與電場方向偏離一定角度，因此，電流的大小和方向?qū)⒆兓?，電阻值變化?/p>

設(shè)計采用霍尼韋爾公司的三軸地磁傳感器HMC5883，HMC5883可以同時感應(yīng)水平和垂直三個方向的地磁強度。僅需要判斷車位中是否有車輛停放，不必知道車輛停放的空間姿態(tài)，所以只使用到了其中的X軸，而另外兩軸可以為其他功能的擴展提供用途，如通過三個軸的磁場感應(yīng)強度計算出車輛的空間位置狀態(tài)，從而實現(xiàn)幫助駕駛員規(guī)范停車等功能。檢測停車位是否有車輛，HMC5883地磁傳感器放置如圖1，車輛沿x軸的負方向進入停車位，當(dāng)車輛進入停車位時，x軸產(chǎn)生的磁場變化最大，因此只需讀取x軸的變化便可判斷車輛的有無，Y軸和z軸均與x軸垂直，z軸指向天空，Y軸與車輛行駛方向垂直，因此幾乎不受影響。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)主要由車位檢測小板，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，管理終端組成[3]。由安裝在車位中的檢測小板檢測車位數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到管理終端運算處理，顯示車位信息，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

地磁車位檢測小板的檢測與發(fā)送裝置的電路，主要由芯片STC12C1052、霍尼韋爾HMC5883、315MHz無線收發(fā)模塊，tps61070電源模塊等組成，實現(xiàn)對地面磁感線疏密度的檢測功能，當(dāng)車輛停止在檢測板上方時，會對該處的地球磁場產(chǎn)生擾動，影響HMC5883內(nèi)部的鐵鎳合金的電阻率改變，進而將磁場變動的信號發(fā)送給STC12C1052，由STC12C1052運算處理，再控制315MHz發(fā)射模塊發(fā)送信息給管理終端。檢測發(fā)送裝置的原理設(shè)計電路如圖3所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

傳感器檢測的信號總是伴隨著各種干擾，這些擾動情況復(fù)雜，會對運算造成誤差。為了減小隨機誤差，程序通過防脈沖干擾平均值濾波方法[4，5]對信號進行處理，然后利用動態(tài)基值的波形特征提取算法[6]和門限斜率確定車位上車輛的停放狀態(tài)。地磁檢測小板的程序主流程如圖4所示。

4 結(jié)束語

文章針對國內(nèi)非自動化的停車管理方式一定程度上導(dǎo)致了交通狀況日益嚴峻狀況。同時在深入了解了國外在停車場管理方面的技術(shù)和經(jīng)驗后，設(shè)計采用地磁傳感器檢測車位狀態(tài)，節(jié)點設(shè)計體積小，便于安裝、替換，管理終端可將系統(tǒng)接入智能交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)資源更大范圍的共享，提高車位的利用率，使停車場的管理更加智能化。

參考文獻

[1]李俠軍.基于地磁傳感器的停車位無線網(wǎng)絡(luò)控制與計費技術(shù)研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2013.

[2]何斌，蔣鈴鴿.一種基于傳感網(wǎng)技術(shù)的智能停車場車位檢測器方案設(shè)計與實現(xiàn)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013，13（23）：6774-6780.

作者簡介：秦昌輝（1994-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院2013級電氣工程及其自動化本科生。