基于地磁传感器的车位检测系统设计.doc

基于地磁传感器的车位检测系统设计 摘 要：针对近年来兴起的开放式停车场技术，文章利用三轴地磁传感器HMC5883检测车位中的车辆停放状况，并将传感器的检测数据送至stc12c1052ad单片机，利用动态波形特征提取算法运算处理，从而确定车辆的停放状态，通过无线发送模块将数据传送到管理终端。管理终端接收的数据通过stc89c52芯片运算整合，将车位状态显示在液晶屏上，极大的方便了停车场的管理。 关键词：地磁传感器；车位检测；无线传感器网络 1 系统方案设计 1.1 地磁传感器原理 地磁场是一个磁场强度随位置和时间变化而变化的弱磁场，平均感应强度为50000-60000nT。在没有外部磁场干扰时，传感器内部磁阻电流密度矢量2一般呈直线状态；当外部磁场扰动时，电流密度矢量因霍尔效应会与电场方向偏离一定角度，因此，电流的大小和方向将变化，电阻值变化。 设计采用霍尼韦尔公司的三轴地磁传感器HMC5883，HMC5883可以同时感应水平和垂直三个方向的地磁强度。仅需要判断车位中是否有车辆停放，不必知道车辆停放的空间姿态，所以只使用到了其中的X轴，而另外两轴可以为其他功能的扩展提供用途，如通过三个轴的磁场感应强度计算出车辆的空间位置状态，从而实现帮助驾驶员规范停车等功能。检测停车位是否有车辆，HMC5883地磁传感器放置如图1，车辆沿x轴的负方向进入停车位，当车辆进入停车位时，x轴产生的磁场变化最大，因此只需读取x轴的变化便可判断车辆的有无，Y轴和z轴均与x轴垂直，z轴指向天空，Y轴与车辆行驶方向垂直，因此几乎不受影响。 1.2 系统结构设计 系统主要由车位检测小板，网络节点，管理终端组成3。由安装在车位中的检测小板检测车位数据，通过无线网络将数据发送到管理终端运算处理，显示车位信息，并将数据存入数据库。 2系统硬件电路设计 地磁车位检测小板的检测与发送装置的电路，主要由芯片STC12C1052、霍尼韦尔HMC5883、315MHz无线收发模块，tps61070电源模块等组成，实现对地面磁感线疏密度的检测功能，当车辆停止在检测板上方时，会对该处的地球磁场产生扰动，影响HMC5883内部的铁镍合金的电阻率改变，进而将磁场变动的信号发送给STC12C1052，由STC12C1052运算处理，再控制315MHz发射模块发送信息给管理终端。检测发送装置的原理设计电路如图3所示。 3 系统软件设计 传感器检测的信号总是伴随着各种干扰，这些扰动情况复杂，会对运算造成误差。为了减小随机误差，程序通过防脉冲干扰平均值滤波方法4，5对信号进行处理，然后利用动态基值的波形特征提取算法6和门限斜率确定车位上车辆的停放状态。地磁检测小板的程序主流程如图4所示。 4 结束语 文章针对国内非自动化的停车管理方式一定程度上导致了交通状况日益严峻状况。同时在深入了解了国外在停车场管理方面的技术和经验后，设计采用地磁传感器检测车位状态，节点设计体积小，便于安装、替换，管理终端可将系统接入智能交通系统的网络，实现资源更大范围的共享，提高车位的利用率，使停车场的管理更加智能化。 参考文献 1李侠军.基于地磁传感器的停车位无线网络控制与计费技术研究D.杭州：浙江工业大学，2013. 2何斌，蒋铃鸽.一种基于传感网技术的智能停车场车位检测器方案设计与实现J.科学技术与工程，20