无线传感器网络在车位控制中的应用

1、无线传感器网络在车位控制中的应用摘要本文介绍了SN的组成构造、网络平台组建、通信机制等内容，提出了一种基于SN的智能车位控制系统的实现方案。着重讨论该方案的实现原理、关键技术等问题。关键词SN；车位控制；超声波传感器无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，在现实生活中得到了越来越广泛的应用。随着通信技术、嵌入式技术、传感器技术的开展，传感器正逐渐向智能化、微型化、无线网络化开展1。目前，国内外主要研究无线传感器网络节点的低功耗硬件平台设计拓扑控制和网络协议、定位技术等。这个设计以检测超声波强度的传感器为例，实现了一个无线传感器网络，根据传感器所检测的超声波强弱来决定开启或关闭车位指示灯，

2、从而判断是否有车辆进入检测区域。这种传感器网络综合了嵌入式技术、传感器技术、短程无线通信技术，有着广泛的应用。该系统不需要对现场构造进展改动，不需要原先任何固定网络的支持，可以快速布置，方便调整，并且具有很好的可维护性和拓展性。3.1网络平台组建无线传感器网络平台由超声波传感器模块、微处理器模块、无线发射模块三个部分组成3，如图1所示。微处理器模块和无线发射模块集成在一块板子上，而超声波传感器模块通过接口与微处理器相连，这样可以通过更换不同的传感器模块来应用于各种场合。由于超声波指向性强，在介质中传播的间隔 较远，因此超声波经常用于间隔 的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现4。

3、利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能到达工业实用的要求。为了使汽车能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的间隔 信息(间隔 和方向)。本文所介绍的三方向(前、左、右)超声波测距系统，就是为后台工作人员理解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动间隔 信息5。图1无线传感器网络节点构造图2无线传感器网络节点通信拓扑构造SL-SRF-25超声波传感器，接上电源，可以单独作为超声波测距使用，由3位LED数码管显示障碍物间隔 ，3位LED数码管采用积木式插装方式，便于调试检查及使用在不同场合。测量范围10-250，测距小于100时，误差是

4、12.，大于100时，误差是45。SL-SRF-25超声波传感器，还可以指定从单片机I/端口上输出分段间隔 检测信号。处理器模块选择美国加州伯克利大学的ia2模型节点。节点板上提供如下功能：433Hz中心频率的无线通信接口，通过编程可以定制多种功能：可以提供-20db10db多种通信功率；可以在曼彻斯特编码方式下提供从0.3kbps38.4kbps多种传输速率；可以在433附近设置多种通信频率，频率间隔为76k。它高速和大容量RA的特性，为处理数据包提供了便利。3.2系统软件平台选择美国加州伯克利大学开发的TinyS系统开发环境。TinyDB是TinyS的查询处理系统，它可以从无线网络中的se

5、nsr节点上提取数据和信息。TinyS为TinyDB提供了一个可视化的JAVAAPI窗口，可以进展实时查询。3.3组网类型在本文中，无线传感器网络采取星型拓扑构造(如图2)，由一个网络协调器作为中心节点，可以跟任何一个普通节点通信。普通节点上含有超声波传感器对周围环境中的超声波信号强度参数进展测量、采样，将采集到的数据发往中心节点，并且可以对中心节点发来的数据、命令进展分析处理，完成相应的操作。假设两个普通节点之间要传送数据那么必须经过中心节点，由中心节点把数据传送到相应的节点上。3.4组网流程无线传感器网络是一个自组织的网络，假如一个全功能节点被激活，它就可能建立一个网络并把自己设为网络协调

6、器，其它的普通节点可以申请参加该网络6。这样就可以建成一个具有星型拓扑构造的无线传感器网络。本文中的无线传感器网络支持超帧构造，网络协调器经过能量扫描、主动信道扫描后，按照设定的参数周期性的发送信标郑普通节点首先经过能量扫描和被动信道扫描后，获取信标帧中包含网络特征的参数，如信标序号、超帧序号和网络标号等。通过同步恳求与网络协调器同步，再通过匹配恳求与网络协调器关联。在与网络协调器关联的过程中，网络协调器为每个恳求关联的普通节点分配16位的短地址7。这样在以后的数据传送中就可以用短地址进展通信，进步通信效率、降低发射中的能量消耗，从而延长网络的使用寿命。3.5数据传输机制(1)信标帧：用以网络

7、协调器在支持超帧构造的第一个时槽向其临近节点播送信标，当附近的节点承受到信标帧后就可以申请参加该网络。(2)数据帧：用来传送含有超声波度信息的数据。在地址域中包含源节点和目的节点的网络标号和短地址。由于数据帧的传送方向有两种：从普通节点传向中心节点和从中心节点发送给普通节点。(3)命令帧：用于组建无线传感器网络、传输同步数据等。命令帧在格式上和其它类型的帧没有太多的区别。(4)确认帧：用以确认目的节点成功接收到数据帧或命令郑当目的节点成功接收到数据帧或命令帧后，就发送一个确认帧给发送方。发送方接收到这个确认帧说明发送成功。假设在规定的时间内没有接收到确认帧，那么重发该数据帧或命令郑在帧控制域中

8、定义了帧的类型为确认郑确认帧的序列号要与被确认帧一样，并且负载长度为零。确认帧紧接着被确认帧发送，不需要使用SA-A机制竞争信道8。在我们设计的无线传感器网络车位控制系统中，普通节点将它采集的超声波数据发送给网络协调器，网络协调器将含有控制变量的数据帧发送给带有车位占空标志接点的同时，还可以通过串口将超声波度数据传送给计算机。通过计算机上的后台软件，可以监控超声波度信号的变化。从超声波传感器可以判断车位的占用情况。本文从无线传输协议的制定、传输过程控制等几个方面对设计实现无线传感器网络进展了阐述。在实际运用中，只要对详细的传感器进展更换，就可以适用于各种各样的传感器网络。由于无线传感器系统组网

9、灵敏，采用模块化的设计，故具有很好的移植性和扩展性，随着人们生活程度的进步，此系统在将来交通监控领域有着广阔的应用前景。在将来交通监控领域10、智能家电、家庭环境的智能调节上有着广阔的前景。1孙利民，李建中，陈渝，等.无线传感器网络.北京：清华大学出版社，2022：32163孙永进，孙雨耕，房朝晖.无线传感器网络的连通与覆盖J.天津大学学报，2022，38(1)：142174GJPttie，JKaiser.irelessintegratednetrksensr.In：uniatinsftheA，2000；43(5)：51-55李建中，李金宝，石胜飞.传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展.软

10、件学报，2022，14(10)：171717276任丰原，黄海宁，林闯.无线传感器网络J.软件学报2022；14(7)：1282-12917Alanainaring，JsephPlastre，RbertSzezyk，DAVullerandJhnAndersn.irelessSensrNetrksfrHabitnitring.In：FirstAInternatinalrkshpnirlessSensrNetrksandAppliatins，Atlanta，Gergia，USANeYrk，NY，USA：APress，2002：889758YUNIS，FAHYS.HEED：ahybrid，energyeffiiendistributedlusteringapprahfrAdHsensrnetrkJ.IEEETransatinsnbileputing，2022，3(4)36623799XingbYu，KushikNiygi，Sharadehrtra，NaliVenkatasubraanian.AdaptiveTargetTrakinginSensr