【《智能车位管理系统整体方案设计案例》3100字】

智能车位管理系统整体方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u14620智能车位管理系统整体方案设计案例 1170331.1智能车位管理系统整体方案简述 1174281.2总体方案设计 1305091.3方案可行性分析 11.1智能车位管理系统整体方案简述本毕业设计是基于窄带物联网的技术实现了一种便捷、舒适的停车位管理系统。通过利用NB-IoT海量连接多个终端节点、超低能耗和节约能量的优势，结合STM32嵌入式微控制器接收车位状态信号的设计，以及后台数据中心云端服务器和用户层界面的显示及操作，实现了客户对车位状态信息的实时了解，帮助其在最短的时间内找到所需要的空闲车位。1.2总体方案设计基于NB-IoT的停车管理系统主要由停车状态监测模块，NB-IoT无线通信模块和后台数据中心组成。传感器模块和MCU主控制模块是属于停车位信息监视模块部分。车辆传感器类型的测量精准度不低，噪声的影响也不是很大，因此在系统设计中，车辆传感器用于监视停车位是否有车辆。MCU的主控制模块使用STM32系列嵌入式模块，并使用其高性能的皮质内核来控制传感器单元并进行数据传输和处理。NB-IoT模块作为系统的核心，对应着连接一个基站和使用一个协调器。连接的基站通过天线与协调器相连，并上传相应的停车信息监控结果。数据后台中心的云服务器接收并处理协调器信号后，将在上位机界面上显示停车状态结果，以便用户可以在停车异地显示屏上看到相应园区或社区的停车状态。如图2-1所示。图2-1车位管理系统框图1.3方案可行性分析1.3.1窄带物联网通信的可行性分析物联网的成果渐渐影响到了人们生活的各个领域，生产方式的改变也很大，物联网的魅力正不断地吸引各国政府的持续关注。物联网在不断的发展下，与物联网紧密相关的各类信息处理模块和各种感知传感器的产业链已经初步形成[6]。物联网技术逐渐发展起来，物联网应用场景范围不断扩大，目前物联网的产业价值已远远超过互联网[7]。在巨大的物联网市场下，各大运营商选择NB-IoT的物联网技术占绝大多数。NB-IoT无线通信技术拥有其中的几个优点：深层次覆盖：在封闭环境下的传输能力比较强，在相同的环境下相比于其他广域网通信技术提高21个dB，可以说是提高了近百倍覆盖面积的能力，低能耗方面则聚焦速度低、数据量小的应用，所以终端的能耗很小，设备的工作持续时间能有很大的提高。连接多：在相同的一个基站占用下，对于目前拥有的其他无线通信技术的接入数量而言，NB-IoT无线通信技术的连接数量是它们的51倍，在同一个扇区内的大量的终端设备能够存在并且相互连接，低延时敏感度高的网络架构适合于此，尤其是设备经济性很高和设备节能也很高的。低廉性：可以使用旧的网络，射频和天线，大多数新设备可以连接旧设备，并且具有低带宽、低能耗的优点，这十分的巧妙地实现了从前的网络技术在物联网的产业背景下面临的深层次的覆盖度低、硬件电池的续航时间短、通信遍及的面积不大进而影响通信效率、硬件的成本始终处于高水平等问题，所以物联网是运营商目前的技术需要。物联网是物与物连接的网络，网络层、感知层、平台层和应用层是属于物联网的网络四层架构，其本质是传感、信息和计算机技术。物联网四层网络架构模型如图2-2所示。图2-2物联网的4层网络架构物联网的感知层是无线通信的数据采集部分，主要作用是把传感器采集到的物理数据转化为一个电信号，最后途径网络层再过平台层直到应用层，也有一个别名为终端层。发送信息的道路是结构里的网络层，它的主要作用是传送信息和处理上一层的数据，一共无线发送和有线发送这两大类，这当中无线发送是主要的传送方法，保证了产业应用和工作生活的通信连接，也能够解释是传输层。网络层有网关类网络和有线网络等其他形式。总的网络架构中接替传输信息的是平台层，具有十分关键的作用，它主要是处理上一层传递过来的数据，解决底层通信协议的不同所带来的问题。从以往形成的主要原因来说，平台层是因为社会分工的不同进而形成的阶段产物。企业便能够更专注于制作自己的产品网络或者构建自己的产品车间和自己的产品应用，不再劳费精神在设备的联网设置上，更专注于企业的发展模式。最后的逻辑应用可视化体现在应用层上，目标就是未来服务于消费者、企业、政府三类群体，因此将产生了多元化，多元素的物联网产业应用，可以把它转换为社会的宝贵财富。综上所述，利用NB-IoT模块可以有效的降低远程通信带来的功耗，并且解决停车场只能实现现场控制的弊端，信息的传输可靠性强，呈现的画面逻辑性强，所以在本方案中具有可行性。1.3.2STM32主控模块的可用性分析最开始研制STM32系列微控制器的目标，是为了提高系统的性能指标，并且降低工作状态的功率损耗。在微控制器领域，STM32的出现无疑是一个前所未有的飞跃，和之前的微控制器相比，STM32在以下多个方面具有明显的优势[8]。精密性。STM32是一种相对于其他微控制器较高层次的微控制器，外部的设备排布集中和完备，布局设计呈现出精致而巧妙，器件配置得紧密并且十分有特色。可靠性。STM32的外部设备配置构建呈现出十分合理和精致的情况，但是，对于可靠性的要求却没有因为排版而出现有所降低的情况。因为伴随着悬挂的元器件越来越多，STM32想要保持较高的可靠性，硬件电路的要求渐渐的也有所提高，主要的方面有低电压的检测器以及时钟的管理器等其他的几个部分。安全性。信息数据在传输过程中有所保证，实际上就是在信息传输的进程中保证不能够窃取信息数据。STM32经过使用锁上Flash引脚的办法，信息完全且不会被窃取或者泄露的情况得到保证。如果发现有其他途径获取芯片内部信息数据的操作或者情况，就会立刻采用提高引脚状态的办法，与此同时，会自行销毁芯片存储的信息数据，从而保证信息数据的安全存在并且确保信息不被损坏和偷窃。在线调试功能。STM32支持tumb-2命令，软件的编译、模拟和调试在C语言环境中都能够完成。程序在软件平台上描述后，可以下载到单芯片微计算机的芯片上，实现在线调试功能。如果发现错误，可以同时修改，实时性能良好。综上所述，选择STM32F103单片机有利于对数据的整合、发送，并且能协调各个模块的使用，在控制过程中出现的差错率很低，具有很强的可靠性，所以选择作为主控模块。1.3.3车辆检测器模块和显示屏模块的可用性分析车辆识别模块是一个多功能红外识别系统，适用于智能移动汽车、象形机器人等自动化机械设备。红外线传感器模块在环境光的刺激下，它的适应性依旧很强。发射和接收红外线的导管在传感器上，把配置好的频率的红外线经过导管发射，如果检测方向遇到障碍物或遮挡物时，反转回来的红外射线会进入接收管被接收[9]。在处理信号离开接口后，它发送一个低电平信号。故障小，配置简单，操作方便。它可广泛应用于各种场合，如障碍物检测、装配线计算和黑白线监控等。如图2-3所示。图2-3红外感应探头实物图串口液晶屏是一个具有单个微型计算机或PC控制器的显示屏幕。与液晶屏幕相关的部分包括一个串行端口，一个串行UART端口或一个串行SPI端口，拥有显示驱动程序，屏幕保护程序和屏幕串口程序的部分组成。从MCU用户的串行端口获取指令，并在PC上执行所有指令操作。它被广泛应用于工业自动化，水文，电能，环境存储，医学，经济学，原油，化学产业，运输，岩石勘察，设备观察，公共研究和示范等数十个行业和领域，其中包括一些军事和工业领域，太空工业。它被列入具有可靠和稳定生产力的合格供应商列表。规范说，雪花问题，不兼容的问题和某些控制器的狭窄工作温度范围已完全消除。通信协议也很简单，可以将连续的UART端口连接到不同的MCU协议。同时，它将开发环境中的用户界面设计元素与制造商出售供用户使