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座人采用无线传感器网络来监测停车场的使用率

发布时间:2021-10-25 20:48:45 阅读: 来源:码垛机厂家

采用无线传感器络来监测停车场的使用率

挑战:

采用NI公司的无线传感器络来监测停车场的使用率

解决方案:

部署基于NI无线传感器络(WSN)平台的停车场使用使用率监测系统,监测进出停车场的事件,将数据以无线方式传输到NI CompactRIO基站,对信息进行处理并发送到络可以访问到的数据库。

"许多停车场使用率监控系统需要在建造过程中安装。而在现有的停车场中实现这类系统通常安装过程非常复杂。同时,这类系统采集到的信息通常受到停车场本身结构的限制。我们能够采集数据,但是却没有统一而集中数据访问协议。"

许多停车场使用率监控系统需要在建造过程中安装。而在现有的停车场中实现这类系统通常安装过程非常复杂。同时,这类系统采集到的信息通常受到停车场本身结构的限制。我们能够采集数据,但是却没有统一而集中数据访问协议。

我们实现了一个低成本、易于安装的停车场使用率监测系统,该系统集成了数据库提供了本地和远程的停车空间信息。并可利用计算机和访问的方式,为进入的车辆提供了可用的停车才能保证实验的正常信息。

技术方案

我们创建的这个电学量得到后常常需经过放大处理系统能够帮助停车场的顾客获得信息,以有效地选择停车的策略。同时,我们还需要为停车场管理员提供数据,辅助他们有效管理停车场的资源。最初的部署场所是UCLA医学楼停车场中的某一层,该停车场分为两个区域,一个供患者停车用,另一个供职工和患者用。

为了给停车场顾客提供有用的信息,该系统提供了停车场中的总车位占用数,以及更为具体的区域信息。我们在每个入口、出口和区域过渡处安放了传感器。入口和出口处的传感器,以无线方式将入口和出口的车辆数据传输到出口岗亭的中心基站。监测区域过渡点的传感器检测车流和方向,并确定车辆是否在区域间移动。传感器将数据发送到中心基站,基站将对所有的输入数据进行分析,实时提供停车场总共可用的停车位数量和每个区域的停车位数量。

硬件系统设计

传感器

我们使用Parallax Technologies公司的被动式红外传感器(PIR)作为主要的车辆检测器。这些传感器可以检测出物体发出的红外黑体辐射的变化,由于检测无需激活所以只需要极少的能量。这些传感器还提供了数字输出,可以配置用于在连续运动检测过程中输出脉冲或是维持高电平,在达到平衡后下降到低电平。

无线传感器节点

我们使用了三个NI WSN-3202 模拟输入节点开发我们的系统,每个节点拥有四个模拟电压输入和四个数字输出。我们将PIR传感器模块的输出连接到一个数字输入上,将传感器电池连接到模拟输入上来检测电力的消耗。同时,我们使用4个AA电池为WSN节点供电。尽管我们预测环境影响程度可以持续向基站传递原始传感器数据,但我们还是使用节点的处理能力在本地计算进出事件,以减少对基站的无线传输。本地节点可以确定汽车是否通过,而不是将原始数据发送到服务器进行处理。利用这项功能,节点只需要在检测到车辆时传递信息,从而提高电池寿命。

基站

由交流电源供电的NI cRIO-9014实时嵌入式控制器,构成了停车场出口岗亭中的基站。我们将基站通过以太连接到UCLA的交通中。由于ULCA的交通安全隐私政策,这些数据在络外是无法访问到的,但是可以连接到后端的数据库服务器用于数据存储。

无线关

利用NI WSN-9791 以太关,我们简化了CompactRIO基站和无线传感器节点间的通信。我们在出口岗亭中安装了该关,而在靠近岗亭的方位安装了CompactRIO控制器。交流电为基站供能,同时连接到与CompactRIO相同的络上。

数据存储

我们将从CompactRIO获得的数据实时传输到数据库,它提供了用户友好的络界面用于下载、浏览、共享和组织数据。同时,这个数据库可以提供络服务应用层,用于开发个性化的页,为计算机和用户显示停车场信息。

软件构架

数据采集

首先,无线传感器节点从PIR模块采集数据。在节点上运行由NI LabVIEW Wireless Sensor Network (WSN) Module Pioneer编写的个性化VI程序,以利用WSN节点的数字I/O通知特性。当PIR模块检测到运动时,该事件将被触发,WSN节点持续对数字输入进行采样直到该输入回到低电平状态。在检测到事件后,WSN节点将向CompactRIO基站发送射频信号,显示事件已发生以及持续的时间。利用数字I/O的通知系统,并以较低得速率进行采样,我们可以最小化WSN节点开启和发送数据的时间。

WSN节点的脉冲长度数据被发送到CompactRIO基站,并根据物体比强度较高通过传感器的时间进行分类,以确定是否有一辆或是几辆车还是行人经过。CompactRIO将在内部记录停车场内总的车辆数。在进出事件发生时,时间数据和总的车辆数被记录到CompactRIO内部的flash存储器中,并上传到的数据库中。

内容

现在,我们将系统数据发送到数据库中,利用内建的络接口进行浏览、下载和图形化显示。个性化的络应用程序还可以利用络服务层,对数据进行访问。我们利用这些络服务创建了简单的络接口,图形化地显示一段时间内的数据,并提供停车场中当前总的车辆数。

能量测量

除了车辆监测数据,我们还设定每个WSN节点每隔10分钟对模拟通道进行采样,以测量传感器电池的使用情况。然后,我们将电池和链接质量数据发送到基站进行记录,并将其上传到数据库中。我们还创建了简单的络接口,为用户提供系统的健康信息。

未来的系统扩展

在最初的安装后,我们希望对系统进行扩展,这样基站不仅可以上传信息,而且还可以从其它‘连接’的停车场下载数据,在用户所处的停车场满载时,帮助他们选择其它的停车场。扩展部署的主要目标是医学楼中的停车场和临近的停车地点。所有的停车场信息都可以访问,而且现场的标识可以通知顾客附近停车场可用的停车信息。

我们还计划在停车场中安装LED显示设备。这些LED可以自动更新,向进入的车辆显示可用停车位的信息,而不需要管理员手工地放置标识。

同时,我们利用NI WSN平台对停车场的使用率进行监测,经济上是可行的,而且不需要使用有线系统。

作者信息:

Yeung lam

UCLA Center for Embedded Networked Sensing

Tel:

yeunglam@(end)

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