摘要：本文所规划的车位检测体系根据无线传感网(Wireless Sensor Network，WSN)技能。检测节点运用MSP430单片机操控MAG3110磁阻传感器，合作车位检测算法，并通过nRF905无线通讯模块向转化节点发送车位运用信息。转化节点将接纳到的信息转化成以太网数据。体系具有检测准率高、组网便利、抗搅扰才能强和功耗低一级特色，能完成对车
位运用状况的实时监测。
导言
伴随着我国科技和经济的前进，轿车产业在近几年进入了迅猛发展阶段。根据统计数据，2013年，我国轿车保有量已到达1.37亿辆，是2003年轿车数量的5.7倍，占悉数机动车的比率到达54.9%，比10年前进步了29.9%。轿车数量急剧添加，但相应的配套设备和监管等方面的相对滞后，车位资源稀缺，能够说“泊车难”成为了我国甚至全球亟待处理的重大问题。而处理这一难题，一方面要添加城市泊车位的数量，另一方面则是要进步泊车的功率。
本文所规划的智能泊车体系选用地磁检测机制并结合无线传感网技能，具有车位检测节点功耗低、体系布置保护便利、施工本钱低一级特色，检测节点和路由节点之间选用433 MHz传输，对环境无特殊要求，抗搅扰才能强。车主能够通过本体系在第一时刻获取到车位的空余信息，然后进步泊车功率，有效地缓解了泊车压力。
1 体系规划方案
智能泊车体系的结构如图1所示。坐落车位下方的地磁检测节点实时收集车位占用信息，然后将收集到的信息通过处理后传送到转化节点。转化节点将接纳到的数据打包成Socket数据包，传输到由ARM+Android渠道建立的会聚节点。一个会聚节点担任把单个泊车场的车位状况发送到长途的数据中心，并发生车位引导信息，传送至该泊车场的车位引导子体系。安卓手机客户端用户能够通过网络查询到车位的空余信息。
2 体系硬件规划
2.1 地磁车位检测节点
地磁车位检测节点选用低功耗规划，均匀电流耗费为几十μA，能够运用锂电池供电，一颗2 000 mAh的锂电池能够运用3年多。节点无需常常替换锂电池，或给锂电池充电，这样就能够将做好防水工业封装的节点埋于车位下方，然后大大便利了施工装置和后期的保护。车位检测节点实物图如图2所示。
2. 1.1 检测节点主控芯片
TI的MSP430系列是一个16位的、具有精简指令集、超低功耗的混合型单片机。它具有极低的功耗、丰厚的片内外设和便利灵敏的开发手法，其高度灵敏的守时体系、多种低功耗形式、即时唤醒以及智能化自主型外设，不仅可完成真实的超低功耗优化，并且还能大幅延伸电池运用寿命。
2.1.2 检测办法的选取
传统的车位检测办法有射频辨认、超声波、红外勘探、感应线圈等，这些检测办法用起来有较大的局限性，有的功耗较高，有的对所装置的环境有较高的要求，有的则十分简略遭到搅扰。一些新式的泊车体系则运用了轿车会对周围地磁场发生扰动这一特性，选用高灵敏度磁阻传感器勘探车位周围地磁场的改变状况，以此作为判别车位上车辆存在与否的根据。
现在的磁性传感器技能有霍尔(Hall)、各向异性磁阻(AMR)、巨磁阻(GMR)、地道磁阻(TMR)等。本体系选用的地磁传感器为Freeseale的MAG3110。MAG3110磁力仪因为结合了TMR技能、高分辨率的模仿规划和专用的嵌入式逻辑，因而具有优胜的功能。
MAG3110的参数特性如表1所列。
MAG3110与MSP430单片机的衔接如图3所示。
2.1.3 检测节点无线传输模块
因为地磁车位检测节点装置在车位的下方，当车位上有车辆停靠的时分，会影响无线信号的传输，并且泊车场内有许多钢筋混凝土结构的墙面或柱子，会对无线信号发生折射搅扰，因而需求选用绕障穿透才能和传输间隔都优于2.4 GHz的1 GHz以下的无线传输模块。
nRF905单片无线收发器首要作业于433 MHz、868 MHz和915 MHz的ISM频段。MCU通过SPI接口对nRF905进行编程装备，nRF905电流耗费很低，在发射功率为-10 dBm时，发射电流为11 mA，接纳电流为12.5 mA，进入POWERDOWN形式电流耗费最小，典型值低于2.5μA，十分适合于本传感节点这样低功耗、低本钱的体系规划。
nRF905与MSP430单片机的衔接如图4所示。
2.2 中继节点
中继节点和检测节点在硬件上仅有的不同便是少了MAG3110地磁检测模块。
2.3 转化节点
转化节点和中继节点以及车位检测节点组成一个简略的自组织Mesh网络，并且担任将接纳到的车位检测节点的数据进行拆包后从头封装成Socket数据包，发送到会聚节点以及后边的长途数据中心。
转化节点由低功耗Wi—Fi模块CC3200外接nRF905组成。Simple Link CC3200器材是一款集成了运转频率为80 MHz的ARM Cortex—M4内核的无线MCU，此器材包含多种外设，其间包含一个快速并行摄像头接口、I2S、SD/MMC、UART、SPI、I2C和四通道模/数转化器(ADC)。CC3200支撑基站、访问点和Wi—Fi直接形式，还支撑WPA2个人和企业安全性以及WPS2.0。运用SmartConfig技能，AP形式和WPS2，便可完成简略且灵敏的Wi-Fi服务。
CC3200发射功率和接纳灵敏度如表2所列。
转化节点首要硬件衔接如图5所示。
3 体系软件规划
3.1 检测处理算法
车位检测节点作业环境比较复杂，搅扰较多，如：温度、周围的车辆等，并且同一地址地磁场的强弱会随时刻发生一些改变，因而车位检测节点收集到的数据不能简略地直接运用，需求凭借必定的算法对这些原始数据进行处理。
该算法首要由三部分组成：滑润滤波算法、根据时刻的阈值断定算法、自校对基准场算法。归纳考虑车位检测节点单片机的功能，低功耗的规划要求以及滤波的作用，滑润滤波部分运用改善的限幅移动窗口均值滤波算法，如下所示：
式中，i∈Z+，Ai表明车位检测节点收集到的数据通过滤波后的成果，Si表明收集窗口长度为W的数据的总和，Ci表明每次收集到的车位的磁场的值，B表明自校对基准场的
值，T表明断定阈值，β表明大噪声系数，△表明最大采样误差。
3.2 低功耗的完成
车位检测节点的低功耗首要是结合MSP430单片机的低功耗形式(LPM)、常开门电路操控MAG3110以及事情触发驱动型作业形式这3种办法完成的。节点作业进程如图6所示。
3.3 无线组网
本体系中，检测节点地址固定，检测节点地址和其实践地理位置绑定，转化节点和中继节点以及车位检测节点组成一个简略的Mesh网络，检测节点能够直接和中继节点、转化节点通讯，中继节点之间能够彼此通讯，网络拓扑结构如图7所示。
体系数据帧结构如图8所示。
3.4 Socket编程
转化节点将接纳到的车位检测节点的数据进行拆包后从头封装成Socket数据包，其软件部分除了组网编程之外，还包含下面3部分：CC3200的SmartConfig编程、解析检测节点的数据包、Socket编程。
4 体系试验测验
4.1 组网测验
顺次敞开检测节点、中继节点、转化节点的电源，中继节点接入串口，打印调试信息。图9记录了检测节点FFFF A1 EC发送的数据包通过两个中继节点发送到转化节点00 00 00 01的进程。
4. 2 车位检测验验数据
为了削减周围车辆对检测成果的搅扰，首要运用MAG3110的Z轴数据。对Z轴数据运用改善的限幅移动窗口均值滤波算法(窗口长度取16)，滤波作用如图10所示。
结合自校对基准场和阈值断定的成果如图11所示。
结语
本文所规划的车位检测体系结合了无线传感网技能和地磁检测技能，具有检测准率高、组网便利、抗搅扰才能强和低功耗等特色。本体系能够完成对车位运用状况的实时监测，具有必定的实用价值和使用远景。
