基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測停車場的使用率

　　許多停車場使用率監(jiān)控系統(tǒng)需要在建造過程中安裝。而在現(xiàn)有的停車場中實現(xiàn)這類系統(tǒng)通常安裝過程非常復(fù)雜。同時，這類系統(tǒng)采集到的信息通常受到停車場本身結(jié)構(gòu)的限制。我們能夠采集數(shù)據(jù)，但是卻沒有統(tǒng)一而集中數(shù)據(jù)訪問協(xié)議。

　　我們實現(xiàn)了一個低成本、易于安裝的停車場使用率監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了在線數(shù)據(jù)庫提供了本地和遠(yuǎn)程的停車空間信息。并可利用計算機(jī)和手機(jī)在線訪問的方式，為進(jìn)入的車輛提供了可用的停車信息。

　　技術(shù)方案

　　我們創(chuàng)建的這個系統(tǒng)能夠幫助停車場的顧客獲得信息，以有效地選擇停車的策略。同時，我們還需要為停車場管理員提供數(shù)據(jù)，輔助他們有效管理停車場的資源。最初的部署場所是UCLA醫(yī)學(xué)樓停車場中的某一層，該停車場分為兩個區(qū)域，一個供患者停車用，另一個供職工和患者用。

　　為了給停車場顧客提供有用的信息，該系統(tǒng)提供了停車場中的總車位占用數(shù)，以及更為具體的區(qū)域信息。我們在每個入口、出口和區(qū)域過渡處安放了傳感器。入口和出口處的傳感器，以無線方式將入口和出口的車輛數(shù)據(jù)傳輸?shù)匠隹趰復(fù)さ闹行幕尽?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/監(jiān)測">監(jiān)測區(qū)域過渡點的傳感器檢測車流和方向，并確定車輛是否在區(qū)域間移動。傳感器將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心基站，基站將對所有的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實時提供停車場總共可用的停車位數(shù)量和每個區(qū)域的停車位數(shù)量。

　　硬件系統(tǒng)設(shè)計

　　傳感器

　　我們使用Parallax Technologies公司的被動式紅外傳感器（PIR）作為主要的車輛檢測器。這些傳感器可以檢測出物體發(fā)出的紅外黑體輻射的變化，由于檢測無需激活所以只需要極少的能量。這些傳感器還提供了數(shù)字輸出，可以配置用于在連續(xù)運動檢測過程中輸出脈沖或是維持高電平，在達(dá)到平衡后下降到低電平。

　　無線傳感器節(jié)點

　　我們使用了三個NI WSN-3202 模擬輸入節(jié)點開發(fā)我們的系統(tǒng)，每個節(jié)點擁有四個模擬電壓輸入和四個數(shù)字輸出。我們將PIR傳感器模塊的輸出連接到一個數(shù)字輸入上，將傳感器電池連接到模擬輸入上來檢測電力的消耗。同時，我們使用4個AA電池為WSN節(jié)點供電。盡管我們可以持續(xù)向基站傳遞原始傳感器數(shù)據(jù)，但我們還是使用節(jié)點的處理能力在本地計算進(jìn)出事件，以減少對基站的無線傳輸。本地節(jié)點可以確定汽車是否通過，而不是將原始數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)行處理。利用這項功能，節(jié)點只需要在檢測到車輛時傳遞信息，從而提高電池壽命。

　　基站

　　由交流電源供電的NI cRIO-9014實時嵌入式控制器，構(gòu)成了停車場出口崗?fù)ぶ械幕?。我們將基站通過以太網(wǎng)連接到UCLA的交通網(wǎng)中。由于ULCA的交通安全隱私政策，這些數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)外是無法訪問到的，但是可以連接到后端的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于數(shù)據(jù)存儲。

　　無線網(wǎng)關(guān)

　　利用NI WSN-9791 以太網(wǎng)關(guān)，我們簡化了CompactRIO基站和無線傳感器節(jié)點間的通信。我們在出口崗?fù)ぶ邪惭b了該網(wǎng)關(guān)，而在靠近崗?fù)さ姆轿话惭b了CompactRIO控制器。交流電網(wǎng)為基站供能，同時連接到與CompactRIO相同的網(wǎng)絡(luò)上。

　　在線數(shù)據(jù)存儲

　　我們將從CompactRIO獲得的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)絪ensorbase.org數(shù)據(jù)庫，它提供了用戶友好的網(wǎng)絡(luò)界面用于下載、瀏覽、共享和組織數(shù)據(jù)。同時，這個數(shù)據(jù)庫可以提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用層，用于開發(fā)個性化的網(wǎng)頁，為計算機(jī)和手機(jī)用戶顯示停車場信息。