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[導讀]   技術方案  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)學樓停車場中的某一

   技術方案

  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)匠隹趰復さ闹行?strong>基站。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)送到服務器進行處理。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,構成了停車場出口崗亭中的基站。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)庫服務器用于數(shù)據(jù)存儲。

  無線網(wǎng)關

  利用NI WSN-9791 以太網(wǎng)關,我們簡化了CompactRIO基站和無線傳感器節(jié)點間的通信。我們在出口崗亭中安裝了該網(wǎng)關,而在靠近崗亭的方位安裝了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)絡服務應用層,用于開發(fā)個性化的網(wǎng)頁,為計算機和手機用戶顯示停車場信息。 軟件構架

  數(shù)據(jù)采集

  首先,無線傳感器節(jié)點從PIR模塊采集數(shù)據(jù)。在節(jié)點上運行由NI LabVIEW Wireless Sensor Network (WSN) Module Pioneer編寫的個性化VI程序,以利用WSN節(jié)點的數(shù)字I/O通知特性。當PIR模塊檢測到運動時,該事件將被觸發(fā),WSN節(jié)點持續(xù)對數(shù)字輸入進行采樣直到該輸入回到低電平狀態(tài)。在檢測到事件后,WSN節(jié)點將向CompactRIO基站發(fā)送射頻信號,顯示事件已發(fā)生以及持續(xù)的時間。利用數(shù)字I/O的通知系統(tǒng),并以較低得速率進行采樣,我們可以最小化WSN節(jié)點開啟和發(fā)送數(shù)據(jù)的時間。

  WSN節(jié)點的脈沖長度數(shù)據(jù)被發(fā)送到CompactRIO基站,并根據(jù)物體通過傳感器的時間進行分類,以確定是否有一輛或是幾輛車還是行人經(jīng)過。CompactRIO將在內部記錄停車場內總的車輛數(shù)。在進出事件發(fā)生時,時間數(shù)據(jù)和總的車輛數(shù)被記錄到CompactRIO內部的flash存儲器中,并上傳到sensorbase.org的數(shù)據(jù)庫中。

  在線內容

  現(xiàn)在,我們將系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送到sensorbase.org數(shù)據(jù)庫中,利用內建的網(wǎng)絡接口進行瀏覽、下載和圖形化顯示。個性化的網(wǎng)絡應用程序還可以利用網(wǎng)絡服務層,對數(shù)據(jù)進行訪問。我們利用這些網(wǎng)絡服務創(chuàng)建了簡單的網(wǎng)絡接口,圖形化地顯示一段時間內的數(shù)據(jù),并提供停車場中當前總的車輛數(shù)。

  能量測量

  除了車輛監(jiān)測數(shù)據(jù),我們還設定每個WSN節(jié)點每隔10分鐘對模擬通道進行采樣,以測量傳感器電池的使用情況。然后,我們將電池和鏈接質量數(shù)據(jù)發(fā)送到基站進行記錄,并將其上傳到數(shù)據(jù)庫中。我們還創(chuàng)建了簡單的網(wǎng)絡接口,為用戶提供系統(tǒng)的健康信息。

  未來的系統(tǒng)擴展

  在最初的安裝后,我們希望對系統(tǒng)進行擴展,這樣基站不僅可以上傳信息,而且還可以從其它‘連接’的停車場下載數(shù)據(jù),在用戶所處的停車場滿載時,幫助他們選擇其它的停車場。擴展部署的主要目標是醫(yī)學樓中的停車場和臨近的停車地點。所有的停車場信息都可以在線訪問,而且現(xiàn)場的標識可以通知顧客附近停車場可用的停車信息。

  我們還計劃在停車場中安裝LED顯示設備。這些LED可以自動更新,向進入的車輛顯示可用停車位的信息,而不需要管理員手工地放置標識。

  同時,我們利用NI WSN平臺對停車場的使用率進行監(jiān)測,經(jīng)濟上是可行的,而且不需要使用有線系統(tǒng)。

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