基于統計分析的地磁車(chē)位探測器在線(xiàn)標定方法

(4)對于日變化值大的節點(diǎn)，在車(chē)位空閑情況下，可觀(guān)測到當天標定值逐漸下降。
1．4 標定值變化分析
通過(guò)前面的分析，可得到如下結論：
(1)長(cháng)時(shí)間內，標定值具有下降趨勢；相鄰兩月的變化值大多數在[-10，10]范圍內，占91．67％。
(2)每周標定值的變化主要集中在[-2，2]，占77．78％；在[-3，3]范圍內占86．67％；在[-6，6]范圍內占93．33％，在[-19，9]范圍內達到100％。
(3)短時(shí)間內，如相鄰兩天內，標定值變化不定，上下振蕩。相鄰兩天的變化值在[-2，2]間的比率為83．97％，[-3，3]間占90．84％，[-4，4]間占94．66％，[-5，5]間占96．56％。
(4)連續兩天出現同一方向大幅度變動(dòng)的情況很少，連續兩天變化值在[-4，4]范圍內的百分比(即兩天的變化幅度在4以?xún)?為85．71％，在[-6，6]范圍內的百分比(即兩天內變化幅度在6以?xún)?為94．44％。
(5)對于日變化量較大的節點(diǎn)，若車(chē)位空閑，可觀(guān)測到標定值逐漸下降。

2 基于統計分析的地磁車(chē)位探測器在線(xiàn)標定方法
基于上述標定值分析，本文提出了一種基于統計分析的地磁車(chē)位探測器在線(xiàn)標定方法。該在線(xiàn)標定方法中涉及到的設備包括地磁車(chē)位探測器、傳輸網(wǎng)絡(luò )和數據中心。其中，地磁車(chē)位探測器用于檢測地磁的磁感應強度值，并將其經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò )傳送給數據中心。數據中心對數據進(jìn)行分析，得出無(wú)車(chē)時(shí)的磁感應強度值，并將其作為標定值，同時(shí)將該值經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò )發(fā)送給地磁車(chē)位探測器存儲。
地磁車(chē)位探測器在線(xiàn)標定方法一般由三部分組成：
第一，設置標定值的計算周期，假設為m小時(shí)。
第二，對地磁車(chē)位探測器檢測的磁感應強度值進(jìn)行統計分析，步驟如下：
(1)地磁車(chē)位探測器定期采集當前車(chē)位的地磁場(chǎng)磁感應強度值，并將該值和采集時(shí)間發(fā)送至數據中心；
(2)通過(guò)人工判斷車(chē)位狀態(tài)并告知數據中心，數據中心篩選出一段時(shí)間內每個(gè)計算周期內無(wú)車(chē)時(shí)地磁車(chē)位探測器檢測的磁感應強度值；
(3)數據中心計算相鄰兩個(gè)計算周期的磁感應強度的差值，并對差值進(jìn)行概率統計分析，計算a的值，使差值落在范圍[-a,a]內的概率為90％。
第三，對標定值進(jìn)行在線(xiàn)標定，步驟如下：
(1)通過(guò)人工判斷，可得到無(wú)車(chē)時(shí)地磁車(chē)位探測器檢測的磁感應強度值，并以此作為地磁車(chē)位探測器在下一個(gè)計算周期的標定值B存儲于數據中心，同時(shí)發(fā)送給地磁車(chē)位探測器存儲；
(2)地磁車(chē)位探測器檢測得到當前車(chē)位的磁感應強度值，并將數值和采集時(shí)間發(fā)送至數據中心；
(3)一個(gè)計算周期(m小時(shí))到達后，數據中心對該時(shí)間段范圍[B-a，B+a]中的磁感應強度值進(jìn)行統訛假設值為x的磁感應強度值的數目最多，則存儲x作為下一個(gè)計算周期的的標定值；
(4)數據中心將該計算周期的標定值x發(fā)送給地磁車(chē)位探測器，地磁車(chē)位探測器存儲該值；
(5)在下一個(gè)計算周期重復步驟(2)、(3)、(4)。

3 系統實(shí)施案例
本文的在線(xiàn)標定方法已經(jīng)在實(shí)際系統中得到應用?；诮y計分析的地磁車(chē)位探測器在線(xiàn)標定系統由地磁車(chē)位探測器、傳輸網(wǎng)絡(luò )和數據中心構成。傳輸網(wǎng)絡(luò )為ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，其設備包括中繼和網(wǎng)關(guān)；中繼實(shí)現與地磁車(chē)位探測器和網(wǎng)關(guān)的直接通信；網(wǎng)關(guān)實(shí)現與中繼和數據中心的直接通信。
地磁車(chē)位探測器檢測地磁的磁感應強度值，并將其經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò )傳送給數據中心。地磁車(chē)位探測器主要由地磁傳感器、微處理器、存儲模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊、電源組成。其中，地磁傳感器采集該地磁車(chē)位探測器所在車(chē)位的地磁場(chǎng)磁感應強度；微處理器模塊控制其他模塊進(jìn)行工作；存儲模塊用于存儲地磁傳感器采集的磁感應強度值和標定值；無(wú)線(xiàn)通信模塊用來(lái)與傳輸網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據通信；電源用于給其他模塊供電。
數據中心接收地磁車(chē)位探測器傳輸的數據，執行統計分析，計算得到該地磁車(chē)位探測器的標定值，并將其經(jīng)網(wǎng)關(guān)和中繼發(fā)送至地磁車(chē)位探測器。
設置標定值的計算周期可設為24 h。對標定值統計分析的步驟如下：
(1)地磁車(chē)位探測器每隔20 s采集一次磁感應強度值，并將該值和采集時(shí)間發(fā)送至數據中心。
(2)在地磁車(chē)位探測器的安裝位置安排人員記錄有無(wú)車(chē)輛，并告知數據中心的工作人員；通過(guò)數據中心的軟件篩選出28天內每24 h無(wú)車(chē)時(shí)地磁車(chē)位探測器檢測的磁感應強度值。
(3)數據中心計算得到相鄰兩天的磁感應強度差值，計算這些差值的概率；同時(shí)計算a的值，使差值落在范圍[-a,a]內的概率為90％。根據第2節的分析結果可得a=3。
在線(xiàn)標定步驟如下：
(1)將上面分析的第28天無(wú)車(chē)時(shí)地磁車(chē)位探測器檢測的磁感應強度值設為第29天的標定值存儲于數據中心，并通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò )發(fā)送至地磁車(chē)位探測器；地磁車(chē)位探測器通過(guò)其存儲模塊存儲該值。假設該值B=4 170。
(2)地磁車(chē)位探測器將第29天內采集到的磁感應強度值和采集時(shí)間發(fā)送至數據中心。
(3)在第30天0：00：00，數據中心對第29天內在范圍[4 170-3，4 170+3]即[4 167，4 173]中的磁感應強度值進(jìn)行數目統計，假設值為4 171的磁感應強度值的數目最多，則存儲4 171作為第30天的標定值。
(4)數據中心將第30天的標定值4 171經(jīng)網(wǎng)關(guān)和中繼發(fā)送給地磁車(chē)位探測器，地磁車(chē)位探測器通過(guò)存儲模塊存儲該值。

4 結語(yǔ)
針對地磁車(chē)位探測器的標定值不穩定的問(wèn)題，本文研究了地磁車(chē)位探測器的標定值的變化特點(diǎn)，并設計了一種地磁車(chē)位探測器的在線(xiàn)標定方法，實(shí)現了地磁車(chē)位探測器的在線(xiàn)自動(dòng)標定。該方法可使其標定值更加準確，以提高車(chē)位狀態(tài)判斷的準確率。該在線(xiàn)標定方法通過(guò)對標定值的變化范圍進(jìn)行統計分析，可跟蹤標定值的變化，對其進(jìn)行定期修正。目前，該方法已在實(shí)際系統中得到應用，并取得了較好的效果，可有效減少由于標定值不準確而引起的車(chē)位狀態(tài)判斷錯誤問(wèn)題，提高了停車(chē)場(chǎng)管理系統的準確性。