基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )來(lái)監測停車(chē)場(chǎng)的使用率

　　許多停車(chē)場(chǎng)使用率監控系統需要在建造過(guò)程中安裝。而在現有的停車(chē)場(chǎng)中實(shí)現這類(lèi)系統通常安裝過(guò)程非常復雜。同時(shí)，這類(lèi)系統采集到的信息通常受到停車(chē)場(chǎng)本身結構的限制。我們能夠采集數據，但是卻沒(méi)有統一而集中數據訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議。

　　我們實(shí)現了一個(gè)低成本、易于安裝的停車(chē)場(chǎng)使用率監測系統，該系統集成了在線(xiàn)數據庫提供了本地和遠程的停車(chē)空間信息。并可利用計算機和手機在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)的方式，為進(jìn)入的車(chē)輛提供了可用的停車(chē)信息。

　　技術(shù)方案

　　我們創(chuàng )建的這個(gè)系統能夠幫助停車(chē)場(chǎng)的顧客獲得信息，以有效地選擇停車(chē)的策略。同時(shí)，我們還需要為停車(chē)場(chǎng)管理員提供數據，輔助他們有效管理停車(chē)場(chǎng)的資源。最初的部署場(chǎng)所是UCLA醫學(xué)樓停車(chē)場(chǎng)中的某一層，該停車(chē)場(chǎng)分為兩個(gè)區域，一個(gè)供患者停車(chē)用，另一個(gè)供職工和患者用。

　　為了給停車(chē)場(chǎng)顧客提供有用的信息，該系統提供了停車(chē)場(chǎng)中的總車(chē)位占用數，以及更為具體的區域信息。我們在每個(gè)入口、出口和區域過(guò)渡處安放了傳感器。入口和出口處的傳感器，以無(wú)線(xiàn)方式將入口和出口的車(chē)輛數據傳輸到出口崗亭的中心基站。監測區域過(guò)渡點(diǎn)的傳感器檢測車(chē)流和方向，并確定車(chē)輛是否在區域間移動(dòng)。傳感器將數據發(fā)送到中心基站，基站將對所有的輸入數據進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)提供停車(chē)場(chǎng)總共可用的停車(chē)位數量和每個(gè)區域的停車(chē)位數量。

　　硬件系統設計

　　傳感器

　　我們使用Parallax Technologies公司的被動(dòng)式紅外傳感器（PIR）作為主要的車(chē)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(wú)需激活所以只需要極少的能量。這些傳感器還提供了數字輸出，可以配置用于在連續運動(dòng)檢測過(guò)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(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)

　　我們使用了三個(gè)NI WSN-3202 模擬輸入節點(diǎn)開(kāi)發(fā)我們的系統，每個(gè)節點(diǎn)擁有四個(gè)模擬電壓輸入和四個(gè)數字輸出。我們將PIR傳感器模塊的輸出連接到一個(gè)數字輸入上，將傳感器電池連接到模擬輸入上來(lái)檢測電力的消耗。同時(shí)，我們使用4個(gè)AA電池為WSN節點(diǎn)供電。盡管我們可以持續向基站傳遞原始傳感器數據，但我們還是使用節點(diǎn)的處理能力在本地計算進(jìn)出事件，以減少對基站的無(wú)線(xiàn)傳輸。本地節點(diǎn)可以確定汽車(chē)是否通過(guò)，而不是將原始數據發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)行處理。利用這項功能，節點(diǎn)只需要在檢測到車(chē)輛時(shí)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(shí)時(shí)嵌入式控制器，構成了停車(chē)場(chǎng)出口崗亭中的基站。我們將基站通過(guò)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，這些數據在網(wǎng)絡(luò )外是無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)到的，但是可以連接到后端的數據庫服務(wù)器用于數據存儲。

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)

　　利用NI WSN-9791 以太網(wǎng)關(guān)，我們簡(jiǎn)化了CompactRIO基站和無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)間的通信。我們在出口崗亭中安裝了該網(wǎng)關(guān)，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(shí)連接到與CompactRIO相同的網(wǎng)絡(luò )上。

　　在線(xiàn)數據存儲

　　我們將從CompactRIO獲得的數據實(shí)時(shí)傳輸到sensorbase.org數據庫，它提供了用戶(hù)友好的網(wǎng)絡(luò )界面用于下載、瀏覽、共享和組織數據。同時(shí)，這個(gè)數據庫可以提供網(wǎng)絡(luò )服務(wù)應用層，用于開(kāi)發(fā)個(gè)性化的網(wǎng)頁(yè)，為計算機和手機用戶(hù)顯示停車(chē)場(chǎng)信息。