基于無線地磁節(jié)點的停車誘導信息系統(tǒng)研究.pdf

1、停車問題已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)每個大中型城市普遍面臨的社會問題，為此學術(shù)界和工業(yè)界已經(jīng)展開了很多研究和開發(fā)，目的是找到一個更好、更智能的停車管理機制。隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)的迅猛發(fā)展，再加上無線應用技術(shù)對于智能停車的諸多優(yōu)勢，基于無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network，WSN)的停車誘導信息系統(tǒng)(The Parking Guidance and Information System，PGIS)研究已經(jīng)成為了解決城市停

2、車問題的一個熱門方向。
　　目前，基于WSN的PGIS系統(tǒng)研究大都集中在系統(tǒng)架構(gòu)的分層實現(xiàn)、提高系統(tǒng)的吞吐量以及降低系統(tǒng)的丟包率等方面，而關于底層數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡無線通信協(xié)議、系統(tǒng)能耗和網(wǎng)絡可靠性方面的研究則相對較少。本文結(jié)合停車誘導信息系統(tǒng)關鍵技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)以及成熟的無線地磁傳感技術(shù)，對室內(nèi)停車場的底層數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡通信協(xié)議進行了深入地研究，并設計實現(xiàn)了一種基于無線地磁節(jié)點的停車誘導信息系統(tǒng)原型。
　　本論文的主要工作

3、可總結(jié)為以下兩點:
　　(1)提出一種適用于室內(nèi)停車場的數(shù)據(jù)收集協(xié)議P-CTP(Parking CollectionTree Protocol)。該協(xié)議是基于匯聚樹協(xié)議CTP(Collection Tree Protocol)的一種改進:在保證無線數(shù)據(jù)傳輸高可靠性的前提下，最小化無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯?，最大化系統(tǒng)的生命周期，從而滿足停車場應用低功耗、高可靠的要求。本文不僅詳細介紹了P-CTP協(xié)議的基本原理，而且設計并實現(xiàn)

4、了協(xié)議的各個模塊，包括鏈路估計器、路由引擎和轉(zhuǎn)發(fā)引擎。同時，我們基于TinyOS操作系統(tǒng)，采用nesC語言，在CTP協(xié)議軟件架構(gòu)的基礎上編程實現(xiàn)了P-CTP協(xié)議，并通過無線地磁節(jié)點的多組對比實驗來驗證P-CTP協(xié)議的性能和有效性。實驗結(jié)果表明，P-CTP協(xié)議的多項性能指標（能量消耗、丟包率、網(wǎng)絡延時等）均能滿足停車場應用的需求。
　　(2)設計并實現(xiàn)了一種基于無線地磁節(jié)點的停車誘導信息系統(tǒng)原型，以幫助用戶快速找到合適的停車位。該系

5、統(tǒng)原型支持停車位監(jiān)測、停車場遠程管理以及停車誘導服務等功能，利用無線地磁節(jié)點監(jiān)測停車位狀態(tài)，并通過無線傳感器網(wǎng)絡和有線局域網(wǎng)相結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)?？傮w來說，本系統(tǒng)原型共包含四種類型的節(jié)點（監(jiān)測節(jié)點、中繼節(jié)點、匯聚節(jié)點和引導節(jié)點）和一個信息管理控制中心，每種類型的節(jié)點在系統(tǒng)中扮演不同的角色，不同類型的節(jié)點/控制中心之間通過直接/間接的方式進行通信。本文通過兩方面的原型系統(tǒng)實驗來評估系統(tǒng)性能:一方面通過車位狀態(tài)監(jiān)測實驗對無線地磁節(jié)點的磁場強