基于無(wú)線地磁節(jié)點(diǎn)的停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)研究.pdf

1、停車問(wèn)題已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)每個(gè)大中型城市普遍面臨的社會(huì)問(wèn)題，為此學(xué)術(shù)界和工業(yè)界已經(jīng)展開(kāi)了很多研究和開(kāi)發(fā)，目的是找到一個(gè)更好、更智能的停車管理機(jī)制。隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，再加上無(wú)線應(yīng)用技術(shù)對(duì)于智能停車的諸多優(yōu)勢(shì)，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)的停車誘導(dǎo)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(wèn)題的一個(gè)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(shí)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(guān)于底層數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信協(xié)議、系統(tǒng)能耗和網(wǎng)絡(luò)可靠性方面的研究則相對(duì)較少。本文結(jié)合停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及成熟的無(wú)線地磁傳感技術(shù)，對(duì)室內(nèi)停車場(chǎng)的底層數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行了深入地研究，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于無(wú)線地磁節(jié)點(diǎn)的停車誘導(dǎo)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(diǎn):
　　(1)提出一種適用于室內(nèi)停車場(chǎng)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(shù)協(xié)議CTP(Collection Tree Protocol)的一種改進(jìn):在保證無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸高可靠性的前提下，最小化無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(chǎng)應(yīng)用低功耗、高可靠的要求。本文不僅詳細(xì)介紹了P-CTP協(xié)議的基本原理，而且設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)

4、了協(xié)議的各個(gè)模塊，包括鏈路估計(jì)器、路由引擎和轉(zhuǎn)發(fā)引擎。同時(shí)，我們基于TinyOS操作系統(tǒng)，采用nesC語(yǔ)言，在CTP協(xié)議軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)上編程實(shí)現(xiàn)了P-CTP協(xié)議，并通過(guò)無(wú)線地磁節(jié)點(diǎn)的多組對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證P-CTP協(xié)議的性能和有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，P-CTP協(xié)議的多項(xiàng)性能指標(biāo)（能量消耗、丟包率、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)等）均能滿足停車場(chǎng)應(yīng)用的需求。
　　(2)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于無(wú)線地磁節(jié)點(diǎn)的停車誘導(dǎo)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(cè)、停車場(chǎng)遠(yuǎn)程管理以及停車誘導(dǎo)服務(wù)等功能，利用無(wú)線地磁節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)停車位狀態(tài)，并通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和有線局域網(wǎng)相結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)?？傮w來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)原型共包含四種類型的節(jié)點(diǎn)（監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)）和一個(gè)信息管理控制中心，每種類型的節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中扮演不同的角色，不同類型的節(jié)點(diǎn)/控制中心之間通過(guò)直接/間接的方式進(jìn)行通信。本文通過(guò)兩方面的原型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估系統(tǒng)性能:一方面通過(guò)車位狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)無(wú)線地磁節(jié)點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)