基于zigbee的智能車(chē)位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-開(kāi)題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題目：基于ZigBee的智能車(chē)位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程班級(jí)0854162學(xué)號(hào)085416237學(xué)生姓名徐翼遠(yuǎn)指導(dǎo)教師孔玉靜發(fā)放日期2020年1月5日

河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)選題的背景與意義：（一）課題研究來(lái)源隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，私家車(chē)越來(lái)越多，伴隨著城市限行制度的推行，車(chē)位問(wèn)題日益顯著。現(xiàn)在大多數(shù)傳統(tǒng)停車(chē)場(chǎng)信息反饋不及時(shí)，有沒(méi)有剩余車(chē)位需要人工查看，而且停車(chē)場(chǎng)是否有空車(chē)位車(chē)主不能提前知曉，需要到達(dá)停車(chē)場(chǎng)才能知道是否還有剩余車(chē)位，對(duì)時(shí)間和資源都是浪費(fèi)。因此實(shí)時(shí)檢測(cè)車(chē)位使用情況并進(jìn)行管理就尤為重要。（二）課題研究的目的本文所設(shè)計(jì)的智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)對(duì)紅外避障傳感器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)zigbee技術(shù)上傳到上位機(jī)，使用pc機(jī)來(lái)觀察各種數(shù)據(jù)，通過(guò)車(chē)位占用的檢測(cè)以及記錄被占用車(chē)位使用時(shí)間，pc用戶端顯示空閑車(chē)位信息，在用戶使用后顯示出使用時(shí)間和費(fèi)用。當(dāng)條件觸發(fā)時(shí)（紅外避障系統(tǒng)狀態(tài)的改變）本文會(huì)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)本文所設(shè)計(jì)的智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)。一方面上位機(jī)能夠顯示當(dāng)前智能車(chē)位的使用情況（空車(chē)位以及使用車(chē)位情況），另一方面，使用本文所設(shè)計(jì)的智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)停車(chē)的用戶能夠得到車(chē)位的使用時(shí)間以及停車(chē)用費(fèi)。社會(huì)停車(chē)行業(yè)是我國(guó)各個(gè)行業(yè)中涉及人口最多的行業(yè)，人口基數(shù)比較多，能夠有效的處理本行業(yè)的資源利用以及提高辦事效率顯得尤為重要。同時(shí)，通過(guò)對(duì)智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作、了解信息采集測(cè)試、控制的全過(guò)程，能夠提升電子工程設(shè)計(jì)和實(shí)際操作方面的綜合能力，培養(yǎng)在完成工程項(xiàng)目中應(yīng)該具備的基本素質(zhì)和要求。課題研究的意義在我們?nèi)粘Ｉ钪?，一種能夠在低成本，最大化的減少經(jīng)濟(jì)的損失的方案是十分的罕見(jiàn)。停車(chē)位置不能有效地利用事件的頻頻發(fā)生也成了社會(huì)各界的焦點(diǎn)問(wèn)題，也使其成為人們頭疼的問(wèn)題。能夠使停車(chē)系統(tǒng)變得有效智能的處理各種復(fù)雜的交易檢測(cè)過(guò)程也顯得尤為重要。因此在綜合利弊下，把停車(chē)和信息采集系統(tǒng)集成在一塊是最為智慧的方案。因此在現(xiàn)有的技術(shù)上開(kāi)發(fā)出一種智能化、集成化、人性化、高效化的新型智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)減少資源浪費(fèi)節(jié)約成本有著重要意義。智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，也為我們的新型智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)建立了夯實(shí)的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀和國(guó)外相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)只能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)現(xiàn)狀還比較里落后相比于國(guó)外技術(shù)水平有明顯的差距。主要原因是我國(guó)僅是汽車(chē)保有量近年來(lái)迅速攀升，而城市道路與停車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)汽車(chē)數(shù)量的增長(zhǎng)嚴(yán)重滯后。面對(duì)汽車(chē)時(shí)代的急速降臨，更多的汽車(chē)用戶缺乏汽車(chē)文化和文明交通意識(shí)，再加上我們的城市欠缺交通管理經(jīng)驗(yàn)，管理體制也不完善，結(jié)果嚴(yán)重影響了城市汽車(chē)車(chē)輛與交通的發(fā)展。從2000年開(kāi)始我國(guó)開(kāi)始各地開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外的智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)我國(guó)車(chē)輛進(jìn)行有效的管理，主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)控制及中心主要負(fù)責(zé)對(duì)哥哥停車(chē)場(chǎng)停車(chē)位數(shù)據(jù)的采集并處理，適時(shí)將車(chē)位的信息發(fā)布到各個(gè)電子顯示屏上，目前這種技術(shù)比較普遍。停車(chē)場(chǎng)引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使用加拿大的智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴淋和通風(fēng)除濕，并且可實(shí)時(shí)記錄每位駕駛者和車(chē)輛的信息以及停車(chē)時(shí)間。駕駛者可以通過(guò)南京市的各個(gè)交叉路口安裝的停車(chē)動(dòng)態(tài)VMS，了解周邊的停車(chē)場(chǎng)方位和某個(gè)停車(chē)場(chǎng)的實(shí)時(shí)車(chē)位信息。在我國(guó)，隨著城市汽車(chē)保有量的不斷增加，城市交通擁堵日益嚴(yán)重，人們?nèi)粘３鲂行实拖?，尤其在城市商?wù)集中區(qū)域，尋找停車(chē)位成為一個(gè)最為頭疼的問(wèn)題，因此城市停車(chē)場(chǎng)的規(guī)劃建設(shè)到了不得不考慮的地步。國(guó)內(nèi)一些大城市也開(kāi)始重視相關(guān)的技術(shù)研究和智能停車(chē)管理系統(tǒng)的引進(jìn)?？傮w而言，當(dāng)前大部分停車(chē)場(chǎng)智能系統(tǒng)的智能化程度還很低，運(yùn)行效率也較低，還不能完全滿足社會(huì)的需求。在計(jì)費(fèi)功能和車(chē)輛識(shí)別等功能方面研究較多，并取得一定成果。而在車(chē)位信息向社會(huì)“透明化”方面以及對(duì)車(chē)輛安全性的監(jiān)控等人性化的考慮則還很欠缺。因此，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化將是智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)發(fā)展的未來(lái)方向。而加強(qiáng)對(duì)車(chē)輛安全性的監(jiān)控則更加人性化的滿足了每位駕駛者的需求。國(guó)外研究現(xiàn)狀在全世界，城市停車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)做為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，歐美國(guó)家等地已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作，并將其應(yīng)用于在市中心，在美國(guó)、德國(guó)等交通發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在十幾個(gè)城市進(jìn)行推廣，通過(guò)使用了停車(chē)車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)，大大緩解了城市交通擁堵?tīng)顟B(tài)，減少了車(chē)位占用，降低了車(chē)輛尾氣排放和噪音，而且顯著提升原有停車(chē)設(shè)備的利用率，取得了良好的社會(huì)效益。德國(guó)科隆市自從1986年起車(chē)位信息檢測(cè)管理系統(tǒng)開(kāi)始操作實(shí)施，一直在進(jìn)行完善和改進(jìn)，1998年作為車(chē)位信息檢測(cè)管理系統(tǒng)的延伸，裝置了新型的具有藝術(shù)性的展示技術(shù)的標(biāo)志牌，而且在貿(mào)易展覽中心附近建了一座多功能控制中心，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作由市政府交通管理中心管理?？坡∈型＼?chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)覆蓋了整個(gè)內(nèi)城中心區(qū)，在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)管理包括36個(gè)大型停車(chē)場(chǎng)和2個(gè)P+R設(shè)施，即停車(chē)換乘設(shè)施(Parking+Ride)，約17000個(gè)停車(chē)位。以科隆大教堂為中心，將中心城區(qū)劃分了4個(gè)區(qū)域。通過(guò)政府的交通監(jiān)控管理中心統(tǒng)一管理，如果離開(kāi)了智能交通系統(tǒng)的支持，車(chē)位信息檢測(cè)管理系統(tǒng)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。課題研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新本文所涉及的智能車(chē)位信息采集系統(tǒng)主要是基于Zigbee傳輸技術(shù)、紅瓦蔽障技術(shù)以及相關(guān)軟件技術(shù)。本文所設(shè)計(jì)的智能車(chē)位信息采集系統(tǒng)是針對(duì)當(dāng)用戶的車(chē)輛近出入智能停車(chē)位后，通過(guò)改變相應(yīng)的紅外蔽障狀態(tài)進(jìn)行停車(chē)位各種信息的采集。在平時(shí)，作為智能車(chē)位信息采集系統(tǒng)可以無(wú)時(shí)無(wú)刻了解停車(chē)場(chǎng)以檢測(cè)數(shù)據(jù)情況。在一些緊急的情況下能夠得到相應(yīng)的保證，并且同時(shí)讓用戶停車(chē)成功后也就是在一次觸發(fā)相應(yīng)紅外避障系統(tǒng)的相應(yīng)開(kāi)關(guān)。停車(chē)場(chǎng)管理人員在緊急的及的情況下也能通過(guò)本文設(shè)計(jì)的智能車(chē)位信息采集系統(tǒng)得到自己處于怎樣的環(huán)境中，這樣就能夠準(zhǔn)確的做出一些相應(yīng)的應(yīng)急措施。本文設(shè)計(jì)的礦用智能車(chē)位信息采集系統(tǒng)其中Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下圖所示。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D能夠清楚的看出本文所設(shè)計(jì)的智能車(chē)位信息采集系統(tǒng)的整個(gè)通訊流程以及通信過(guò)程中主要的運(yùn)作原理，在系統(tǒng)采集有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，把數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee通信芯片傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器以便于上位機(jī)盡享數(shù)據(jù)管理和顯示。通過(guò)本文設(shè)計(jì)的智能車(chē)位信息采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D可以清楚的看見(jiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的鏈接，也反映網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)實(shí)體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，以便于維護(hù)人員配置以及排查錯(cuò)誤。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D也對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能和經(jīng)濟(jì)性有著重大影響。課題的研究方法：51系列單片機(jī)介紹該單片機(jī)具有低功耗、性能高的特點(diǎn)，采用CMOS8位控制器。而Flash存儲(chǔ)有8K，可燒錄大量程序，編寫(xiě)方式更靈活，效率更高，在解決問(wèn)題時(shí)也更有效。AT89S51是一種高性能的8位單片機(jī)；具有高可靠性，可擴(kuò)展性，更可控，低壓低功耗的特性,使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核。1、AT89S51是一種高性能的8位單片機(jī)；具有高可靠性，可擴(kuò)展性，更可控，低壓低功耗的特性,使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核。存儲(chǔ)容量小，可以在8k字節(jié)的系統(tǒng)下運(yùn)行在線閃存(flash)來(lái)刪除上千次；512字節(jié)RAM，內(nèi)置4KBEEPROM。電源關(guān)閉，RAM保存，在此中斷狀態(tài)恢復(fù)。單片機(jī)是將微處理器、存儲(chǔ)器、總線、串口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器32位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器等多種功能器件集成在一塊芯片上，最高運(yùn)作頻率可達(dá)35MHz。由于其內(nèi)部8K的編程FLASH，因此在嵌入式的應(yīng)用時(shí)遇到麻煩，可以巧妙的通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行編程和解決，實(shí)現(xiàn)更高效、更方便。同時(shí)，51系列單片機(jī)還具有掉電保護(hù)的功能，在掉電情況下，其內(nèi)部的RAM內(nèi)容可有效被凍結(jié)，單片機(jī)的工作就會(huì)被停止，一直到出現(xiàn)下一個(gè)中斷或者復(fù)位，單片機(jī)重新開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的掉電保護(hù)作用。Zigbee簡(jiǎn)介Zigbee是部署無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)。它是一種短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和\t"/item/zigbee%E6%A8%A1%E5%9D%97/_blank"BlueTooth之間的技術(shù)提案。Zigbee詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時(shí)，通過(guò)跳ZigZag形舞蹈來(lái)告知同伴，達(dá)到交換信息的目的。借此稱(chēng)呼一種專(zhuān)注于低功耗、低成本、復(fù)雜度低、低速率的近程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。礦井人員通過(guò)佩戴基于ZigBee技術(shù)的定位卡，系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員的精確定位，及時(shí)準(zhǔn)確的提供井下人員的數(shù)量、位置、分布情況和每個(gè)人員任意時(shí)刻所在的位置及各時(shí)間段的活動(dòng)軌跡，為事故處理和救援工作提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。二、主要內(nèi)容與基本要求：（1）在每個(gè)模擬停車(chē)位上使用紅外傳感器，車(chē)位檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)在車(chē)位地面正中，完成對(duì)車(chē)位是否被使用的判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)位占用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)判斷出車(chē)位未被使用時(shí)，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線的方式發(fā)送車(chē)位空閑信息，當(dāng)判斷出有車(chē)輛停放時(shí)則發(fā)送車(chē)位被使用信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)有空車(chē)位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和顯示。（2）根據(jù)zigbee傳輸?shù)奶攸c(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，布置好各個(gè)節(jié)點(diǎn)，將所有數(shù)據(jù)傳回到協(xié)調(diào)器。（3）在車(chē)位被占用后進(jìn)行計(jì)時(shí)，并依據(jù)車(chē)輛的停車(chē)時(shí)間及單位時(shí)間停車(chē)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算并顯示停車(chē)費(fèi)用。三、計(jì)劃進(jìn)度：第一階段：3月08日至3月10日準(zhǔn)備任務(wù)所需物品；第二階段:3月11日至3月25日完成停車(chē)位檢測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)；第三階段：3月26日至4月2日完成zigbee組網(wǎng)以及數(shù)據(jù)上傳；第四階段：4月3日至4月12日完善論文；四、主要參考文獻(xiàn)：歐陽(yáng)旭,馬汝發(fā),趙宗曉.基于移動(dòng)互聯(lián)的城市智能停車(chē)場(chǎng)的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新通信,2019,21(19):48.孫燕.智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)研究[J].技術(shù)與市場(chǎng),2019,26(12):223+225.荀艷麗,焦庫(kù),張秦菲.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2019,27(03):59-62.覃光勇.城市智能停車(chē)系統(tǒng)中停車(chē)場(chǎng)級(jí)Zigbee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)[D].中國(guó)石油大學(xué)(華東),2014.馮佳.基于無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)的戶外公共停車(chē)位管理研究——以廣州市為例[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2018,37(08):59-62+70.尹夢(mèng)雅,林楠,王雨笛.智慧城市路邊停車(chē)管理系統(tǒng)構(gòu)想[J].山西建筑,2019,45(22):180-181.董玉安.我國(guó)智能停車(chē)管理系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].智能建筑,2014(04):38-39.范遠(yuǎn)航.基于共享經(jīng)濟(jì)的智能停車(chē)位管理系統(tǒng)[C].中國(guó)通信學(xué)會(huì)、華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司.物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線通信-2017年全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用大會(huì)和2017年全國(guó)無(wú)線電應(yīng)用與管理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.中國(guó)通信學(xué)會(huì)、華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司:中國(guó)通信學(xué)會(huì),2017:297-298.關(guān)運(yùn)通,楊東健,王碩,劉紅日,王敏.基于智能交通的城市停車(chē)位管理系統(tǒng)[J].中國(guó)新通信,2017,19(05):26.閆文龍.基于單片機(jī)的社區(qū)智能停車(chē)位管理系統(tǒng)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015(05):17.KhusvinderGill,Shuang-HuaYang,FangYao,等.AZigBee-BasedHomeAutomationSystem[J].IEEETransactionsonConsumerElectronics,2009,55(2):422-430.李文仲段朝玉.ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門(mén)與實(shí)戰(zhàn)[M].2007.王豐.基于ZigBee的智能車(chē)位管理系統(tǒng)[J].科技資訊(7):7.