一种地磁式停车位远程无线实时检测系统.pdf

一种地磁式停车位远程无线实时检测系统及方法，属于停车位远程无线实时检测领域。检测系统包括检测服务器、分别与检测服务器通过GPRS无线通信网络相连接的多个远程数据转发器、以各个远程数据转发器为中心呈星型局域网结构无线互连的多个地磁停车位检测仪器；远程数据转发器包括电源模块、微控制器、分别与微控制器相连的短距离无线接收模块、SD存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块；地磁停车位检测仪器包括电源模块、微控制器、分别与微控制器相连的地磁传感器、GPS定位模块和短距离无线发射模块；兼顾停车位大范围离散和小范围密集分布的检测需求，结构简单、布点灵活、远程实时、无线传输、实时显示、成本低廉和低功耗。

权利要求书一种停车位远程无线实时检测系统，其特征是：它包括检测服务器（101）、GPRS无线通信网络、远程数据转发器（102）和地磁停车位检测仪器（103）；检测服务器（101）通过GPRS无线通信网络连接多个远程数据转发器（102）；每一个远程数据转发器（102）均连接有多个地磁停车位检测仪器（103），以各个远程数据转发器（102）为中心呈星型局域网结构无线互连有多个地磁停车位检测仪器（103）。
根据权利要求1所述的一种停车位远程无线实时检测系统，其特征是：所述的检测服务器（101）是运行数据检测服务的计算机，检测服务器（101）部署在互联网的任意节点位置，通过GPRS无线通信网络与远程数据转发器（102）建立双向无线连接，获取地磁停车位检测仪器（103）的检测数据，同时地磁停车位检测仪器（103）通过GPRS无线通信网络和远程数据转发器（102）向检测服务器（101）反馈控制信息，地磁停车位检测仪器（103）为多个，分别安置于各个停车位中。
根据权利要求1所述的一种停车位远程无线实时检测系统，其特征是：所述的远程数据转发器（102）包括：电源模块（201）、微控制器（202）、短距离数据接收模块（203）、SD存储模块（204）、LCD显示模块（205）和GPRS无线传输模块（206）；所述的短距离数据接收模块（203）、SD存储模块（204）、LCD显示模块（205）和GPRS无线传输模块（206）分别与微控制器（202）的端口相连接；其中：电源模块（201）为远程数据转发器（102）提供电能；短距离无线接受模块（203）接受多个地磁停车位检测仪器（103）发送来的检测数据；SD存储模块（204）自动存储地磁停车位检测仪器（103）的检测数据；LCD显示模块（205）实时显示当前的检测数据、无线网络连接状态及电源状态信息； GPRS无线传输模块（206）将地磁停车位检测仪器（103）的检测数据无线连续传输到检测服务器（101）。
根据权利要求1所述的一种停车位远程无线实时检测系统，其特征是：所述的地磁停车位检测仪器（103）包括电源模块（301）、微控制器（302）、地磁传感器（303）、GPS接收模块（304）和短距离无线发射模块（305）；地磁传感器（303）、GPS接收模块（304）和短距离无线发射模块（305）分别与微控制器（302）的端口相连接；电源模块（301）为地磁停车位检测仪器（103）提供电能；所述的地磁传感器（303）检测并采集停车位状态状况数据；GPS接收模块（304）远程接收停车位的定位信息和授时信息，定时信息包括经度、纬度和高程，授时信息以格林尼治时间表示；短距离无线发射模块（305）将检测数据发送给远程数据转发器（102）的短距离无线接收模块（203）。
一种如权利要求1‑4所述系统的停车位远程无线实时检测方法，其特征是：它包括停车位的远程无线实时检测方法、地磁停车位检测仪器（103）实时检测停车位的状态变化过程和远程数据转发器（102）进行检测数据GPRS无线通信网络传输过程；
（1）、所述的停车位的远程无线实时检测方法包括以下步骤：
a．每个停车位中安置一个地磁停车位检测仪器（103），多个停车位周围安置多个远程数据转发器（102），并以远程数据转发器（102）为中心，将多个地磁停车位检测仪器（103）以星型局域网拓扑结构进行无线互连组网；
b．每个地磁停车位检测仪器（103）实时检测停车位状态、GPS定位和授时数据；
c．在检测到停车位状态状况发生变化时，地磁停车位检测仪器（103）的短距离无线发射模块（305）将检测数据无线发射给远程数据转发器（102）的短距离无线接收模块（203）；
d．每个远程数据转发器（102）接受到来自于多个地磁停车位检测仪器（103）的检测数据后，由GPRS无线传输模块（206）将检测数据通过GPRS无线通信网络连续传输到检测服务器（101）；
e．检测服务器（101）可部署在互联网的任意节点位置，从GPRS无线通信网络接收检测数据，同时提供客户的互联网访问；
（2）、所述的地磁停车位检测仪器（103）实时检测停车位的状态变化过程，包括如下步骤：
2a．每个地磁停车位检测仪器（103）接通电源后，微处理器（302）对地磁传感器（303）、GPS定位模块（304）和短距离无线发射模块（305）进行初始化，实时检测并控制各模块的运行状态；
2b．地磁传感器（303）实时检测停车位状态变化，并将检测数据传递给微控制器（302）；
2c．GPS接收模块（304）实时获取当前停车位的定位和授时信息，定时信息包括经度、纬度和高程，授时信息以格林尼治时间表示，并将GPS接收数据传递给微控制器（302）；
2d．微控制器（302）实时对接收到的停车位状态和GPS等检测数据进行对比分析；
2e．判断停车位的检测数据是否发生变化，
当微控制器（302）分析到停车位检测数据发送变化时，将检测数据进行封装，并通过短距离发射模块（305）将检测数据无线发送给相连接的远程数据转发器（102）；
当检测数据没有发生变化，微处理器（302）进入休眠状态，定时被唤醒接收地磁传感器（303）和GPS接收模块（304）传递来的检测数据，执行步骤2d；
（3）、所述的远程数据转发器（102）进行检测数据GPRS无线通信网络传输过程，包括如下步骤：
3a．每个远程数据转发器（102）接通电源后，微控制器（202）初始化短距离无线接收模块（203）、SD存储模块（204）、LCD显示模块（205）和GPRS无线传输模块（206），实时检测并控制各模块的运行状态；
3b．GPRS无线传输模块（206）拨号上线，连接检测服务器（101）与远端移动网握手实现点对点通信；
3c．等待短距离数据接收模块（203）获取地磁停车位检测仪器（103）无线发送来的检测数据；
3d．将获取的检测数据自动连续存储到SD存储模块（204）中；
3e．将当前的检测数据、无线网络连接状态和电源状态数据信息在LCD显示模块（205）上实时显示； 
3f．判断GPRS无线传输模块（206）与检测服务器连接是否成功，如连接不成功则执行步骤3b；
3g．判断SD存储模块（204）中是否存在未发送数据，若存在未发送数据，将SD存储模块（204）中未发送的检测数据进行用户数据包协议UDP封包，通过GPRS无线传输模块（206）进行无线传输发送；
3h．将当前检测数据进行用户数据包协议UDP封包，通过GPRS无线传输模块（206）进行无线传输发送。

说明书一种地磁式停车位远程无线实时检测系统
技术领域
本发明涉及一种停车位远程无线实时检测系统，尤其涉及一种地磁式停车位远程无线实时检测系统及方法。 
背景技术
目前，停车位的检测手段主要有：视频、图像、线圈、RFID、超声波和红外对射等多种方式。视频采集和图像捕获手段需要设计特定的视频图像分析方法，摄像头等检测设备易损坏老化需定期更新维护，数据传输量大且识别精度难以保障；RFID、超声波和红外对射等手段检测需要在停车位上方安装额外的设备装置，给驾车者停车设置障碍；地埋环形线圈检测手段将环形线圈埋于地下，然而由于线圈过大，往往布点施工复杂。如今利用地磁传感器检测由车辆运动引起的地球磁场扰动变化，已在停车检测、智能交通和电子警察等领域得到广泛应用，并逐渐替代传统的车辆检测等方式。 
与本发明最为相近的已有技术有： 
专利号为200910052323.5公开了单点地磁式车辆检测装置及检测方法，包括两路车辆检测单元、电源控制开关及电池、中央控制单元、通讯单元，具有集成化程度高、安装使用方便的特点，适用于车辆检测、速度测量和流量统计等智能交通应用领域。
专利号为：200910054493.6提供了一种基于无线地磁感应的车辆检测系统及方法，用于检测静态的车辆，子节点传感器设置于车辆停放场所，父节点传感器设置于停车位，通过短距离无线射频技术进行无线信道相连，具有构造简单、功耗低的优点。 
专利号为201010239795.3公开了基于地磁传感技术的交通车辆速度获取方法，包括：对地磁传感器接受的地磁波形数据进行预处理；根据地磁波形数据判断车辆的状态；选取车辆临近传感器时的起点和和离开传感器的重点计算车辆速度。 
专利号为201020135501.8公开了一种基于双地磁感应器的车辆检测系统，包括两个独立的单一地磁传感器、微控制器、两放大器、两滤波器及AD模块、CAN总线、置/复位电路、电源管理模块。两个独立的磁场传感器各自采样，通过微处理器的算法计算出通行车辆的车速、车型和流量等信息。 
上述方法或没有整合无线传感网技术，或采用无线射频技术进行无线收发，忽略了停车位往往具有大范围离散和小范围密集的分布特征。若纯粹采用无线射频的短距离传输方式，则难以满足大范围离散分布的检测需要，若纯粹采用GPRS/3G等无线网络传输数据，则使得小范围密集分布的检测成本过高。因此，急需一种能够兼顾考虑停车位大范围离散和小范围密集分布的检测需求，具有结构简单、布点灵活、远程检测、无线传输、实时显示、成本低廉和低功耗等特点的检测方案。 
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服现有检测方案的不足，提供一种可操作性强的一种地磁式停车位远程无线实时检测系统及方法。 
技术方案：实现本发明目的的一种停车位远程无线实时检测系统，一种停车位远程无线实时检测系统，包括检测服务器、GPRS无线通信网络、远程数据转发器和地磁停车位检测仪器；检测服务器通过GPRS无线通信网络连接多个远程数据转发器；每一个远程数据转发器均连接有多个地磁停车位检测仪器，以各个远程数据转发器为中心呈星型局域网结构无线互连有多个地磁停车位检测仪器。 
所述的检测服务器是运行数据检测服务的计算机，检测服务器部署在互联网的任意节点位置，通过GPRS无线通信网络与远程数据转发器建立双向无线连接，获取地磁停车位检测仪器的检测数据，同时地磁停车位检测仪器通过GPRS无线通信网络和远程数据转发器向检测服务器反馈控制信息，地磁停车位检测仪器为多个，分别安置于各个停车位中。 
所述的远程数据转发器包括：电源模块、微控制器、短距离数据接收模块、SD存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块；所述的短距离数据接收模块、SD存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块分别与微控制器的端口相连接；其中：电源模块为远程数据转发器提供电能；短距离无线接受模块接受多个地磁停车位检测仪器发送来的检测数据；SD存储模块自动存储地磁停车位检测仪器的检测数据；LCD显示模块实时显示当前的检测数据、无线网络连接状态及电源状态信息；GPRS无线传输模块将地磁停车位检测仪器的检测数据无线连续传输到检测服务器。 
所述的地磁停车位检测仪器包括电源模块、微控制器、地磁传感器、GPS接收模块和短距离无线发射模块；地磁传感器、GPS接收模块和短距离无线发射模块分别与微控制器的端口相连接；电源模块为地磁停车位检测仪器提供电能；所述的地磁传感器检测并采集停车位状态状况数据；GPS接收模块远程接收停车位的定位信息和授时信息，定时信息包括经度、纬度和高程，授时信息以格林尼治时间表示；短距离无线发射模块将检测数据发送给远程数据转发器的短距离无线接收模块。 
实现无线实时检测的方法包括：停车位的远程无线实时检测方法、地磁停车位检测仪器实时检测停车位的状态变化过程和远程数据转发器进行检测数据GPRS无线通信网络传输过程； 
（1）、所述的停车位的远程无线实时检测方法包括以下步骤：
a．每个停车位中安置一个地磁停车位检测仪器，多个停车位周围安置多个远程数据转发器，并以远程数据转发器为中心，将多个地磁停车位检测仪器以星型局域网拓扑结构进行无线互连组网；
b．每个地磁停车位检测仪器实时检测停车位状态、GPS定位和授时数据；
c．在检测到停车位状态状况发生变化时，地磁停车位检测仪器的短距离无线发射模块将检测数据无线发射给远程数据转发器的短距离无线接收模块；
d．每个远程数据转发器接受到来自于多个地磁停车位检测仪器的检测数据后，由GPRS无线传输模块将检测数据通过GPRS无线通信网络连续传输到检测服务器；
e．检测服务器可部署在互联网的任意节点位置，从GPRS无线通信网络接收检测数据，同时提供客户的互联网访问；
（2）、所述的地磁停车位检测仪器实时检测停车位的状态变化过程，包括如下步骤：
2a．每个地磁停车位检测仪器接通电源后，微处理器对地磁传感器、GPS定位模块和短距离无线发射模块进行初始化，实时检测并控制各模块的运行状态；
2b．地磁传感器实时检测停车位状态变化，并将检测数据传递给微控制器；
2c．GPS接收模块实时获取当前停车位的定位和授时信息，定时信息包括经度、纬度和高程，授时信息以格林尼治时间表示，并将GPS接收数据传递给微控制器；
2d．微控制器实时对接收到的停车位状态和GPS数据进行对比分析；
2e．判断停车位的检测数据是否发生变化， 
　当微控制器分析到停车位检测数据发送变化时，将检测数据进行封装，并通过短距离发射模块将检测数据无线发送给相连接的远程数据转发器；
当检测数据没有发生变化，微处理器进入休眠状态，定时被唤醒接收地磁传感器和GPS接收模块传递来的检测数据，执行步骤2d；
（3）、所述的远程数据转发器进行检测数据GPRS无线通信网络传输过程，包括如下步骤：
3a．每个远程数据转发器接通电源后，微控制器初始化短距离无线接收模块、SD存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块，实时检测并控制各模块的运行状态；
3b．GPRS无线传输模块拨号上线，连接检测服务器与远端移动网握手实现点对点通信；
3c．等待短距离数据接收模块获取地磁停车位检测仪器无线发送来的检测数据；
3d．将获取的检测数据自动连续存储到SD存储模块中；
3e．将当前的检测数据、无线网络连接状态和电源状态数据信息在LCD显示模块上实时显示； 
3f．判断GPRS无线传输模块与检测服务器连接是否成功，如连接不成功则执行步骤3b；
3g．判断SD存储模块中是否存在未发送数据，若存在未发送数据，将SD存储模块中未发送的检测数据进行用户数据包协议UDP封包，通过GPRS无线传输模块进行无线传输发送；
h．将当前检测数据进行用户数据包协议UDP封包，通过GPRS无线传输模块进行无线传输发送。
有益效果：本发明采用地磁停车位检测仪器采集当前停车位状态、GPS定位和授时信息，并通过地磁停车位检测仪器的短距离无线发射模块发送给远程数据转发器的短距离无线接收模块，远程数据转发器通过SD数据存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块分别进行检测数据的自动存储、实时显示和无线传输。能够兼顾停车位大范围离散和小范围密集分布的检测需求，可操作性强。 
优点：具有检测布点灵活、远程检测、自动存储、实时显示、无线传输的特点。其结构简单，成本低廉且低功耗； 
1、能够兼顾停车位大范围离散和小范围密集分布的检测需求，在大范围离散分布时采用GPRS无线通信网络传输检测数据，在小范围密集分布时采用短距离无线收发传输检测数据。
2、每个停车位上安置一个地磁停车位检测仪器，多个停车位周围安置多个远程数据转发器，并以远程数据转发器为中心呈星型局域网拓扑结构无线互连组网，将检测数据由地磁停车位检测仪器的短距离无线发射模块发送给远程数据转发器的短距离无线接收模块，通信成本低廉且可扩展性强。 
3、远程数据转发器通过GPRS无线通信网络与检测服务器建立双向无线连接，既可无线实时连续获取检测数据，又可同时反馈客户的互联网访问控制，GPRS网络覆盖范围广。 
附图说明
图1是本发明基于星型局域网和GPRS的停车位远程无线实时检测系统的结构图。 
图2是本发明检测服务器与远程数据转发器的GPRS连接图。 
图3是本发明远程数据转发器与地磁停车位检测仪器的星型局域网拓扑结构互连图。 
图4是本发明地磁停车位检测仪器的模块连接图。 
图5是本发明停车位的远程无线实时检测方法的流程图。 
图6是本发明地磁停车位检测仪器实时检测停车位的状态变化过程的流程图。 
图7是本发明远程数据转发器进行检测数据GPRS无线通信网络传输过程的流程图。 
图中：101、检测服务器；102、远程数据转发器；103、地磁停车位检测仪器；201、电源模块；202、微控制器；203、短距离无线接收模块；204、SD存储模块；205、LCD显示模块；206、GPRS无线传输模块；301、电源模块；302、微控制器；303、地磁传感器；304、GPS接收模块；305、短距离无线发射模块。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述： 
实施例1：在图1中，本发明的一种停车位远程无线实时检测系统，包括检测服务器101、分别与检测服务器101通过GPRS无线通信网络相连接的多个远程数据转发器102、以各个远程数据转发器102为中心呈星型局域网结构无线互连的多个地磁停车位检测仪器103。
在图2中，远程数据转发器102包括：电源模块201、微控制器202、分别与微控制器202相连接的短距离数据接收模块203、SD存储模块204、LCD显示模块205和GPRS无线传输模块206。其中：电源模块201为远程数据转发器102提供电能；短距离无线接受模块203接受多个地磁停车位检测仪器103发送来的检测数据；SD存储模块204自动存储地磁停车位检测仪器103的检测数据；LCD显示模块205实时显示当前的检测数据、无线网络连接状态及电源状态信息；GPRS无线传输模块206采用支持全球移动通信系统/通用分组无线业务GSM/GPRS双频无线模块，以国际移动设备身份码IMEI作为唯一识别标识，将地磁停车位检测仪器103的检测数据无线连续传输到检测服务器101。 
在图3中，地磁停车位检测仪器103包括电源模块301、微控制器302、分别与微控制器302相连接的地磁传感器303、GPS接收模块304和短距离无线发射模块305；电源模块301为地磁停车位检测仪器103提供电能；地磁传感器303检测并采集停车位状态状况数据；GPS接收模块304远程接收停车位的定位信息和授时信息，定时信息包括经度、纬度和高程，授时信息以格林尼治时间（世界时）表示；短距离无线发射模块305将检测数据发送给远程数据转发器102的短距离无线接收模块203。 
在图4中，32位的微控制器302通过两线式串行总线I2C连接地磁传感器；采用通用异步收发器UART连接二氧化碳传感器和GPS接收模块304；通过串口外设接口总线SPI连接短距离无线发射模块305。 
在图5中，停车位的远程无线实时检测方法包括以下步骤： 
a．每个停车位中安置一个地磁停车位检测仪器103，多个停车位周围安置多个远程数据转发器102，并以远程数据转发器102为中心，将多个地磁停车位检测仪器103以星型局域网拓扑结构进行无线互连组网；
b．每个地磁停车位检测仪器103实时检测停车位状态、GPS定位和授时等数据；
c．在检测到停车位状态状况发生变化时，地磁停车位检测仪器103的短距离无线发射模块305将检测数据无线发射给远程数据转发器102的短距离无线接收模块203；
d．每个远程数据转发器102接受到来自于多个地磁停车位检测仪器103的检测数据后，由GPRS无线传输模块206将检测数据通过GPRS无线通信网络连续传输到检测服务器101；
e．检测服务器101可部署在互联网的任意节点位置，负责从GPRS无线通信网络接收检测数据，同时提供客户的互联网访问；
在图6中，地磁停车位检测仪器103实时检测停车位的状态变化过程，包括如下步骤：
2a．每个地磁停车位检测仪器103接通电源后，微处理器302对地磁传感器303、GPS定位模块304和短距离无线发射模块305进行初始化，实时检测并控制各模块的运行状态；
2b．地磁传感器303实时检测停车位状态变化，并将检测数据传递给微控制器302；
2c．GPS接收模块304实时获取当前停车位的定位和授时信息，定时信息包括经度、纬度和高程，授时信息以格林尼治时间（世界时）表示，并将GPS接收数据传递给微控制器302；
2d．微控制器302实时对接收到的停车位状态和GPS等检测数据进行对比分析；
2e．判断停车位的检测数据是否发生变化， 
当微控制器302分析到停车位检测数据发送变化时，将检测数据进行封装，并通过短距离发射模块305将检测数据无线发送给相连接的远程数据转发器102。
当没有检测数据发生，微处理器302进入休眠状态，定时被唤醒接收地磁传感器303和GPS接收模块304传递来的检测数据，执行步骤2d。 
图7中，远程数据转发器102进行检测数据GPRS无线通信网络传输过程，包括如下步骤： 
3a．每个远程数据转发器102接通电源后，微控制器202初始化短距离无线接收模块203、SD存储模块204、LCD显示模块205和GPRS无线传输模块206，实时检测并控制各模块的运行状态；
3b．GPRS无线传输模块206拨号上线，连接检测服务器101与远端移动网握手实现点对点通信；
3c．等待短距离数据接收模块203获取地磁停车位检测仪器103无线发送来的检测数据；
3d．将获取的检测数据自动连续存储到SD存储模块204中；
3e．将当前的检测数据、无线网络连接状态和电源状态数据等信息在LCD显示模块205上实时显示；
3f．判断GPRS无线传输模块206与检测服务器连接是否成功，如连接不成功则执行步骤3b；
3g．判断SD存储模块204中是否存在未发送数据，若存在未发送数据，将SD存储模块204中未发送的检测数据进行用户数据包协议UDP封包，通过GPRS无线传输模块206进行无线传输发送；
h．将当前检测数据进行用户数据包协议UDP封包，通过GPRS无线传输模块206进行无线传输发送。