邱意敏;周力
【摘 要】According to the problems of roadside stop,a vehicle detection system based on ZigBee and GMR is designed. In this paper, the giant magnetoresistance effect of giant magnetoresistance (GMR) sensors is used to detect vehicle information. The existence of a vehicle and the vehicle classification can be detected by processed data of MCU, and MCU uses ZigBee, which is a new kind of wireless access technology, to transmit the processed data to a portable charging machine. And then the portable charging machine transmits the information of parking occupancy to the roadside controller. So it can display the number of parking spaces and query parking status. At the same time, the vehicle detection system can make the portable charging machine record the vehicle type and parking time accurately.%针对路边停车存在的问题,提出了一种基于ZigBee+ GMR的车辆检测系统.首先,利用巨磁电阻传感器的巨磁效应检测车辆相关信息,并通过单片机处理数据以检测车辆的存在和识别车辆的类型；接着,利用新型的短距离无线接入技术ZigBee将得到的数据传输到手持式 收费机,使手持式收费机准确记录车型和停车时间；最后,通过手持式收费机再将车位占用信息传送给路边控制器,从而实现路边停车位数量的显示和对停车位停车状态的查询. 【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》
导线弧垂计算公式
【年(卷),期】2012(031)006
【总页数】取石网篮4页(P69-72)
【关键词】巨磁电阻传感器;ZigBee;神经网络;车辆检测
【作 者】邱意敏;周力
【作者单位】安徽工程大学电气工程学院,安徽芜湖241000;安徽工程大学电气工程学院,安徽芜湖241000
【正文语种】中 文
【中图分类】TP274+.5
随着国民经济的迅猛发展，我国城市汽车的保有量迅速增加，“停车难”问题普遍困扰着我国大中城市[1]。 在相当长的时间内，路边停车不但会大量存在，而且会大力发展。目前，路边停车收费大多采用人工收费、咪表收费。虽然，人工收费灵活性较高，但无法实现自动计时收费，并存在收费人员难以监督，浪费人力等弊端。咪表收费则存在难以查询停车信息，对地表有破坏等缺点[2]。为弥补这些不足，本文提出了一种基于ZigBee+GMR的适用于路边停车的车辆检测系统。该系统利用巨磁电阻传感器检测车辆的存在以及车型的识别，再利用ZigBee技术将检测到的信息分别传输给手持式收费机和路边控制器，以实现路边停车位剩余数的显示以及停车位停车状况的实时了解，同时，能使手持式收费机准确记录停车时间和车型。
1 系统总体结构
车辆检测系统主要由检测单元、控制处理单元、射频单元、通信单元组成，其原理框架如图1所示。其中，手持机为路边停车收费系统的收费终端，能够接收、处理车辆检测系统传送的信息， 具有根据费率自动实时计费、实时查询停车信息等功能。由于篇幅原因，路边控制器和手持机内部的控制单元、射频单元以及通信单元不作介绍。这里主要介绍停车位中的检测单元、控制单元以及射频单元。t型铝型材
图1 车辆检测系统架构图
导电碳浆2 停车位检测节点设计
2.1 检测单元搪瓷标牌
巨磁电阻传感器[3]内部有4个阻值相同的巨磁电阻(GMR)，其内部结构如图2所示。其中R1和R4由坡莫合金层覆盖屏蔽，阻值对外磁场的改变无影响，R2和R3的巨磁极性相反。
图2 巨磁电阻传感器内部结构图
假设R1、R2、R3、R4这4个同值电阻的初始阻值为R。当无车辆在巨磁电阻传感器附近时，R2和R3的阻值不会发生变化，由此得到输出电压UOUT为0。当车辆在巨磁电阻传感器附近时，车体所携带的铁磁介质将扰乱周围环境固有的磁场，从而导致R2和R3的阻值变化，其中一个阻值增加ΔR，另一个阻值减少ΔR，由此得到输出电压
UOUT=UOUT+-UOUT-=US×ΔR/R
(1)
从而根据UOUT的变化，判断车辆是否存在。巨磁电阻传感器的感应范围可以设置，故各个传感器之间不会出现干扰，检测结果准确。
由于地磁扰动产生的磁场变化量远小于地磁场强度，为了检测到明显的UOUT的变化，应对传感器的输出信号进行放大。运算放大器的型号应根据所选的巨磁电阻传感器的检测精度选择，即UOUT能达到的最小值应远远低于运算放大器的失调电压，与此同时，还要根据所选运算放大器的增益倍数，确定需要进行几级放大，并保证每级放大的线性度。图3为对信号进行一级放大及滤波的结构示意图。
图3 检测单元内部结构图
2.2 射频单元
ZigBee是一种低耗电、低成本、低复杂度的近距离无线接入通信技术，传输速度为20～250 kb/s，主要用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入到各种设备中 [4]。
在ZigBee网络中有2种类型的设备：一种是FFD(全功能设备)，一种是RFD(精简功能设备)。RFD功能简单且只能与FFD通信，而FFD间可以互相通信，故至少要有1个FFD。由
于停车位检测到的消息要分别送于路边控制器以及手持机，所以可以将手持机和路边控制器设为FFD，或者选择手持机和路边控制器中的一个设为FFD。同时，为了降低功耗以及停车计时更加精确，在本系统中将手持机设为FFD，再通过手持机将收到的信息发送给路边控制器，其网络结构如图4所示。其中，手持机进行网络搜索添加，并给停车位检测节点以及路边控制器分配地址。根据停车位节点发送的消息内部附有的原地址，便能直接知道哪个停车位被占用，从而开始停车计时。
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