基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法技术

一种基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法，设置两类网络节点：汇聚节点和停车位传感器节点，停车位传感器节点和汇聚节点间通过无线传感器网络相连，汇聚节点发起网络并周期性的广播信标；停车位传感器节点搜索并加入网络，进行周期性的唤醒/休眠间歇工作以将停车位空闲信息发送至汇聚节点，汇聚节点进一步通过无线或有线广域网发送至中央服务器。本发明专利技术提供一种降低功耗、提高可靠性的基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及停车位空闲信息收集的数据传输问题，特别是ー种。
技术介绍
随着我国汽车拥有量的快速提高，停车难成为了除行车难外困扰城市交通的另ー大难题。除停车位建设难以快速跟上汽车拥有量快速发展的因素外，停车位利用率不高是另一大原因。因此，需要建设停车位监测系统，在停车位部署传感器监测是否空闲并实时报告，使得驾驶员能够掌握目的地周边当前的空闲停车位信 息，从而有效降低停车所需时间。传统的停车位监测系统往往依赖于有线通信，系统部署成本高，难以快速推广。而目前广泛使用的无线通信技术如GPRS等，则功耗高，停车位传感器仍然需要依赖线缆供电，难以实现完全无线部署。目前兴新的无线传感器网络技术利用低功耗无线通信技术在节点之间传递信息，因此非常适合应用于停车位监测中，使得节点能够使用电池供电，并通过无线信号传输停车位空闲信息，从而实现完全无线部署，大大降低部署开销。面向停车位监测的特殊需求，比如停车位传感器往往紧贴地面，通信稳定性差等，需要专门设计面向停车位监测的无线传感器网络数据收集方法。目前，针对基于无线传感器网络的停车位监测的国内专利有[I]渠雨川.ー种停车场管理系统[P]·中国专利:201120050047. O, 2011-2-28.和专利[2]刘征.用于停车场内部的动态停车导航系统[P].中国专利201010131051.X，2010-3-4.均涉及基于无线传感器网络的停车位监测系统的系统架构与实现。专利[3]W. Julian. Parking ControlSystem. GB2408132(A), 2005-05-18.和专利[4]Τ·Z. Liu. Parking space monitoringsystem and parking space monitoring sensor. CN201270092 (Y), 2009-07-08.提出了停车位监测的系统设计以及传感器设计的专利。专利[5]Charles K. Howard et al. ParkingManagement System. US6885311B2, 2005-04-26.提出了关于自动停车检测与收费的逻辑与流程。专利[6]Ehud Mendelson. System and Method of Detecting and Navigating toEmpty Parking Spaces. US2006/0253226A1, 2006-11-09.提出了检测空闲停车位并引导驾驶员寻找空闲停车位的逻辑与流程。但上述专利均未涉及面向空闲停车位监测的无线传感器网络数据传输方法。文献[7]P. Corral, J. A. Perez, A. C. De Castro Lima, 0. Ludwig.Parking Spaces Detection In Indoor Environments. IEEE LATIN AMERICA TRANSACT10NS, Vol. 10, No. I, Jan. 2012.和文献[8]R. Vishnubhotla, PS. Rao, A. Ladha, S. Kadiyala, A.Narmada, B. Ronanki, S. Illapakurthi. ZigBee Based Multi-Level Parking VacancyMonitoring System. 2010 IEEE International Conference on Electro/InformationTechnology (EIT)，20_22May 2010.提出了采用Zigbee协议实现停车位监测。然而，其所采用的Zigbee是ー个通用的协议，而并没有针对性的设计面向停车位监测的无线传感器网络数据收集方法。文献[9]Y.Z.Bi，L.M.Sun，H.S.Zhu，T.X.Yan and Z. J. Luo:Aparking management system basea on wireless sensor networK. ACTA AUTOMATICASINICA，Vol. 32 (2006)，ρ· 965-977.文献[10]H. W. Wang and W. B. He:A reservation-basedsmart parking system. Proceedings of 2011 IEEE Conference on ComputerCommunications Workshops (2011).和文献[11]M. Y. I. Idris，E. M. Tamil，N. M. Noor，Z.Razak and K. W. Fong:Parking guidance system utilizing wireless sensor networkand ultrasonic sensor.Information Technology Journal,Vol. 8(2009), p. 138-146.提出了基于无线传感器网络的停车位监测及引导系统的设计，但其重点在于系统整体体系结构的设计和实现，并未涉及无线传感器网络部分的数据传输方法设计。文献[12]S.Yoo，P.K. Cnongj T. Kimj J. Kang, D. Kimj C. Shin，K. Sung and B. Jang:PGS:parking guidancesystem based on wireless sensor network, Proceedings of the 3rd InternationalSymposium on Wireless Pervasive Computing (2008).也提出了ー种基于无线传感器网络的停车引导系统设计，其重点在于空闲停车位的监测算法研究和设计。文献[13]JaeSeokKimjHaeyong KimjJongsoo JeongjYongbin SeojPyeongsoo Man,Field Deploymentof a Large-Scale WSN for Parking Management System. 2010 7th Annual IEEECommunications Society Conference on Sensor Mesh and Ad Hoc Communications andNetworks, 21-25 June 2010.设计了面向停车位监测的无线传感器网络数据传输方法，其重点讨论了三层数据传输的架构，而并未针对无线传感器网络部分设计低功耗、高可靠的停车位空闲信息传输方法。
技术实现思路
为了克服已有停车位空闲信息收集方法的功耗较大、可靠性较差的不足，本专利技术提供ー种降低功耗、提高可靠性的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是ー种，设置两类网络节点汇聚节点和停车位传感器节点，停车位传感器节点和汇聚节点间通过无线传感器网络相连，汇聚节点发起网络并周期性的广播信标；停车位传感器节点搜索并加入网络，进行周期性的唤醒/休眠间歇工作以将停车位空闲信息发送至汇聚节点，汇聚节点进ー步通过无线或有线广域网发送至中央服务器，所述停车位空闲信息收集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法，其特征在于设置两类网络节点汇聚节点和停车位传感器节点，停车位传感器节点和汇聚节点间通过无线传感器网络相连，汇聚节点发起网络并周期性的广播信标；停车位传感器节点搜索并加入网络，进行周期性的唤醒/休眠间歇工作以将停车位空闲信息发送至汇聚节点，汇聚节点进ー步通过无线或有线广域网发送至中央服务器，所述停车位空闲信息收集方法包括以下步骤 (I. I)停车位传感器节点以T为工作周期，在每个周期开始阶段通过捕获信标与汇聚节点间进行网络时间同步，如果在P时间内无法接收到信标帧，则停车位传感器节点根据上周期同步时间继续运行； (I. 2)时间同步后，停车位传感器节点进入休眠状态； (I. 3)当收集时槽到来，停车位传感器节点唤醒，向汇聚节点发送停车位空闲信息数据帧，并监听回复，数据帧中包括车位空闲信息，中继节点ID，数据收集时间等信息； (I. 4)如收到回复，则信息发送成功；如未收到回复，停车位传感器节点尝试重传停车位空闲信息数据包，直到达到阈值Ed ;如尝试次数超过阈值ED，则放弃重传，本周期信息发送失败； (I. 5)停车位传感器节点进入休眠状态。2.如权利要求I所述的ー种基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法，其特征在于所述停车位空闲信息收集方法还包括以下步骤(I. 6)如在K个周期内无法同歩，或信息发送失败，则执行停车位传感器节点的网络加入方法。3.如权利要求I所述的ー种基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法，其特征在于所述T组织为入网、测试、收集、上传四个阶段，入网阶段长度为Tj，测试阶段长度为Tt，收集阶段长度为T。，上传阶段长度为Tu，并且满足以下公式T = Tj+Tt+Tc+Tu ； 汇聚节点在每个阶段内以Ts (Tj, Tt、Tc, Tu均能够被Ts整除)为间隔广播信标，将每个阶段分为长度为Ts的时槽；TS的典型值为I秒；其中，每个阶段所广播信标类型不同，入网阶段，汇聚节点广播JOINING信标；测试阶段，汇聚节点广播TESTING信标；收集阶段汇聚节点广播COLLECTING信标；上传阶段，汇聚节点广播UPLOADING信标；每个信标中均包含时间同步信息。4.如权利要求3所述的ー种基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法，其特征在干入网和测试阶段用于基于测试的可靠网络加入方法，汇聚节点发起网络，停车位传感器节点通过入网请求、测试、注册三个步骤进行网络加入。5.如权利要求4所述的ー种基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法，其特征在于汇聚节点发起网络过程为汇聚节点通过信道能量对各个信道进行评估后选择信道建立网络，包括以下步骤 a扫描各个信道，获得能量值Ei; b选择最小能量值的信道，并获取其能量Emin ;若无，则重新执行步骤a ； c将Emin与Et比较，若Emin > Et,则重新执行步骤a ； d建立网络。6.如权利要求4或5所述的ー种基于无线传感器网络的停车位空闲信息收集方法，其特征在于所述的网络加入方法包括以下步骤 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏明，杜钻，赵磊，袁庆曙，何跃明，
申请(专利权)人：杭州快泊信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：