基于ZigBee网络的地下车库LED智能导航系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于ZigBee网络的地下车库LED智能导航系统，主要由主控制器、ZigBee无线网络、网络化LED灯具构成，主控制器通过ZigBee无线网络连接若干个网络化LED灯具，主控制器主要负责对整个系统进行管理控制，协调系统各部分的工作，同时将空闲车位信号进行数据处理，在车库入口处通过LED显示器显示空闲车位的数量；主控制器并对入库的汽车进行智能导航，所述网络化LED灯具主要由MSP430微控制器、微波检测模块、超声波检测模块、电压检测模块、电流检测模块、ZigBee无线模块、LED驱动模块、LED光源组成，所述超声波检测模块探测车位状况，微波检测模块检测有无车辆移动信号，能够为车主快速进入车库停车提供便利，工作稳定可靠，实用性强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线网络通信技术及智能控制领域，具体涉及基于ZigBee网络的地下车库LED智能导航系统。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，各大中小城市汽车保有量持续不断增长，因此，很多城市建设了大型地下车库。目前，大多数地下车库管理技术落后，缺乏智能化、网络化、信息化的先进管理技术。一方面，停车位利用率低，车主由于寻找车库而造成的道路交通量将有可能进一步造成交通危害；另一方面，由于地下车库空间较大，车主寻找车位困难，浪费大量的精力和时间。目前的车库智能系统在计费、进出口识别等功能发展相对较多，但车辆入库后，如何快速引导车辆在车库内停车，车辆的安全性及人性化停车方面考虑不足，智能化程度低，运行效率低或成本高。因此，停车场管理系统的方向将是提高系统的智能化，增加对车位的监测，更加人性化满足车主快速入库停车的需求。同时,带来了“停车业经济”的无限商机。传统的灯光控制方式采用有线连接的方式，存在布线复杂、安装成本高、难度大等缺点。而使用无线通信的方式，可以避免有线电缆的铺设，降低了系统的安装成本与安装难度。由于ZigBee网络的通信技术已经成熟，利用ZigBee无线通信方式来实现数据的实时传输，无疑是对现有资源的最大利用。ZigBee是一种新兴的短距离无线通信技术，使用免费的ISM频段(2. 4G)，具有低功耗、低速率、低成本、短时延、组网灵活，网络容量大且传输可靠性高等优势。一旦网络建立，系统便可以灵活的增加或减少子节点，不影响网络的正常工作。
技术实现思路
为了克服上述的缺点，本技术的目的在于提供了一种高效的基于ZigBee网络的地下车库LED智能导航系统，该智能导航系统以微控制器为核心，实现了以下功能(I)车库可以对停车位进行监控，有效管理停车位。车库入口处通过LED显示空闲车位状态信息，避免了车主兜圈选择车库，造成停车难的问题，提高了停车场的利用率。(2) ZigBee网络实现网络化，地下车库内智能导航服务，选择一条最优路径，通过点亮此路径上的LED，引导车主快速轻松地进入空闲车位，实现高效率智能化停车。(3)通过主控制器的IXD显示屏菜单操作界面，实时监控停车场的LED灯具的工作状态及各区的车位状况。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是基于ZigBee网络的地下车库LED智能导航系统,主要由主控制器、ZigBee无线网络、网络化LED灯具构成，主控制器通过ZigBee无线网络连接若干个网络化LED灯具，所述主控制器主要由ARM微处理器STM32、ZigBee无线模块、键盘模块、IXD显示模块、LED数码显示模块、存储模块组成；主控制器主要负责对整个系统进行管理控制，协调系统各部分的工作，同时将空闲车位信号进行数据处理，在车库入口处通过LED显示器显示空闲车位的数量；主控制器并对入库的汽车进行智能导航。所述网络化LED灯具主要由MSP430微控制器、微波检测模块、超声波检测模块、电压检测模块、电流检测模块、ZigBee无线模块、LED驱动模块、LED光源组成；所述超声波检测模块探测车位状况，利用超声波测距原理来确定车位空缺状况，车位空闲时，MSP430微控制器通过ZigBee无线模块将车位空闲信号发送至主控制器，为主控制器进行空闲车位统计处理提供数据依据；所述微波检测模块检测有无车辆移动信号，当车辆移动时，微控制器通过ZigBee无线模块将车辆入库信号发送至主控制器，请求主控制器进行智能导航，通过选择一条最优路径，通过点亮此路径上的LED光源，引导车主快速轻松地进入空闲车位。 本技术具有以下优点和积极效果本技术能够为车主快速进入车库停车提供便利，工作稳定可靠，实用性强。不仅提高了地下车库的管理效率，也大大提高了地下车库的服务质量，进而提高停车场的管理水平。停车导航的有效运行，车库的智能管理，能提高城市交通效率，使城市的生命力更加活跃，社会效应和效益良好。附图说明图I是本技术的整体系统框图。图2是本技术的主控制器的结构图。图3是本技术的网络化LED灯具的结构图。具体实现方式下面对本技术的结构原理，工作原理作进一步说明。参照图1，基于ZigBee网络的地下车库LED智能导航系统，主要由主控制器、ZigBee无线网络、网络化LED灯具构成，主控制器通过ZigBee无线网络连接若干个网络化LED灯具，参照图2，所述主控制器主要由ARM微处理器STM32、ZigBee无线模块、键盘模块、IXD显示模块、LED数码显示模块、存储模块组成；主控制器主要负责对整个系统进行管理控制，协调系统各部分的工作，同时将空闲车位信号进行数据处理，在车库入口处通过LED显示器显示空闲车位的数量；主控制器并对入库的汽车进行智能导航。参照图，3，所述网络化LED灯具主要由MSP430微控制器、微波检测模块、超声波检测模块、电压检测模块、电流检测模块、ZigBee无线模块、LED驱动模块、LED光源组成；本技术的网络化LED灯具采用超声波检测模块探测车位状况，利用超声波测距原理来确定车位空缺状况。超声波检测模块向某一方向发射超声波，在发射声波的同时微控制器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回，超声波接收传感器收到反射波微控制器就立即停止计时。通过测量发射超声波到接收超声波的时间，可以计算出障碍物到超声波传感器的距离。目前，地下车库在入口处都有高度限制，一般不超过两米，车的高度一般在O.8m-l. Sm之间，超声波检测模块放在网络化LED灯具上，距离地面大约4米，微控制器通过定时器计算从发射超声波到接收超声波的时间，进而计算障碍物到超声波传感器的距离。如果所测距离小于4米，则判定该车位已被占用；如果所测距离大于4m，则判定该车位空闲，微控制器通过ZigBee无线发送模块将车位空闲信号发送至主控制器，为主控制器进行空闲车位统计处理提供数据依据。主控制器将统计处理的车位空闲信息通过车库入口处的LED数码管进行显示。本技术的网络化LED灯具采用微波检测模块检测有无车辆入库，微波检测模块检测原理基于多普勒原理，多普勒理论是以时间为基础的，当无线电波在进行过程中碰到物体时该电波会被反射，反射波的频率会随碰到物体的移动状态而改变。如果无线电波碰到的物体的位置是固定的，那么反射波的频率和发射波的频率应该相等。如果物体朝着发射的方向移动，则反射回来的波会被压缩，就是说反射波的频率会增加；反之反射回来的波的频率会随之减小。因此，可以根据发射波和反射波的频率是否一致反映出是否有无体移动。微控制器通过微波检测模块可以获得有无车辆移动信号，如果有车辆移动，微波检测模块输出高电平，否则输出低电平。如果有车辆入库，微控制器通过ZigBee无线发送模块将车辆入库信号发送至主控制器，请求系统进行智能导航。本技术对车辆进行智能导航的最短路径算法采用Dijkstra最短路径算法，它的基本原理大致可以描述如下它是由Dijkstra于1959年提出的，每个节点用源节点沿已知最佳路径到本节点的距离来标注，开始时路径未知，所有标注标为无穷大。随着算法的进行和不断找出的路径，标注随之改变，使之反映出较好的路径。该算法将网络节点分为3部分未标注节点、临时标注节点、永久标注节点。网络中所有节点初始化为未标注节本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ZigBee网络的地下车库LED智能导航系统，其特征在于，主要由主控制器、ZigBee无线网络、网络化LED灯具构成，主控制器通过ZigBee无线网络连接若干个网络化LED灯具，所述主控制器主要由ARM微处理器STM32、ZigBee无线模块、键盘模块、LCD显示模块、LED数码显示模块、存储模块组成；所述网络化LED灯具主要由MSP430微控制器、微波检测模块、超声波检测模块、电压检测模块、电流检测模块、ZigBee无线模块、LED驱动模块、LED光源组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉杰，刘蕴，李超，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：实用新型
国别省市：