基于磁阻传感器的智能咪表系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于磁阻传感器的智能咪表系统，包括主控单元、电源管理单元、读卡器单元、驻车监测单元和无线传输单元；驻车监测单元设置有两种传感器，分别是磁阻传感器和超声波传感器。所述的主控单元采用低功耗单片机MSP430F149完成相应的控制操作。该系统还包括与读卡器单元联合控制对停车费用收取的实时时钟，实现人机交互的按键、LED指示灯、蜂鸣器和液晶显示屏。所述的电源管理单元采用太阳能电池供电。本实用新型专利技术具有的优点和积极效果是：本实用新型专利技术的智能咪表系统通过泊车状况的自动监测而实现泊车与刷卡的联动，并将相应信息上传汇总完成统计、发布等功能，完全取代了人工干预，杜绝了泊车时长与收费不符的情况。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种路边停车管理设备，尤其涉及一种基于磁阻传感器的智能咪表系统。
技术介绍
随着社会的发展，城市机动车数量迅速增加。城市交通管理中一个新的问题——“停车难、收费乱”日益显现。为解决这一难题，许多城市的交通管理部门在规划新的停车场时，纷纷增设路边停车位，同时采用咪表作为计时收费手段。但目前各大城市中的咪表停车系统还大多采取“人工管理为主，咪表管理为辅”的手段，此种方式产生了很多问题，既增加了人力成本，同时又带来了管理人员用人工收费代替咪表刷卡，进而私占收费的问题。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题而提供了一种基于磁阻传感器的智能咪表系统。本技术为解决这一问题所采取的技术方案是本技术的基于磁阻传感器的智能咪表系统，包括主控单元、电源管理单元、读卡器单元、驻车监测单元和无线传输单元；驻车监测单元设置有两种传感器，分别是磁阻传感器和超声波传感器。所述的主控单元采用低功耗单片机MSP430F149完成相应的控制操作。该系统还包括与读卡器单元联合控制对停车费用收取的实时时钟，实现人机交互的按键、LED指示灯、蜂鸣器和液晶显示屏。所述的电源管理单元采用太阳能电池供电。本技术具有的优点和积极效果是本技术的智能咪表系统通过泊车状况的自动监测而实现泊车与刷卡的联动，并将相应信息上传汇总完成统计、发布等功能，完全取代了人工干预，完全杜绝了泊车时长与收费不符的情况。附图说明图1是本技术基于磁阻传感器的智能咪表系统的结构框图；图2是本技术的无线传输单元的网络总体结构图。具体实施方式以下参照附图及实施例对本技术进行详细的说明。图1是本技术的基于磁阻传感器的智能咪表系统的结构框图。如图1所示，本技术的基于磁阻传感器的智能咪表系统，包括主控单元、电源管理单元、读卡器单元、驻车监测单元和无线传输单元；驻车监测单元设置有两种传感器，分别是磁阻传感器和超声波传感器。所述的主控单元选用美国德州仪器生产的单片机MSP430F149，该单片机为一款特别强调低功耗的产品，特别适合电池供电的设计。咪表安装在路边，如果采用市电供电，需要开挖路面，工程量大，成本高。如采用一般电池供电，管理者需经常性检查电池容量并及时进行更换，这增加了管理成本。故系统采用太阳能电池进行供电，解决了以上两种方案存在的弊端。磁阻传感器是本系统的核心模块，用于停车位上车辆的存在检测。为解决磁阻传感器在检测中存在的不足，本设计加入超声波传感器进行辅助检测，提高了整个系统的检测精度。实时时钟与读卡器单元联合完成对停车费用的收取。按键、LED指示灯、蜂鸣器、液晶实现人机交互。无线传输单元将车位占用情况及收费情况进行上传，存入停车点主机以备核查。本技术采用低功耗设计因系统采用电池供电方式，所以低功耗设计是保证系统使用寿命的一个重要前提，本系统采用了以下3种方法减少系统功率消耗。(I)系统CPU选用美国德州仪器生产的单片机MSP430F149，该单片机为一款特别强调低功耗的产品，特别适合电池供电的设计；(2)电路中外围芯片均采用3. 3V甚至2V供电，且大多具有休眠模式；(3)由主控芯片通过低压降稳压芯片的开关引脚控制外围芯片的供电，当外围器件不工作时关闭其供电。驻车监测单元采用磁阻传感器和超声波传感器相配合的监测方法。现在常用的车辆检测技术主要有感应线圈、视频和微波。感应线圈技术检测精度高，可靠性好，但安装维护复杂，破坏路面。视频检测技术主要应用于路口，可清楚看到交通现状，但检测精度受天气、光线的影响较大，镜头容易受路面灰尘影响。微波技术大多应用于高速路段的车速测量，安装方便、寿命长，但不能检测静止车辆。针对以上问题，本设计提出了采用磁阻传感器进行路边停车位车辆存在检测的方案。地球磁场在很广阔的区域内(大约几公里)是一定的。但铁磁性物体(如汽车)，会对地球磁场产生扰动，无论该物体是运动的还是静止的。而磁场传感器可检测由于车辆干扰而引起的地磁场的变化。本系统选用美国霍尼韦尔公司的三轴各向异性磁阻传感器HMC5883L作为检测传感器，该传感器对于有车辆存在的应用，偏移地球磁场的向量大小的变化是最可靠的方法。传感器内部对三个方向的磁场强度值进行数字化测量输出，CPU根据公式I进行向量幅值的计算。Α=\ Χ2 +T2^Z3(公式 I)当车辆停在磁传感器位置附近，A值大小就会马上从地球偏磁(无车辆)大小发生变化。进行多次现场试验，设定合理阈值，从而可实现车辆存在检测。但试验中发现的主要问题是远车道大型车辆(如大型工程车)对系统产生的干扰。大型车路过停车点会产生与小型车停车同样的磁场干扰效果。为解决该问题，系统中添加超声波传感器进行距离测量，以排除该干扰问题。“磁阻传感器为主，超声波传感器为辅”的检测方法与传统的检测方法相比，具有检测精度高、可靠性好、安装方便的优点。为减少咪表停车管理中人工过多参与带来的“乱收费”问题，本系统加入无线传输模块。该模块将停车位状态及收费情况实时上传给停车点主机。从而使所有收费情况做到有据可查。无线传输模块采用Zigbee技术实现与停车点主机的数据上传，城市中各个停车点则采用以太网将数据汇总到控制中心主机，其总体网络结构如图2所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁阻传感器的智能咪表系统，其特征在于：该系统包括主控单元、电源管理单元、读卡器单元、驻车监测单元和无线传输单元；驻车监测单元设置有两种传感器，分别是磁阻传感器和超声波传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁阻传感器的智能咪表系统，其特征在于该系统包括主控单元、电源管理单元、读卡器单元、驻车监测单元和无线传输单元；驻车监测单元设置有两种传感器，分别是磁阻传感器和超声波传感器。2.根据权利要求1所述的基于磁阻传感器的智能咪表系统，其特征在于主控单元采用低功耗单片机MSP430F149...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，马卫国，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：实用新型
国别省市：