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1、基于MSP430的超低功耗停车位的检测系统 摘 要：项目研制了一种基于MSP430的超低功耗停车位的检测系统。在深入研究以往一些车位检测系统产品的基础上，采用了无线模块实现车位检测装置与中央控制器之间的信息交互，摒弃了传统上使用一线制轮循的方式获取各车位的状态信息，大大减少了线路的繁锁性。对实际应用及需求分析之后，提出了由车位检测装置、中央控制器、及液晶屏构成的车位检测系统方案；并基于该方案实现了硬件电路设计，软件设计；最终，通过系统调试，验证系统基本达到预期设计要求。关键字：车位检测装置、中央控制器、无线模块、低功耗一、 绪 论1、课题研究背景及意义随着汽车持有量逐年递增，交通现状及停车问题
2、日益恶化，为解决不断加剧的交通拥堵及停车问题，提高交通质量、效率与通行能力，在目前市场上许多的智能运输系统应运而生，其中就包括无线停车场的空位检测系统等。停车场车位实时检测是实现停车场智能管理和提高停车位利用率的关键，也是停车管理现代化的要求。停车场车位检测系统的发展，大体经历地感线圈检测、闸机控制和车位实时检测三个阶段。车位检测与检测技术水平有密切的联系，传感器的快速发展是检测水准的保证。前两种车位检测系统的基本架构过于庞大，安装过于繁琐；在可靠性、实时性、准确性、可扩展、低能耗和工程量小等方面都不能满足停车场快速发展的需求。2、 课题研究内容本创新项目研究的内容有检测装置硬件设计、中央控制
3、器硬件设计、检测装置软件设计、中央控制器软件设计及车位检测系统整体调试。本文结合停车场对车位检测系统的要求，设计了一种基于RFID车位检测系统，大大减少了车位检测系统的成本和复杂度，降低了系统的能耗，提高了系统检测精度和可行性，实现系统的可扩展性。RFID在系统通信协议中省略了安全机制，车位检测器设置为RFID标签形式，对停车场内的车位检测器统一编惟一的ID号，也对中央控制器进行编号。车位检测器通过nRF905与中央控制器进行通信。二、 硬件设计概述1、硬件整体介绍因为车位检测装置与中央控制器它们之间是采用无线模块实现相互间的通信，那么它们电源模块也是相互分开的，因为车位检测装置需要尽量做小，
4、将采用3V钮扣电池进行供电；对于检测传感器将采用地磁传感器，因其稳定性好，并且正确性也非常高。中央控制器的传电电源采用外接电源供电，对于车位显示采用LCD液晶屏进行显示。测温系统硬件框图如图2.1所示。图2.1 车位检测系统硬件框图如图2.1 所示，车位检测装置使用地磁传感器作为车位状态检测传感器，MSP430获取其磁场信号，经过处理，将车位状态信息发送到中央控制器，由中央控制器统一调度，将各车位状态信息显示在液晶屏上，并同时显示剩余车位信息。2、车位检测装置硬件设计 1）处理器选型为了保证检测装置的低功耗性，并且能够使用钮扣电池供电，因此微处理器必须是超低功耗单片机；处理器应该有不同的工作模
5、式选择，以使其在不检测和发送信息时有更低的功耗；具有IO功能，由于系统有时间间隔控制，要求处理器有低功耗的基础时钟模块；处理器需要在断电时保存能够区别车位有无时磁场量的阈值，因此其应有能够实时读写的FLASH。针对以上需求本系统选择了TI公司一款超低功耗单片机MSP430FE427。2）地磁传感器选型地磁传感器需要准确没量车位当前磁场信息，且有较高的稳定性，需要采用三轴的地磁传感器。HMC5883L是一款具有三轴的地磁传感器，其采用IIC与单片机传送磁场信息以及控制命令，当其在工作时，功耗也只有100Ua,处于闲置模式时，功耗更低，因此其完全满足采用电池供电的低功耗设备中。3）无线模块选型市场
6、上的无线模块有很多种，比如2.4GHz的NRF2401,NRF905等等。由于该系统工作地点是在地下停车场，环境极其恶劣，因而必需得保证其数据传送的可靠性，NRF905模块是一款传输距离远（空旷地远达200M），其穿墙能力也很大，能够在多层的楼房里实现可靠的数据传送。另外，NRF905模块与MCU进行通信采用SPI模式，MSP430FE427同时也具有硬件SPI模块，因而在软件设计时也将大大简化其硬件电路设计。4）电池选型因为车位检测装置要安装在车位下面，那么其该模块应具有足够小的体积。又因为控制器、地磁传感器以及无线模块其工作电压为2.6V-3.3V，因而可以选用钮扣电池供电，而对于钮扣电池
7、其供电电压有几种，如3.6V,3.3V,3V等，为了尽可能减少硬件电路的设计，选用3V钮扣电池作为供电电源。因此，测温端选用20mm3.2mm的CR2032锂离子纽扣电池作为其电源。这款锂电池性能优异，放电平稳，没有记忆效应，且电压与剩余容量基本线性关系，电能计量非常方便。自放电较小，一次充满后可以较长存储（2年以上），非常适合超低功耗系统小电流长期工作。3、中央控制器硬件设计1）处理器选型本系统选用TI公司的MSP43F149。该处理器，具有较多的IO口，因而其能满足外设的IO需求；同时其硬件也集成了SPI模块，方便操作NRF905；IO口也能设置为中断控制口，因而能够很好的满足按键操作的实
8、时性。2）电源设计由于中央控制器的总电源为直接由适配器端引进的5V电压，而LCD模块、单片机、以及NRF905模块均是3V供电，应而电源设计应能将5V电源转换成3V。中央控制器采用了SP6200-30作为3V稳压芯片。三、 软件设计概述1、 车位检测装置流程图2、中央控制器软件流程图四、 结论在对本系统的中央控制器进行硬件设计时，没有注意到编程软件的程序空间限制为4K，导致在软件部分不能对整体系统的功能实现进行合理的分配。总的来说，目前本系统基本达到预期制定目标，但还有很多不足与不完善之处需要改善。附录1 车位检测装置原理、PCB及实物图车位检测装置端实物图附录2 中央控制器原理、PCB及实物图中央控制器实物图10
