LoRa无线技术地磁传感器智慧停车案例及关键技术.docx

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LoRa无线技术地磁传感器智慧停车案例及关键技术

LoRaWAN™地磁及解决方案，助力智慧城市停车管理

2016-12-0716:

54:

40 责任编辑:

luohongqin

摘要:

2016年4季度，武汉拓宝科技股份有限公司自主研发的支持LoRaWAN™标准的地磁车辆检测器及解决方案在武汉、重庆、杭州等城市应用，并出

2016年4季度，武汉拓宝科技股份有限公司自主研发的支持LoRaWAN™标准的地磁车辆检测器及解决方案在武汉、重庆、杭州等城市应用，并出口到欧洲多个国家。

因技术先进、部署简单、产品可靠、性价比高，获得了市场好评。

拓宝科技的TBS-2XX系列无线地磁车辆检测器是国内首款支持LoRaWAN™标准的地磁产品，采用了先进的磁传感器和信号检测算法，可实现车位停车检测、停车时间统计等功能，适用于智能停车、智能交通、智慧园区等领域，可解决停车难、收费难、规划难的问题，能有效提高智慧城市交通管理效率。

TBS-2XX系列无线地磁车辆检测器产品：

除了标准的无线地磁产品，拓宝科技还推出了Turbiot™智慧停车整体解决方案，其系统架构如下：

Turbiot™智慧停车解决方案特点：

∙支持LoRaWAN™标准，覆盖范围大、抗干扰能力强、系统应用可扩展；

∙相比传统地磁停车方案，基站覆盖距离和容量能提高10倍以上，所需基站数量减少90%，无需中继器，系统稳定可靠；

∙易于部署和施工，整体建设和维护成本低；

∙自主研发生产，可提供定制化的开发和服务；

∙完善易用的停车管理平台，包括计费、移动支付、移动票据打印等。

拓宝科技致力于先进的LPWAN（低功耗广域网）技术和系统解决方案，推出的Turbiot™广域无线物联网系统，支持LoRAWAN™标准，产品包括多种物联网终端、标准传输模块、网关、TurCloud™网络服务器和应用平台，可以实现各类物联网应用的快速开发和部署。

公司主页：

LoRa模块在智慧停车场应用

发布时间：

2016-11-0315:

13:

47

  智慧停车场通过联网共享数据，打破信息孤岛，车位状态监测、实现车位预定、停车诱导、在线付费、停车场远程管理等功能。

  基于LoRa的无线组网具有免流量费、免布线、免破路申请、组网容量大、传输距离远，抗干扰能力强、功耗低等优点。

四信LoRa模块嵌入地磁传感器，当汽车驶入或驶出停车位时，地磁传感器通过感知地球磁场的变化来判断车位状态。

  数据传输流程：

LoRa模块以无线的形式将车位状态传递给LoRa网关，LoRa网关通过GPRS/3G/4G网络传输到远端服务器，管理中心通过后台管理系充实现丰富的管理功能。

解决方案拓扑图如下：

SX1278/SX1276无线模块|433MHZ无线串口|LORA扩频3000米|UART接口

其嵌入高速低功耗单片机和高性能LoRa扩频芯片SX1278，采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高。

发射功率100mW，低功耗，具有无线唤醒功能，LoRa扩频能够带来更远的通讯距离。

模块提供了多个频道的选择，可在线修改串口波特率、收发频率、发射功率、射频空中速率等各种参数。

地磁车位探测模块、地磁车位传感器模块、车位检测模块、室外车位

检测停车位上是否有车辆停放，模块具有11uA低工作电流，低功耗，长电池寿命，2.2V~3.6V电池供电，具备开关量输出、TTL串口输入/输出。

尺     寸：

18×27mm；

工作电压：

2.2V～3.6V；

平均电流：

11uA（详情请参阅手册）；

准确率：

98%（稀疏车位），95%（并排密集车位）；

适应温度：

-30℃～+85℃；

串口波特率：

9600bps；

检测延迟：

可缩短至6~9秒，主要与功耗有关，可根据实际情况权衡设置；

IO耐受电压：

-0.3V～VCC+0.3V（含UATR串口引脚，超越该范围将损坏模块）。

地磁传感器：

本产品优势：

1、灵敏度；

   模块对地球磁场的变化灵敏，单就灵敏度而言，在特定情况下，能感测到3米以外的车辆移动。

2、准确率；

   采用了自适应地磁检测算法，能动态跟踪环境参数变化，并据此判别车辆的驶入、驶出。

无论是闹市区、社区等使用率高（空闲时间短）的车位，还是郊区、公园等使用率低（大部分时间都处于空闲状态）的车位，都能保证检测效果。

3、稳定性；

   由于模块的检测算法能动态跟踪环境参数变化，因此模块的检测效果能保持长期稳定，不受环境参数自然漂移影响。

4、免人工维护；

   模块安装固定之后，除非电池耗尽，否则不再需要任何人工维护。

模块传感器的校正、车位状态的初始化判别等均可自动完成。

而且，即便模块在使用过程中因偶发原因导致位置偏移，也能自动完成参数纠正，恢复正常的检测能力，无需人工干预。

5、低功耗；

   模块平均工作电流可低至11uA（与检测延迟有关，详见手册），且工作电压可低至2.2V，延长电池使用寿命。

（参考数据：

两节5号南孚电池可工作3个月以上。

专业的大容量工业电池则可工作5年以上、10年以上或者由电池保质期决定。

）

6、易用性，接口简单；

   模块针对不同的应用需求提供了两个接口：

开关量接口和UART串口。

   开关量接口：

高低电平输出，高电平表示有车，低电平表示无车；

   UART串口：

提供定时状态报告、参数设置等功能，用于连接上位机。

1.主要特点

高灵敏度；

模块对地球磁场的变化非常灵敏，单就灵敏度而言，能感测到3米以外

的大型车辆移动。

高准确率；

采用了先进的自适应地磁检测算法，能动态跟踪环境参数变化，并据此

准确判别车辆的驶入、驶出。

无论是闹市区、社区等使用率极高（空闲时间

极短）的车位，还是郊区、公园等使用率极低（大部分时间都处于空闲状态）

的车位，都能保证检测效果。

高稳定性；

由于模块的检测算法能动态跟踪环境参数变化，因此模块的检测效果能

保持长期稳定，不受环境参数自然漂移影响。

免人工维护；

模块安装固定之后，除非电池耗尽，否则不再需要任何人工维护。

模块

传感器的校正、车位状态的初始化判别等均可自动完成。

而且，即便模块在

使用过程中因偶发原因导致位置偏移，也能自动完成参数纠正，恢复正常的

检测能力，无需人工干预。

超低功耗；

模块平均工作电流可低至11uA，且工作电压可低至2.2V，最大限度延长

电池使用寿命。

（参考数据：

两节5号南孚电池可工作3个月以上。

专业的大容量工业

电池则可工作5年以上，超大容量的甚至能工作10年以上或者由电池保质

期决定。

）

高易用性，接口简单；

模块针对不同的应用需求提供了两个接口：

开关量接口和UART串口。

TTL电平接口：

高低电平输出，高电平表示有车，低电平表示无车；

UART串口：

提供定时状态报告、参数设置等功能，用于连接上位机。

图1车辆对地磁场的扰动示意图

工作原理

如上图所示，车辆的铁质轮毂、发动机、传动轴、车架等部件对地球磁场有扰动作用。

模块通过检测地磁场是否被扰动，从而判断车位上是否有车辆停放。

地磁车位探测模块测试架

用于测试本店GEOMAGV3.0型地磁车位探测模块。

尺寸：

50x33mm

接口：

+3.3V、GND、TTL串口（RX、TX）

功能说明：

1、按钮强制校正模块；

2、绿色LED灯亮表示模块校正完毕，进入正常检测状态；

3、红色LED灯亮表示检测到有车辆停放。

项目名称：

基于地磁传感器的智能车位管理与诱导系统

项目研究目标包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括地磁车位传感器，MSP430，无线通信模块和无线LED信息屏；软件系统包括车位管理与诱导控制器，监控中心数据服务器。

五、项目创新特色概述

1.在系统平台上：

智能车位管理与诱导系统采用Linux嵌入系统平台作为区域车位管理与诱导中心控制器。

2.利用地磁车位传感器的检测算法，用于检测车辆对车位磁场的扰动。

该算法使得采用普通低廉的地磁传感器就可以使车位占用判定准确率达到98%以上。

3.使用超低功耗硬件电路设计，1节一号锂电池可用时间达7-8年，采用单独壳体，无需外接电源，可直接在车位地面上方便安装。

4.地磁车位传感器的结构设计：

由于地磁传感器对塑料不敏感，我们将电池和电路密封在塑料外壳中，做到很好的防水防尘效果，可用于各种恶劣环境的使用。

八、预期成果及成果形式

智能车位管理与诱导系统通过安装在每个车位上的地磁车位传感器，实时采集车位占用信息，通过无线自组网络方式发送到车位管理与诱导控制器；车位管理与诱导控制器收集车位占用信息，分析车位数据，并向无线LED诱导信息屏发布空车位诱导信息；同时，车位管理与诱导控制器向监控中心数据服务器或者云服务器上报车位动态信息，监控中心收集各控制器的数据，并向外发布车位信息。

监控中心或者企业云的Web服务器以网页形式发布停车场具体车位使用情况，并可接受车位预订服务。

满足智慧城市和智能交通建设需求，应用于大型商业中心停车场，露天市政路侧停车场，城市广场、公园、景区、小区楼宇室内外停车场等大中型停车场的智能管理和引导。

SX1278/SX1276无线模块|433MHZ无线串口|LORA扩频3000米|UART接口

其嵌入高速低功耗单片机和高性能LoRa扩频芯片SX1278，采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高。

发射功率100mW，低功耗，具有无线唤醒功能，LoRa扩频能够带来更远的通讯距离。

模块提供了多个频道的选择，可在线修改串口波特率、收发频率、发射功率、射频空中速率等各种参数。

AS32-TTL-100是一款100mW，高稳定性，工业级的无线数传模块。

模块采用SX1278主芯片，LORA扩频传输，TTL电平输出，兼容3.3V与5V的IO口电压。

并且该模块在旧版的基础上做了以下升级：

采用高效的循环交织纠错编码算法，其编码效率高，纠错能力强，在突发干扰的情况下，能主动纠正被干扰的数据包，最大连续纠错64bit，大大提高了模块的抗干扰性和传输距离，而在没有采用纠错算法的情况下，这种出错的数据包只能被丢弃；通过LORA扩频使模块具有更远的通信距离。

模块具有四种工作模式，可以在运行时自由切换，在省电模式下，消耗电流仅仅几十uA，非常适合超低功耗应用。

AS32的工作频率410MHz~441MHz，共计32个信道，每个信道间隔1M。

可在线修改串口波特率，收发频率，发射功率，射频速率等各种参数。

产品特点：

✓工作频段：

433MHz免申请频段

✓多种功率等级（最大100mW）

✓多种波特率，多种射频速率

✓四种工作模式

✓超低接收功耗

✓休眠电流仅为1.5uA

✓支持空中唤醒功能

✓双256环形FIFO

✓高效的循环交织纠错编码，最大纠错64bit

✓内置看门狗，永不死机

✓频率410-441M，提供32个信道

✓接收灵敏度高达-130dBm，传输距离3000米

✓自动分包传输，保证数据包的完整性

✓支持模块电压读取功能

户外地面停车场无线地磁车位检测器车位引导地磁传感器车位探测器

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深圳市科锐引导科技有限公司是一家集研发、生产、销售，服务为一体的现代化安防综合性企业，我们有优秀完善的团队，完整的售后，专业的技术，以及让您放心的售后服务，我们主营产品包括车位引导系统、停车场找车机系统、停车场管理系统、高低速道闸及票箱、人行通道闸等。

户外停车场车位引导

系统概况

地磁车位引导系统利用埋在车位中间的地磁车位探测器来识别车位上是否有车，将数据通过无线方式上传到集中控制器进行处理，从而实现车位引导。

地磁车位探测器具有防水、防雪、防腐、抗压及抗干扰能力强的特点，具有高达IP68的防护等级，雷雨天气均可正常使用。

可有效应对室外停车场恶劣的环境，保证可靠运行。

地磁车位探测器区别于超声波车位探测器，是通过感知周围环境磁场来判定是否有车。

采用高精传感器及先进的识别算法，车位状态识别准确率可达98%以上。

地磁车位探测器通过探测器采用超低功耗设计，并配备了大容量电池，无需外部供电，内置电池可保证设备工作5年以上。

探测器与地磁数据中继器通过无线方式组网通讯，减少了施工布线量。

也避免对停车场地面环境造成较大破坏，方便后期系统管理维护。

系统可构建具有专利技术的多级智能无线路由链路，最多支持10级中继，提高无线覆盖范围，为大型户外停车场提供可靠的解决方案。

系统优势

1.地磁车位探测器具有IP68防护等级和超强的抗压能力，有效应对户外停车场环境；

2.地磁车位探测器通过感知磁场变化识别是否有车停入，识别准确率高达98%以上；

3.地磁探测器采用电池供电，无线方式组网通讯。

安装维护方便，节约施工成本和时间；

4.探测器无需外部供电，采用超低功耗设计，内置大容量电池可保证连续使用5年以上；

5.系统最大支持10级中继，提高无线覆盖范围，为大型户外停车场建设提供可靠的保障。