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路边停车收费系统的设计

作　者: 于沨
导　师: 王克成
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: Zigbee技术手持POS机网络拓扑结构 CC2430 8051
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国现代经济的飞速发展和城市现代化水平的提高，车辆使用量也随之大幅度增大，城市的交通管理问题也日趋严重。其中城市停车问题是城市交通管理的一个重要方面，由于停车场需要固定的静态使用空间。进而停车场智能化管理已成为目前城市交通管理中的重要组成部分。由于我国停车场发展相比于世界发达国家发展较晚，停车管理体系相对落后，传统的路边停车收费管理方式往往需要投入大量的人力。该种管理方式不仅需要使用大量的工作人员，同时也会造成资金的流失。所以本文针对路边停车收费方案进行了研究设计。本文提出了基于Zigbee无线通信网络技术的路边停车收费系统的设计方案，结合路边收费系统的基本要求，以目前广泛应用的Zigbee技术为实现基础对系统进行数据通信和数据管理。在硬件方面，我们选取了集成有无线收发器和8051微控制器的CC2430作为硬件平台，便于对设备模块进行设计开发及调试。软件方面采用了德国电器公司所提供的免费协议栈，设计出了适合路边终端检测设备和手持POS机协调器设备的树状网络拓扑结构以及应用帧结构，对其中使用的模块驱动进行了设计，实现了设备之间的通信功能，设计中针对路边停车系统中路边检测终端设备加入网络的耗时、数据通信速率以及通信范围这三个主要过程进行测试。结果表明，组网时间、通信速率以及通信范围符合系统的要求。从测试的结果中可以得出，该设备无线通信解决方案能够满足路边停车收费系统的要求，充分体现了该系统的智能型和稳定性。拥有一定的实际应用前景。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-10
1. 绪论  10-13
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 国外停车发展现状  11-12
  1.3 国内停车发展现状  12-13
2.Zigbee 无线通信技术  13-28
  2.1 Zigbee 无线通信技术的概况  13-15
    2.1.1 Zigbee 的主要特点  13-14
    2.1.2 Zigbee 无线通信技术的应用  14-15
  2.2 Zigbee 协议栈基本结构  15-16
  2.3 Zigbee 的网络拓扑结构  16-18
  2.4 Zigbee 物理层结构  18-19
    2.4.1 发射功率、接收灵敏度和接收机最大输入电平  18
    2.4.2 能量检测  18-19
    2.4.3 链路质量指示  19
    2.4.4 空闲信道评估  19
  2.4 Zigbee MAC 层规范  19-23
    2.5.1 CSMA/CA 信道访问机制  20-22
    2.5.2 帧的传输  22
    2.5.3 安全服务  22-23
  2.6 Zigbee 网络层规范  23-26
    2.6.1 短地址分配机制  23-24
    2.6.2 路由成本  24-25
    2.6.3 Zigbee 分级路由协议  25-26
  2.7 本章小结  26-28
3.路边停车收费的系统设计  28-34
  3.1 需求分析  28
  3.2 系统概述  28-29
  3.3 系统的基本结构和实现功能  29-30
  3.4 系统中设备的总体设计  30-31
    3.4.1 终端设备设计  30
    3.4.2 协调器设备设计  30-31
    3.4.3 中央管理设备  31
  3.5 组网设计  31-34
4.系统设备的硬件设计  34-56
  4.1 终端设备硬件设计  34-35
  4.2 电源模块电路  35-36
  4.3 无线收发模块电路  36-42
    4.3.1 天线和射频匹配电路  39
    4.3.2 晶振电路  39-40
    4.3.3 调试接口  40-41
    4.3.4 外接电路  41-42
  4.4 外部设备  42-50
    4.4.1 看门狗电路和复位电路  43-44
    4.4.2 传感器检测电路  44-50
  4.5 协调器设备硬件设计  50-54
    4.5.1 语音模块电路  51-53
    4.5.2 RS-232 接口电路  53
    4.5.3 手持 POS 机  53-54
  4.6 本章小结  54-56
5.路边停车收费系统软件设计  56-74
  5.1 IAR 开发软件概述  56-57
  5.2 主程序流程  57-58
  5.3 Zigbee 无线传输协议栈的实现  58-62
    5.3.1 无线网络的连接  59-61
    5.3.2 网络结构和参数设定  61
    5.3.3 非易失性存储空间  61-62
  5.4 应用层帧结构设计  62-65
    5.4.1 APS 有效载荷域格式  63-64
    5.4.2 信息数据格式  64-65
  5.5 驱动程序的设计和实现  65-72
    5.5.1 初始化设置  65
    5.5.2 HMC5883L 的驱动设计  65-68
    5.5.3 ISD1730 驱动的设计  68-71
    5.5.4 CAT1021 驱动设计  71-72
  5.6 本章小结  72-74
6.系统测试  74-80
  6.1 网络连接测试  74-77
    6.1.1 测试参数配置  74
    6.1.2 协调器为父设备加入网络的测试  74-75
    6.1.3 网络连接条件测试  75-77
  6.2 数据传输能力测试  77-79
    6.2.1 可靠传输速率测试  77-78
    6.2.2 可靠传输距离测试  78-79
  6.3 本章小结  79-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
作者简介  85-86

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