一種低成本城市停車誘導(dǎo)系統(tǒng)中區(qū)域性Zigbee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

　　4區(qū)域性Zigbee網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計

　　協(xié)調(diào)器結(jié)點中LPC11C14的主程序流程圖如圖3所示。上電后首先完成初始化。若接收到CC2530發(fā)送的車位狀態(tài)變化信息，給CC2530發(fā)送反饋，隨即更新數(shù)據(jù)庫。若接收到停車請求，則根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的車位當(dāng)前狀態(tài)，判斷有無空閑車位。若有空閑車位，運行停車位尋優(yōu)算法，確定最優(yōu)停車位。之后，通過GPRS模塊向用戶反饋結(jié)果。

　　圖3 LPC11C14的主程序流程圖

　　圖4 協(xié)調(diào)器CC2530的主程序流程圖

　　協(xié)調(diào)器結(jié)點中CC2530的主程序流程圖如圖4所示。初始化后，首先判斷是否收到車位狀態(tài)變化消息。若未收到，進(jìn)入休眠狀態(tài);若收到，則從休眠狀態(tài)回到正常狀態(tài)。接下來，為防止車位狀態(tài)存儲到數(shù)據(jù)庫前丟失，需在CC2530內(nèi)部的Flash存儲器中臨時存放。之后，通過路由器結(jié)點給終端結(jié)點發(fā)送反饋。最后，把車位變化信息發(fā)送給LPC11C14并等待反饋。若在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到反饋，則重發(fā);若收到反饋，則進(jìn)入休眠狀態(tài)。

　　終端結(jié)點的主程序流程圖如圖5所示。初始化后對車位檢測傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過CC2530自帶的A/D模塊進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，然后以循環(huán)覆蓋的方式存入CC3530內(nèi)部的FLASH.之后，判斷當(dāng)前狀態(tài)與上一個狀態(tài)是否相同。若車位狀態(tài)發(fā)生變化，由Zigbee射頻模塊通過路由器結(jié)點向協(xié)調(diào)器結(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待協(xié)調(diào)器結(jié)點的反饋。若在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收協(xié)調(diào)器結(jié)點的反饋，則重發(fā)數(shù)據(jù);若收到反饋，則開啟定時中斷后進(jìn)入休眠狀態(tài)。接下來等待定時中斷喚醒，進(jìn)行下一次的數(shù)據(jù)采集。

　　圖5 終端結(jié)點的主程序流程圖

　　圖6 路由器結(jié)點的主程序流程圖

　　路由器結(jié)點的主程序流程圖如圖6所示，若接收到終端結(jié)點發(fā)送的車位狀態(tài)變化信息，則產(chǎn)生外部中斷，從休眠狀態(tài)回到正常狀態(tài)。然后以循環(huán)覆蓋的方式存入CC3530內(nèi)部的FLASH.接著將車位狀態(tài)變化的信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器結(jié)點，并等待協(xié)調(diào)器結(jié)點的反饋。若在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到反饋，則進(jìn)行重發(fā);否則，向終端結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)調(diào)器結(jié)點發(fā)送的反饋，之后進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待外部中斷喚醒。

　　5實物展示及模擬運行結(jié)果

　　圖7為所開發(fā)出的測試系統(tǒng)的實物展示圖。在圖7的中上部，左邊是協(xié)調(diào)器結(jié)點的LPC11C14板，右邊是協(xié)調(diào)器結(jié)點的CC2530板。在LPC11 C14板中，左邊帶有天線的部分是商品化的GPRS模塊。在CC2530板中，中上部帶有天線的部分是商品化的Zigbee射頻模塊。由于這兩部分的頻率均處于微波頻段，因此為保證可靠性采用商品化的成熟模塊。在圖7的中下部，左邊是路由器結(jié)點，右邊是終端結(jié)點。為保證測試效果，這兩個結(jié)點在測試時均采用的是商品化的Zigbee模塊，測試通過后可將底板替換為自己開發(fā)的底板(即：目前協(xié)調(diào)器結(jié)點中CC2530板所用的底板)。

　　圖7 測試系統(tǒng)的實物展示圖

　　為測試區(qū)域性Zigbee網(wǎng)絡(luò)軟、硬件設(shè)計的有效性，事先在LPC11C14板的嵌入式數(shù)據(jù)庫中存入如表1所示的測試數(shù)據(jù)。之后，利用手機(jī)發(fā)送短信向LPC11C14板的GPRS模塊提出停車請求。接下來，LPC11C14運行停車位尋優(yōu)算法。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后得出結(jié)論：005號車位最佳。然后，LPC11C14的GPRS模塊向手機(jī)回復(fù)短信。短信的發(fā)送和接收界面如圖8所示。根據(jù)計時結(jié)果，從觸發(fā)短信發(fā)送按鈕到收到反饋的時間不超過10秒。

　　圖8 手機(jī)發(fā)送和接收短信的顯示界面

　　注：1)當(dāng)前狀態(tài)為0時，表示車位為占用狀態(tài);當(dāng)前狀態(tài)為1時，表示車位空閑。2)兩邊車位的占用情況為0時，表示兩邊車位均未被占用;為1時，表示有一邊被占用;為2時，表示兩邊均被占用。

　　6結(jié)論

　　以嵌入式芯片LPC11C14和Zigbee通信芯片CC2530為主要部件，設(shè)計了一套用于停車誘導(dǎo)的區(qū)域性Zigbee網(wǎng)絡(luò)的硬件電路，同時開發(fā)了協(xié)調(diào)器、路由器和終端三類節(jié)點的控制和通信程序。測試實驗表明，所設(shè)計的Zigbee網(wǎng)絡(luò)可準(zhǔn)確接收用戶的停車請求，并能及時反饋最佳車位信息，從用戶請求到收到反饋的時間不超過10 s.