基于傳感器融合技術的自動感應尋車系統設計

邱小紅

摘 要：傳統尋車系統的自動感應尋車時間較長，尋車效果較差，因此本文設計基于傳感器融合技術的自動感應尋車系統。選擇STM32F103主控芯片與AD9854信號發生芯片，設計車輛傳感器與超聲波傳感器;建立自動尋車功能模塊，細化系統功能;基于傳感器融合技術預測用戶停車行為，提高尋車時間;集成自動尋車終端，進而實現自動感應尋車效果。通過對比實驗驗證新系統的尋車時間更短，尋車效果更佳，達到了系統設計目的。

關鍵詞：傳感器融合技術;自動感應;尋車系統;主控芯片

中圖分類號：U121 文獻標識碼：A

1硬件設計

選擇STM32F103主控芯片與AD9854信號發生芯片，同時在車輛頂部安裝車輛傳感器與超聲波傳感器，共同實現系統的自動感應尋車功能。

1.1 STM32F103主控芯片

該芯片以Contual-3M內核為主要結構，具有感應功能，通過AMR7的指令結構，保證系統的多串口同時運行效果，選用8個引腳作為芯片的內部配置[3]。通過車輛的定義編碼，完成系統的核心控制效果，進一步加強車輛尋找的自動感應效果。

1.2 AD9854信號發生芯片

AD9854信號發生芯片采用先進的DDS技術，產生高穩定的頻率、相位、幅度可編程的正弦和余弦信號，可通過內部集成12位幅度控制寄存器和48位頻率控制寄存器[4]。通過內部高速比較器正弦波轉換為方波輸出，使其在300Hz時鐘驅動下，信號頻率精度可以達到1.066nHz，幅度的精度可以達到0.03%，完全達到了掃頻信號的要求。本系統使用STM32單片機作為電路控制端和數據處理端，電路控制端通過對AD9854的設置，實現信號輸出。

1.3傳感器

傳感器分為車輛傳感器與超聲波傳感器。在車輛頂部安裝車輛傳感器與超聲波傳感器，車輛傳感器具有車輛自身定位的作用。而超聲波傳感器則采用超聲波測距的工作原理，向主控制器發送信號，通過無線通信方式反饋到移動通信設備中。超聲波傳感器發出的超聲波，振動頻率高于20KHZ，具有頻率高、波長短、繞射現象小的特點，具有較好的方向性，可以實現超聲波信號的定向傳播。將超聲波信號轉換成電信號發送至主控制器，經過無線通信模塊的信號傳送，再反射信號至傳感器的接收器。接收到反射信號的傳感器將信號距離情況傳送至警示呼吸燈。當移動通信設備與車輛越來越近時，警示呼吸燈閃動頻率逐漸加快，快速實現用戶尋車目的。

2軟件設計

2.1建立自動尋車功能模塊

此設計中，存在車位監測模塊、尋車引導模塊等。其中，車位監測模塊為系統對車位的使用情況進行采集，并作出匯總，為車主提供車位使用信息，縮短車輛進出時間。在尋車引導模塊中，可以通過對車位的信息分析，為車主提供自動尋找功能[5]。通過此模塊的設計，更加細化系統的功能，為后續尋車步驟提供條件。

2.2基于傳感器融合技術預測用戶停車行為

通過上文設計的自動尋車模塊，本文將進一步在傳感器融合技術的基礎上預測用戶的停車行為。傳感器融合技術類似于人類的感覺神經，通過捕捉外界的感官，作出不同的反應。本文使用傳感器融合技術，將人類行為作為資源信息化的基礎，對用戶的停車行為進行預測，預測公式如下：

式（1）中，L為用戶與車輛的距離;c為傳感器傳輸距離;d為預測停車位置與實際停車位置的誤差。通過此項設計，可以最大限度地提高尋車時間。

2.3集成自動尋車終端

將尋車數據與停車數據作出整合，通過篩選數據，將分析結果呈現到終端系統界面上，保證尋車終端的集成效果，進一步縮短車輛尋找時間。

通過以上硬件與軟件的設計，完成了最終基于傳感器融合技術的自動感應尋車系統的設計。基于傳感器融合技術的自動感應尋車系統的整體結構圖如圖1所示。

3系統測試

為了驗證本文設計的系統的應用效果，利用現有條件，在實驗室內，對系統的硬件與軟件進行測試，測試過程及結果如下所示。

3.1測試準備

本次實驗在Windows 10 設備上進行，搭載i7處理器，運行內存16 G。選擇某商場地下一層停車場進行實驗，實驗時間為白天，在該停車場在正常使用情況下進行實驗測試。該停車場有A、B、C、D、E、F共6個停車區域，每個區域放置1臺汽車進行測試。分別采用本文設計尋車系統與傳統尋車系統進行測試，對比兩種不同系統的尋車時間。在6臺進行測試的汽車上方安裝車輛傳感器與超聲波傳感器，然后對系統的硬件進行調試，將STM32F103主控芯片與AD9854信號發生芯片按照常規程序安裝后通電。

3.2測試結果

將傳統尋車系統與本文設計的尋車系統進行對比，對兩種系統的尋車時間進行對比，測試結果如下表1所示。

如表1所示，在相同測試環境下，傳統尋車系統的自動感應效果較弱，因此尋車時間較長。而本文設計尋車系統，具有更佳的自動感應效果，尋車時間較短，均在50s以內，尋車效果較好。

結束語

為了解決現階段地下停車場尋車時間較長的問題，利用傳感器融合技術，設計自動感應尋車系統。通過測試，證明本文設計的尋車系統的尋車時間均在50s以內，尋車時間較短，為人們出行提供更加便捷的服務。

參考文獻

[1]任高翔，底帥，彭劍林.基于MagFace損失函數的停車場智能人臉識別尋車系統研究[J].電子技術與軟件工程，2021（16）：142-145.

[2]姜媛，羅永冠.基于創新創業能力培養的高校智能尋車泊車系統實驗項目開發[J].物流工程與管理，2019，41（03）：167-169.

[3]薛慧麗.基于RFID技術的智能反向尋車系統設計[J].長沙民政職業技術學院學報，2020，27（01）：123-126.

[4]史非凡，袁根，李杰.基于STM32F103主控芯片的電路特性測試方法[J].電子技術，2020，49（06）：8-9.

[5]彭金栓，舒麟棹，劉銀，等.基于藍牙識別的反向尋車系統[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2019，38（03）：110-115.