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(jì)

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

　　協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)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(kù)。若接收到停車請(qǐng)求，則根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的車位當(dāng)前狀態(tài)，判斷有無(wú)空閑車位。若有空閑車位，運(yùn)行停車位尋優(yōu)算法，確定最優(yōu)停車位。之后，通過(guò)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(diǎn)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(lái)，為防止車位狀態(tài)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)前丟失，需在CC2530內(nèi)部的Flash存儲(chǔ)器中臨時(shí)存放。之后，通過(guò)路由器結(jié)點(diǎn)給終端結(jié)點(diǎn)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(shí)間內(nèi)沒(méi)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(diǎn)的主程序流程圖如圖5所示。初始化后對(duì)車位檢測(cè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)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(gè)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(guò)路由器結(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)的反饋。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)的反饋，則重發(fā)數(shù)據(jù);若收到反饋，則開(kāi)啟定時(shí)中斷后進(jìn)入休眠狀態(tài)。接下來(lái)等待定時(shí)中斷喚醒，進(jìn)行下一次的數(shù)據(jù)采集。

　　圖5 終端結(jié)點(diǎn)的主程序流程圖

　　圖6 路由器結(jié)點(diǎn)的主程序流程圖

　　路由器結(jié)點(diǎn)的主程序流程圖如圖6所示，若接收到終端結(jié)點(diǎn)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(diǎn)，并等待協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)的反饋。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到反饋，則進(jìn)行重發(fā);否則，向終端結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)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(shí)物展示及模擬運(yùn)行結(jié)果

　　圖7為所開(kāi)發(fā)出的測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)物展示圖。在圖7的中上部，左邊是協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)的LPC11C14板，右邊是協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)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(diǎn)，右邊是終端結(jié)點(diǎn)。為保證測(cè)試效果，這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)均采用的是商品化的Zigbee模塊，測(cè)試通過(guò)后可將底板替換為自己開(kāi)發(fā)的底板(即：目前協(xié)調(diào)器結(jié)點(diǎn)中CC2530板所用的底板)。

　　圖7 測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)物展示圖

　　為測(cè)試區(qū)域性Zigbee網(wǎng)絡(luò)軟、硬件設(shè)計(jì)的有效性，事先在LPC11C14板的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)中存入如表1所示的測(cè)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(qǐng)求。接下來(lái)，LPC11C14運(yùn)行停車位尋優(yōu)算法。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后得出結(jié)論：005號(hào)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(jì)時(shí)結(jié)果，從觸發(fā)短信發(fā)送按鈕到收到反饋的時(shí)間不超過(guò)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(shí)，表示車位為占用狀態(tài);當(dāng)前狀態(tài)為1時(shí)，表示車位空閑。2)兩邊車位的占用情況為0時(shí)，表示兩邊車位均未被占用;為1時(shí)，表示有一邊被占用;為2時(shí)，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(jì)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(shí)開(kāi)發(fā)了協(xié)調(diào)器、路由器和終端三類節(jié)點(diǎn)的控制和通信程序。測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明，所設(shè)計(jì)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)可準(zhǔn)確接收用戶的停車請(qǐng)求，并能及時(shí)反饋?zhàn)罴衍囄恍畔?，從用戶?qǐng)求到收到反饋的時(shí)間不超過(guò)10 s.