1 实习背景 (2)1.1实习目的 (2)1.2实习时间21.3 实习内容概要 (2)2 实习内容 (2)2.1 实习过程 (2)第一周项目概要设计：硬件 (3)第二周：串口是什么？ (3)2.2 实习内容52.1.1无线传感器网络概述 (5)2.1.2 停车位传感器的硬件设计技术 (6)2.1.3停车场管理系统构成 (7)2.1.4泊车引导系统 (8)3.1.1车位检测电路方案论证 (10)3.1.2 停车位检测器的设计 (11)3.1.3 超声波检测车位状态的原理及实现 (11)2.3主要成果163 实习心得 (17)1 实习背景1.1实习目的使学生在学习专业技术基础和主要专业课程的基础上，学习和掌握自动化及通信工程领域内嵌入式系统技术及的基本知识和方法，培养学生综合运用所学的自动化及通信工程各专业方向的基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力，培养学生调查研究，查阅技术文献、资料、手册，进行程序设计、电路图纸绘制及编写技术文件的基本能力。
1.2 实习时间2019年9月2日至9月20日。
1.3 实习内容概要结合中国城市特点，以传感器网络为支撑，设计城市停车诱导系统。
该系统能实时提供停车场停车信息、道路车位使用信息，引导驾驶员查找空车位，为驾驶员节省时间，减少因缺乏停车信息而引起的车位难找的情况。
大大缓解了城市交通拥堵状况，减少了道路占用，降低了车辆尾气排放和噪声，提高停车场、路测车位的使用效率。
同时，采用集约化系统化的车位管理、收费管理，也可有效改变停车场收费管理混乱的状况。
2 实习内容2.1 实习过程本课题提出了一种新的停车位监控方案:在所有的车位上布置基于ZigBee 标准和超声波检测的节点模块，在停车场的出入口等关键位置和所使用的停车卡上布置基于ZigBee标准的节点模块，组建网状拓扑结构的无线传感器网络，检测各车位的占用或空闲状态以及车辆的停车情况。
本系统的主控计算机通过RS-232串口与无线传感器网络的协调器节点相连接，计算机的主控程序调用ReadFile，WriteFile等标准文件操作读写串口。
同时，协调器提供串口终端程序，实现计算机与协调器的通信。
主控计算机与无线传感器网络无缝连接，无线传感器网络所采集的数据由计算机的主控中心管理系统处理。
第一周项目概要设计：硬件1. ARM开发板（显示界面）2. zigbee 无线传输数据的2个zigbee模块：1个协调器， 1个终端协调器 + 终端（超声波的传感器测距离） = 2.4G频段：zigbee 无线网络类似于：(无线路由器) + 手机 = 互联网网络3. 超声波传感器：用来测距软件： zigbee开发的软件IAR 开发工具第二周：串口是什么？串口是一种通信的接口。
比如： USB接口，并口，串口UART：通用异步收发器TXD: 发送信号线RXD:接收信号线GND : 地串口发送数据。
无线发送数据：zigbee 无线网络： 1个协调器最多可以连接65000个多终端。
需要2个开发板：1个zigbee 开发板：下载一个协调器（类似于WIFI路由器）的程序1个zigbee 开发板：下载一个终端 (手机，IPAD,笔记本 )的程序终端 -------- 协调器：联网ZIGBEE模块：每个车位都配有1个终端，功能：采集距离值，温度值发给协调器： "No1: car , 30"协调器收到了这个温度，有车/没车 ----->目的？协调器--------PC（电脑）：串口助手看到：温度，车。
----->目的？协调器 ------->串口发送数据----->ARM开发板（主控板）目的？ARM主控板：分析数据，分析字符串： "No1: car , 30"----> 1. 改变相应的车位的图片2. 记录车进入车位的时间。
3. 计算车离开的时候，停车的时间，根据这个时间，计算费用。
4. 引导车主，开往空闲的车位。
LCD 上显示，以上的内容。
ARM开发板： ============ 协调器：（USB串口连接 ARM开发板）ARM开发板：（Linux系统读串口目的，读到车来/车走信息）怎么读串口？对于 windows 来说：电脑多了 COM21， windows 用串口助手在读串口在linux系统中：一切的设备都是以文件的形式存在的。
在linux中读串口：读 /dev/ttyUSB0 文件，就是读串口。
在linux中编写程序： seri.c 用来读串口的程序 + lcd.c = 停车场的程序1. 打开串口: open_port(fd, 1);2. 设置波特率，数据位，停止位...: set_opt(fd,9600,8,'N',1)3. 读串口: read(fd, buff, 20); 把串口中的数据读到 buff中int main(void){int fd;int nread,i;char buff[20]={0}; //数组，用来保存串口的数据: car coming / car going// LCD 初始化函数//fd 代表已经打开的： /dev/ttyUSB0 设备if((fd=open_port(fd,1))<0){perror("open_port error");return;}if((i=set_opt(fd,9600,8,'N',1))<0){perror("set_opt error");return;}printf("fd=%d\n",fd);while(1){ //读串口，读的内容放到 buff中，最多读20个字节// nread 成功读到了多少个字节nread = read(fd, buff, 20);printf("nread=%d,%s\n",nread,buff);判断串口的数据的内容：如果是车来: if( strncmp(buff, "car coming", 10 )==0)换图片，开始计时如果是车走: if( strncmp(buff, "car going", 9 )==0)换图片，停止计时，计费显示时间，费用在 LCD上。
sleep(2);}// write(fd,buff,strlen(buff));// printf("nread=%d,%s\n",nread,buff);close(fd);return;}2.2 实习内容2.1.1无线传感器网络概述本次课题为停车场空位检测提供了依据，有助于停车场的管理和发展。
本文分析了当前停车场智能管理系统的发展现状和停车位监控的主要实现方式，并介绍无线传感器中的ZigBee标准的协议，并基于ZigBee协议，采用CC2430芯片和超声波测距模块，设计一个停车位空位检测系统，并且增加显示停车场所有车位的空闲与否的显示屏，实现停车场内停车诱导，增加停车位与所停车辆的匹配。
内容包括基于ZigBee网络技术的停车场空位检测系统结构框图和检测器的安装位置图，车位检测的硬件电路，以及整个系统和各个部分的介绍，ZigBee 无线网络节点，ZigBee无线数据传输的相关内容。
本系统采用ZigBee无线网络连接，各个子系统通过ZigBee网络进行通信，省去了昂贵的布线成本，满足了己有停车场不停业改造的需求，填补了市场空白。
本系统可帮助泊车者方便快捷地找到车位，提高车场车位管理的规范程度，提高车位利用率。
降低管理人员成本，消除车主寻找车位的烦恼，出行愉快，使停车场形象更加完美。
ZigBee技术(IEEE 802.15.4 )Zigbee联盟成立于2001年8月，负责制定网络层以上协议。
IEEE 802.15.4工作组则负责ZigBee物理和媒体控制层技术标准。
ZigBee主要应用在短距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。
与蓝牙同属802.15。
主要使用2.4GHz波段，采用跳频技术。
成本低。
在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统和玩具等领域广泛应用。
Zigbee的优点：1）省电。
由于工作周期很短、收发信息功耗较低，并且采用了休眠模式，因此ZigBee技术可以确保2节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用说明。
不同的应用对应的功耗自然是不同的。
2）可靠。
采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。
MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。
3）成本低。
模块价格低廉，且ZigBee协议是免专利费的。
4）时延短。
针对时延敏感的应用作了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
设备搜索时延典型值是30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。
5）节点通信设备易于配置。
6）网络容量大。
ZigBee可以采用星形、网状、串状结构组网，而且可以通过任一节点连接组成更大的网络结构。
从理论上讲，其可连接的节点多达64000个。
一个ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。
7）安全。
ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES128，同时各个应用可以灵活确定其安全属性。
8）全球通用性和完好的开放性。
ZigBee标准协议，使ZigBee设备间的通信成为轻而易举的事情。
各种无线通信技术的性能比较通过比较可知，ZigBee与Wi-Fi(IEEE802.11), Bluetooth(IEEE802.15)等同使用2.4Ghz频段的技术相比，用户能拥有较长的电池寿命和较多的器件阵列更适合于大型无线传感器网络的组建。
2.1.2 停车位传感器的硬件设计技术在传感器网络中，全功能器件(FFD)具有控制器，可建立并形成网络，能连接其它FFD 或RFD。
提供信息双向传输。
精简功能器件(RFD)只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。
FFD节点可作为协调器、路由器以及终端节点。
RFD节点只可做终端节点。
网络中只能有一个协调器，管理整个网络[14]。
每个独立网络的网络号(Personal Area Network ID，个域网ID)都是唯一的。
本系统中，停车位的传感器作为终端节点，选用CC2430芯片。
CC2430为FFD器件，CC2430芯片采用7mm×7mm QLP封装，共有48个引脚。
全部引脚可分为I/0端口线引脚(21个)、控制线引脚和电源线引脚。
基于CC2430的超声波接收模块设计如图所示：超声波接收模块2.1.3停车场管理系统构成本系统可分为4个模块：入口管理、泊位管理、车位管理和出口管理。