基于ZigBee網絡的停車場管理系統
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2 系統軟件設計
ZigBee通信協議采用分層結構，節點通過在不同層上的特定服務來完成所要執行的各種任務。本設計采用TI公司提供的ZigBee 2006 Z—Stack協議棧，其在IEEE 802．1 5．4標準物理層(PHY)和媒體訪問控制層(MAC)基礎上增加了網絡層、應用層和安全服務規范，是一種較好的無線傳感網絡組建方案。ZigBee設備類型按網絡功能分為三種：協調器、路由節點和終端節點。
ZigBee網絡是由協調器建立的，任何一個節點想建立一個網絡必須滿足兩個條件：第一，節點是具有協調器功能的全功能設備(FFD)節點；第二，節點沒有和其他網絡連接，一個網絡只允許有唯一一個協調器，如果此節點與其他網絡連接，那么此節點只能作為該網絡的子節點，而不能建立自己的網絡。
協調器是整個ZigBee網絡的核心，它也是網絡的第一個設備。它主要負責網絡的建立、節點成員的加入、網絡地址分配、網絡鏈接表的更新、信息的收集與轉發等。此外，在本設計中協調器通過串口與AVR單片機模塊進行通信，因此需要在協議棧中編寫ZigBee串口應用程序。圖3為ZigBee無線網絡搭建流程圖。本文引用地址：http://www.104case.com/article/153480.htm
ZigBee路由節點在本設計中主要實現路由傳輸終端節點數據信息功能，所以程序設計相比協調器和終端節點較簡單。
終端節點主要負責車位信息采集與發送。終端節點實時采集各個傳感器的輸出車位信息，并將車位信息通過無線網絡發送給協調器；同時也實時準備接收協調器發送的控制命令，收到控制命令執行相應的操作。所以終端節點的軟件設計主要包括無線網絡的加入、傳感器數據采集、無線數據的發送和接收。
本設計中分配給每個終端節點不同的物理地址，將物理地址作為判斷該終端節點所在的車位是否有汽車的依據。當車位被占時，將該車位終端節點的物理地址的后兩位“XX”(XX代表每個終端節點的物理地址的后兩位)發送到協調器；當車位空時，車位終端節點發送“00”到協調器。協調器將收到的車位信息通過串口發送到單片機，存儲到單片機的串口存儲緩沖器中，點陣顯示判斷程序通過判斷存儲緩沖器的數據，進行相應的車位信息顯示。
3 實驗結果
終端節點是由CC2430、51單片機和超聲波傳感器為一體的采集節點組成的。由于一般的轎車底盤是20～50 cm，通過在程序里設置超聲波傳感器的檢測距離來檢測車位是否有車。當車位被占時，超聲波傳感器采集到低電平發送給CC2430；當車位空著時，超聲波傳感器采集到高電平發送給CC2430。系統通過電平差來判斷車位是否有車的存在。本設計中車位1的終端節點的后兩位的物理地址為20，車位2的終端節點的后兩位的物理地址為40。由于采用兩個終端節點，每次兩個節點的車位信息一起發送，即四位一起。圖4所示是兩個節點發送車位占滿與全空的示意圖。當終端節點采集到車位1和車位2都被占時發送“2040”；當終端節點采集到兩車位都空著的信息時，協調器發送“0000”。
圖5所示是車位有一個被占時的界面示意圖。當終端節點采集到車位2空著，車位1被占時發送“2000”；當終端節點采集到車位1空著，車位2被占時發送“0040”。
4 結語
本設計綜合了ZigBee無線網絡的優點，設計了一套基于ZigBee無線網絡的停車場管理系統，該系統能夠準確地判斷車位信息，并用LED點陣屏顯示位信息，以引導停車者快速、便捷地停車。本設計能夠有效地克服大型停車場布線難的問題，同時節省成本，同時，ZigBee通過功放可在低功耗的條件下實現1 000 m以上的通信距離，在停車場中基本可實現全覆蓋。但是，本設計還有一些不足，比如超聲波傳感器的能耗問題，還有加入更多的終端節點該怎么判斷等問題。因此，以后還需要進一步研究，以讓本設計更充分體現它的價值作用。
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