Car Counting Implementation Using Magnetometer and

Ultrasonic Sensor in Wireness Sensor Network

報告人 :79864022 呂孟學

大綱 1.Introduction 2.Related Work 3.Proposed Approach 4.Experiment Result 5.Conclusion

Introduction

近年來許多無線感測網路的研究致力於低耗能 (low power) 與微型化(miniaturization) 的技術上。

例如 : 做為醫療用途，感測人體機能等。 而我們則應用於計算有多少車子停進結構

A(Parking Structure A)

Related Work

Device Specification: A.Wirenless mote 圖片來源 : 識方科技

規格

協定 802.15.4

頻段 2.4GHZ

傳輸速率 250kbps

記憶體 10k RAM 48K Flash

供電 3v

B. SBT80

圖片來源 : 識方科技感測器型式 製造公司 /晶片模組

光感知器 PerkinElmer/VTB9412B

紅外線 Advanced Photo,inc/PDB-C139F

聲納 Horn/EM6050P

溫度計 Maxim Integrated Prodics/MAX6612MXK

磁力計 Honeywell/HMC1052

加速規 Freescale semiconductor /MMA6260Q

C.SRF02

圖片來源 : 普特公司

介面 I2C Serial

範圍 15cm-6m

回傳時間 70ms

頻段 40khz

電壓 5v

電流 4ma

由於 Tmote sky 使用 3v ， SRF02 使用5V ，則需透過升壓的方式得以連結於Tmote 上運作。

Proposed approach

由於感測的過程是十分短的，但過程中卻很消耗能量，因此必須在感測的精確度與能源效率上做考量。

在實驗的過程中，尋找理想的感測週期， 做為低耗能的考量。

經由磁力計的波形改變了解車子是否經過。

分析結果，對於感測的週期最佳化再決定應用於實驗中去計算車子的來源與封包的傳輸於基礎配置。

實驗中會採用多種感測器進行資料採集，針對各種資料做分析以得到可靠的數據。

Detecting algorithm

Detecting algorithm for ultrasonic sensor

參數 敘述 值Distance_threshold

如果距離小於Distance_threshold則開始計數

140

Duration_threshold

演算法決定車子是否count>Duration_threshold

5

節點本身具備以下功能 : A.one hop transmission 每 一節點基本上傳輸封包給一 hop ，最

小的傳輸能源去決定 PSA 的實驗。 B.periodic transmission 每一節點除存感測資料在快閃記憶體，並

且週期性傳送資料。

C.localization 每一節點根據環境改變傳輸的功率。 例如 : 白天或有帳礙物時則增強功率，夜

晚或空礦地時則減少功率。 D.reliable transmossion 節點本身可增強功率，並跳過無效或資料

擁塞的節點，進行資料傳輸。

Experiment

A.determing optimal sensing method 此實驗包含六種感測器，聲納、光照、紅

外線、加速規、磁力計、溫度計、超音波。 實驗佈置如下

感測器型式 原因

聲納 環境嚴重的反射雜訊，需要一獨立環境，否則 detacting algorithm 實行非常困難

光照 過於敏感，在白天時幾乎為最大值、在夜晚無法使用

紅外線 過於敏感，在白天時幾乎為最大值

磁力計 只對於有磁力的物體做出反應，需要一獨立空間，在 detacing algorithm 中實行較為困難

加速規 難以補捉到車子

溫度 難以補捉到車子

超音波 較容易補捉並且得知車子的距離

Detecting experiment

A.magnetometer 在基礎的實驗中， Y 軸的磁力計可順利

補捉到車子經過，引此將其引用至下一個實驗。

B.ultrasonic sensor 將兩個超音波感測器安裝在天花板上，感

測車子上下樓層。

得到以上的結果後，將超音波感測器置於停車場入口之天花板，進行一天的感測。

實驗過程中將車量進入的數量與時間寫入tmote 記憶體中做為日後分析。

由上圖可知，停車場的尖峰時段為早上八點至晚上九點，十點以後至隔天早上停車人數較少。

得此一週期後，日後可針對時間週期進行感測器功率的調整以達到低耗能的目地。

conclusion

在這個文章裡，主要的成果來自SBT80 ，雖提供多種感測器，但實際上可行性不高。

而 SRF02 超音波感測器提供精確的資料，但其成本以及能源消耗卻是不可小覷的。

未來可望將此一系統朝極小化及低耗能方便進行研究。