基于风光互补供电的WSN车牌识别节点研究

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随着经济的发展,城乡贫富差距不断地缩小,偏远地区和乡镇地区的机动车辆也越来越多。但一般这些地区警力不足,为确保行车安全,加强这些地区的智能化交通管理显得尤为重要。车牌识别和数据通讯是交通管理智能化的关键技术。论文对这些关键技术进行研究,设计一种基于风光互补供电的WSN车牌识别节点,实现节点能量管理和车牌识别。   节点能量提供与管理是无线通讯的关键技术之一。论文分析可再生能源的优势,提出利用风光互补供电系统给WSN节点供电,从根本上解决了WSN节点能量有限的问题。利用改进的遗传算法对太阳能电池阵列、风力发电机、蓄电池的容量进行优化匹配设计;通过对比太阳能电池阵列和风力发电机各种常用最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,提出改进的MPPT控制策略:在蓄电池支路上串联一个MOSFET管,起到截止充电功能,并提出改进的三段式充电方法。   车牌识别的核心是车牌自动识别算法。车牌识别算法分为图像预处理、车牌定位、字符分割、字符识别。图像预处理包括图像的灰度化、图像增强等方面;根据车牌的特征,采用Sobel边缘算子找到车牌号的边界,并将车牌图像截取出来;在字符分割之前,先对车牌进行倾斜校正,分析三种倾斜类型,给出倾斜校正的方法,利用垂直投影法进行图像分割:字符识别部分利用模板匹配方法,分析字符特征,归一化字符大小,利用加权法提取字符的网格特征和轮廓特征,设计分类器距离算法:设计WSN节点的通讯协议,同时对发送频度和通讯可靠性进行设计,以减少节点能耗。   论文主要做了以下四方面工作:(1)风光互补模块的优化匹配设计,利用MATLAB模拟仿真,推算出太阳能电池阵列、风力发电机、蓄电池的容量最优匹配结果;(2)蓄电池的充放电管理,改变风光互补控制器输出的PWM占空比来控制充电回路中的DC-DC电路,给出不同情况下的PWM波形图;(3)嵌入式车牌识别,对同一车牌进行识别实验,给出车牌的识别效果;(4)远程传输,上位机实时显示所接收的车牌数据,统计车流量。实验结果表明,优化匹配风光互补模块的容量可减小该模块成本;能量管理策略可实现节点长期有效工作;车牌识别算法的识别率较高,远程通讯可靠。
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