專利名稱：無(wú)線式無(wú)人值守停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體系下通過(guò)帶有磁阻傳感器(AMR)的模塊節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)車輛，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)傳遞和各模塊節(jié)點(diǎn)間組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的檢測(cè)與識(shí)別，從而達(dá)到在無(wú)人管理?xiàng)l件下的自動(dòng)車位指示，停車引導(dǎo)和收費(fèi)管理。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平的提高，我國(guó)車輛數(shù)量屢創(chuàng)新高。據(jù)媒體統(tǒng)計(jì)，截至2011年6月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車總保有量達(dá)2. 17億輛。其中，汽車9846萬(wàn)輛，摩托車I. 02億輛。數(shù)據(jù)顯示，北京、深圳、上海、成都、天津等11個(gè)城市汽車保有量超過(guò)100萬(wàn)輛，其中，北京就達(dá)到464萬(wàn)輛。車輛數(shù)目的爆發(fā)式增長(zhǎng)導(dǎo)致大量的停車場(chǎng)需求。目前，絕大多數(shù)停車場(chǎng)都是采用人工管理模式和視頻監(jiān)控管理模式，存在諸多缺點(diǎn)。人工管理的主要缺點(diǎn)是
1.需要支付管理員工資，且較難實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)管理
2.容易出現(xiàn)疏漏或講人情導(dǎo)致的效益損失
3.對(duì)停車場(chǎng)實(shí)時(shí)情況掌握情況較差 視頻監(jiān)控管理的主要缺點(diǎn)是
1.容易受到天氣等自然條件因素影響
2.設(shè)備成本昂貴且維護(hù)成本高，安裝不便
3.受到成本限制不能大量布置監(jiān)控器，管理上有漏洞
4.對(duì)車輛的識(shí)別誤判率較高
當(dāng)前市場(chǎng)需求下，探索對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行綠色智能的無(wú)人管理方法成為一個(gè)具有實(shí)際意義的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(AMR磁阻傳感器)的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)對(duì)進(jìn)出停車場(chǎng)的車輛進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、識(shí)別，并及時(shí)將識(shí)別信息傳輸至數(shù)據(jù)中心。整個(gè)過(guò)程完全自動(dòng)并實(shí)時(shí)進(jìn)行。其主要優(yōu)點(diǎn)是
1.無(wú)須人工干預(yù)，成本和維護(hù)價(jià)格低廉，且可以全天候24小時(shí)正常工作
2.安裝方便、檢測(cè)和識(shí)別率高
3.可大量布置實(shí)現(xiàn)對(duì)停車場(chǎng)的無(wú)縫管理
本發(fā)明技術(shù)方案介紹如下該體系的硬件組成包括節(jié)點(diǎn)模塊(車位節(jié)點(diǎn)、出入口節(jié)點(diǎn)、橋節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，均帶有zigbee無(wú)線數(shù)傳模塊，其中網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)還帶有GPRS模塊)，入口車位信息顯示LED顯示屏、停車引導(dǎo)指示LED顯示屏(顯示屏帶有zigbee無(wú)線數(shù)傳模塊)和數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)。所述的無(wú)線數(shù)傳模塊采用2.4G頻段，使用Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的無(wú)線傳感器，GPRS網(wǎng)絡(luò)使用手機(jī)SIM卡接入，數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)則為常見(jiàn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)工作原理如下出入口模塊保持工作狀態(tài)，對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)入口節(jié)點(diǎn)識(shí)別到車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，將其磁場(chǎng)特征數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綐蚬?jié)點(diǎn)，橋節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳回連接在Internet上的數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在有空余車位的情況下，計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令，操作道閘，分配車位，并通過(guò)LED屏幕對(duì)停車路線進(jìn)行指示引導(dǎo)車輛停車。當(dāng)車輛?？亢?，對(duì)停靠車輛數(shù)據(jù)(車位、車型、?？繒r(shí)間等)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)車輛離開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的車位節(jié)點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)接收后對(duì)出口道閘進(jìn)行操作，完成車位回收、車輛收費(fèi)(由設(shè)置在出口處的RFID裝置刷卡完成)和出庫(kù)等動(dòng)作。此外，計(jì)算機(jī)將統(tǒng)計(jì)所有節(jié)點(diǎn)傳回的數(shù)據(jù)，對(duì)停車場(chǎng)車位情況實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，并反饋在入口的LED顯示屏幕上，當(dāng)車位已滿時(shí)，自動(dòng)停止車輛入庫(kù)。在上述的硬件體系中，需要在停車場(chǎng)出入口及各個(gè)車位都安裝傳感器模塊節(jié)點(diǎn)， 另外，還需要在停車場(chǎng)內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的橋節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)以完成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。入口處裝有停車場(chǎng)車位指示顯示屏，場(chǎng)內(nèi)車道旁裝有一定數(shù)量的停車引導(dǎo)指示顯示屏。為保證安全，還可以在出入口處各設(shè)置一個(gè)視頻監(jiān)控。軟件體系上，該系統(tǒng)可以在數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)上設(shè)置車輛識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)車輛模板參數(shù)，設(shè)置保留車位及設(shè)置收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)營(yíng)時(shí)間等等。


圖I、圖2停車場(chǎng)布局示意圖 圖3車輛對(duì)地磁場(chǎng)的干擾示意圖 圖4系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
圖5系統(tǒng)工作不意圖 圖6節(jié)點(diǎn)硬件架構(gòu)示意圖 圖7車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)示意圖 圖8傳感器車輛檢測(cè)輸出示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)DI :車位節(jié)點(diǎn)布置于車頭處，因?yàn)榇颂幙拷囕v發(fā)動(dòng)機(jī)，車輛產(chǎn)生的磁場(chǎng)擾動(dòng)大，易于檢測(cè)到。當(dāng)車位上無(wú)車輛時(shí)，傳感器輸出在一固定值A(chǔ)的小范圍內(nèi)抖動(dòng)，當(dāng)車位上有車輛時(shí)，車輛對(duì)地磁場(chǎng)的干擾將使得傳感器輸出顯著變化至B值，車輛離開(kāi)后，傳感器輸出又將從B值下降到A值。其過(guò)程如圖8、圖9所示。當(dāng)傳感器輸出為A時(shí)，系統(tǒng)判定車位上無(wú)車，當(dāng)傳感器輸出為B時(shí)，系統(tǒng)判定車位上有車。參照?qǐng)D2 :在停車場(chǎng)出入口處設(shè)置出入口節(jié)點(diǎn)，當(dāng)車輛被檢測(cè)到時(shí)，傳感器會(huì)將信息報(bào)告給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)判斷停車場(chǎng)情況并命令閘門產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)車輛停靠后，計(jì)算機(jī)將發(fā)出指令更新入口車位信息顯示LED顯示屏上的信息。參照?qǐng)D3 :此圖說(shuō)明了車輛對(duì)地磁場(chǎng)的干擾作用，是磁阻傳感器檢測(cè)車輛的理論基礎(chǔ)。
參照?qǐng)D4 :本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。采用GPRS方式后可以解決zigbee無(wú)線傳輸距離限制的問(wèn)題，使得管理員將計(jì)算機(jī)連上網(wǎng)后可以足不出戶就能對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行日常管理。參照?qǐng)D5 :本文系統(tǒng)工作示意圖，由車位節(jié)點(diǎn)檢測(cè)車位情況并向橋節(jié)點(diǎn)報(bào)告，橋節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)。
參照?qǐng)D6 :列出了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件架構(gòu)。參照?qǐng)D7 :列舉了一個(gè)實(shí)驗(yàn)中獲得的小轎車傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)。參照?qǐng)D8 :傳感器車輛檢測(cè)輸出示意圖，圖8中上圖為車輛靠近的情況，下圖為車輛離開(kāi)的情況。
權(quán)利要求
1.無(wú)線式無(wú)人值守停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，其特征是利用布置于停車場(chǎng)出入口、停車場(chǎng)內(nèi)及車位上的節(jié)點(diǎn)模塊對(duì)車輛檢測(cè)并引導(dǎo)停車，系統(tǒng)通過(guò)zigbee組織并采用GPRS方法與個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，由計(jì)算機(jī)控制整個(gè)停車場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)點(diǎn)模塊，其特征是帶有磁阻傳感器，采用低功耗的MCU與無(wú)線zigbee數(shù)傳模塊，可使用電池供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)，其作用是接收各節(jié)點(diǎn)報(bào)告的信息并控制出入口閘機(jī)及信息顯示屏，軟件上可以靈活設(shè)置車位管理方法、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及停車場(chǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)間。
全文摘要
無(wú)線式無(wú)人值守停車場(chǎng)管理系統(tǒng)是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體系下通過(guò)帶有磁阻傳感器(AMR)的模塊節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)車輛，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)傳遞和各模塊節(jié)點(diǎn)間組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的檢測(cè)與識(shí)別，從而達(dá)到在無(wú)人管理?xiàng)l件下的自動(dòng)車位指示，停車引導(dǎo)和收費(fèi)管理，其特點(diǎn)是利用磁阻傳感器檢測(cè)與識(shí)別車輛，由zigbee網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)連接底層節(jié)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)控制停車場(chǎng)出入閘機(jī)和信息屏顯示。系統(tǒng)可在人工設(shè)定的規(guī)則下自動(dòng)運(yùn)行，全過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)。
文檔編號(hào)G07B15/06GK102750747SQ20121022734
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者李智, 李笑濤, 褚小川 申請(qǐng)人:四川大學(xué)