本發(fā)明涉及長距離低功耗無線通信技術(shù)，具體涉及一種智能停車位管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著大都市的高速發(fā)展以及汽車數(shù)量的急劇增加,用戶往往需要花很長時間才能找到可供停車的位置。問題癥結(jié)在于到目前為止還沒有一個可靠的廣域停車位智能管理系統(tǒng)能有效地將空置車位信息傳達(dá)給用戶。與此同時，停車場管理者也沒有足夠既可靠而又系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以協(xié)助他們掌握所需車位數(shù)量及如何有效的分布停車位。

當(dāng)前，用于管理系統(tǒng)常見的網(wǎng)絡(luò)有：有線通信網(wǎng)絡(luò)，移動通信網(wǎng)絡(luò)，藍(lán)牙及wi-fi等無線電通信技術(shù)，這些網(wǎng)絡(luò)均存在一定的缺陷：首先，有線通信網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行布線，有很大局限性；而移動通信網(wǎng)絡(luò)面對以下的缺點(diǎn)：

1)移動通信網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)及布置受到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的限制,不能保證所有地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。在通信的盲點(diǎn)或是在沒有移動網(wǎng)絡(luò)訊號覆蓋的區(qū)域便無法使用。如需要增加裝基站，除了視乎是否合經(jīng)濟(jì)效益外，更需要跟當(dāng)?shù)仉娦殴芾砭旨拔飿I(yè)管理公司方面申請。這種缺乏彈性的安排不能滿足需要即時相應(yīng)的用戶需求。

2)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)是按照使用流量收費(fèi)的，在大規(guī)模安裝使用時費(fèi)用高昂。

3)移動通信網(wǎng)絡(luò)模組耗電量大,不能使用小型電池供電，不適合大規(guī)模的部署。

而藍(lán)牙或wi-fi等無線電技術(shù)亦有以下缺點(diǎn)：

1)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有限:標(biāo)準(zhǔn)的wi-fi網(wǎng)絡(luò)一般實(shí)際有效覆蓋范圍在十米左右。在較大的范圍中將會有覆蓋范圍有限的情況。要獲得額外的覆蓋范圍，必須使用轉(zhuǎn)發(fā)器及附加接入點(diǎn)的設(shè)備。而這些設(shè)備會使得部署成本增加，同時也回使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，進(jìn)而難以管理。

2)可靠性：由于使用非專有頻段，wi-fi及藍(lán)牙等無線網(wǎng)絡(luò)信號的頻譜是接近飽和的，與此同時其極易受到各種設(shè)備的干擾，如無線路由器之間的干擾,或是由于建筑物或障礙物的反射而產(chǎn)生的干擾等。其復(fù)雜程度超出一般網(wǎng)絡(luò)管理員能夠掌握的范圍以外。

3)移動設(shè)備使用wi-fi比標(biāo)準(zhǔn)有線連接消耗更多的電力。

4)安全性問題：wi-fi無線系統(tǒng)極易受到黑客的攻擊。而最常見的無線加密標(biāo)準(zhǔn)，有線等效隱私或wep等技術(shù)已被證明即使在正確配置時亦容易被入侵。被入侵的接入點(diǎn)可用于竊取wi-fi使用者所傳送的個人和機(jī)密等信息。

因此現(xiàn)有常見的的無線通訊技術(shù)并不能很好地適應(yīng)廣域無線網(wǎng)絡(luò)智能管理系統(tǒng)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提出一種智能停車位管理系統(tǒng)及方法，基于長距離低功耗無線網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)停車位管理，以解決現(xiàn)有系統(tǒng)的管理效率低、可靠性低、信息遲緩的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

智能停車位管理系統(tǒng)，包括：

終端節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、用戶移動設(shè)備及服務(wù)器；所述終端節(jié)點(diǎn)設(shè)置于停車位對應(yīng)位置，其包括傳感器和長距離低功耗無線電模塊；

所述傳感器用于檢測對應(yīng)停車位的使用狀況；所述長距離低功耗無線電模塊用于將傳感器檢測的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)加密處理后通過ism無線頻段傳送至網(wǎng)關(guān)；

所述網(wǎng)關(guān)為終端節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器之間中繼消息的橋梁，網(wǎng)關(guān)可通過標(biāo)準(zhǔn)ip或移動通信網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器，而終端節(jié)點(diǎn)可使用單跳或多跳無線通信到一個或多個網(wǎng)關(guān)；

所述服務(wù)器用于提供各個停車場的車位狀況信息的存儲、查詢和管理；

所述用戶移動設(shè)備通過與服務(wù)器通信查詢附近空置車位情況，獲取停車建議及路徑；還用于實(shí)時查詢車輛停泊時間和位置信息。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)按固有協(xié)議或者自行組網(wǎng)。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述服務(wù)器還用于對各車位的歷史使用數(shù)據(jù)的分析，了解用戶的使用車位的習(xí)慣，提供給車輛管理者。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述終端節(jié)點(diǎn)在通過網(wǎng)關(guān)上傳數(shù)據(jù)時，按照通訊訊號強(qiáng)弱以自行尋找最佳通信路線將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述各個停車場的車位狀況信息包括：車位位置信息，當(dāng)前使用與否信息，車位當(dāng)前車輛停車時長信息及費(fèi)用信息。

此外，本發(fā)明的另一目的，還在于提出一種智能停車位管理方法，其包括以下步驟：

a.傳感器實(shí)時檢測對應(yīng)停車位的使用狀況，將檢測信號傳輸給長距離低功耗無線電模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)加密處理，并通過ism無線頻段傳送至網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)再加密后傳送給服務(wù)器；

b.服務(wù)器對各個停車場的車位狀況信息進(jìn)行存儲和管理；

c.當(dāng)用戶需要停車時，通過移動設(shè)備的應(yīng)用程序訪問服務(wù)器，查詢其附近的空閑車位；

d.服務(wù)器按照車輛當(dāng)前位置和空閑車位之間的距離向用戶提供停車建議，在用戶確認(rèn)某個車位后，服務(wù)器向移動設(shè)備提供前往該車位的最佳路徑，并將將數(shù)據(jù)庫中該車位信息標(biāo)記為已預(yù)定；

e.在一段時間內(nèi)，當(dāng)車輛停泊至該車位時，傳感器檢測到信號上傳至服務(wù)器，服務(wù)器將數(shù)據(jù)庫中的該車位信息標(biāo)記為已占用，并計時作為收費(fèi)及統(tǒng)計之用；若在一段時間內(nèi)，該車輛未停泊在該車位時，服務(wù)器將該車位信息更改為未使用，該車位可繼續(xù)被預(yù)定；

f.用戶將車輛駛離停車位時，傳感器檢測到信號上傳至服務(wù)器，服務(wù)器將數(shù)據(jù)庫中的該車位信息標(biāo)記為未使用，并根據(jù)停車時長計算費(fèi)用發(fā)送給用戶進(jìn)行確認(rèn)支付。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述服務(wù)器根據(jù)移動設(shè)備的gps信息獲取車輛當(dāng)前位置。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，在步驟e中，當(dāng)車輛停泊至該車位時，服務(wù)器將確認(rèn)信息下發(fā)給用戶的移動設(shè)備，所述確認(rèn)信息包括車位編號、停車開始時間、費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，在步驟e中，還包括：在車?yán)锿２春?，用戶可隨時通過移動設(shè)備查詢車輛停泊時間、位置信息以及當(dāng)前費(fèi)用信息。

本發(fā)明的有益效果是：

1)信號覆蓋大范圍:系統(tǒng)能在市區(qū)覆蓋半徑范圍5公里市內(nèi)或在郊區(qū)10公里,遠(yuǎn)勝于一般的無線系統(tǒng)；

2)低功耗:因數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)內(nèi)經(jīng)過分類，分析以及壓縮,通信時間減少,通訊系統(tǒng)所需電量大大降低。同時系統(tǒng)可以輔以再生能源接收器，如太陽板，或單獨(dú)使用電池供電以保證使用。

3)網(wǎng)關(guān)設(shè)計體積小,不需要大型結(jié)構(gòu)支撐。使用者可以自行按照所需及地理環(huán)境自行安裝，而不需要依賴服務(wù)供應(yīng)商提供服務(wù)。

4)終端節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)除了可以按照既定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計通訊,也可以按照通訊訊號強(qiáng)弱以自行尋找最佳通信路線將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器。

附圖說明

圖1是實(shí)施例中智能停車位管理系統(tǒng)無線通信組網(wǎng)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明基于低功耗廣域網(wǎng)(lpwan)技術(shù),通過長距離低功耗的無線通信技術(shù)以提供覆蓋所需范圍內(nèi)相關(guān)停車位的所在位置及使用情況給與使用者(包括但不限于管理人員或駕駛者)。系統(tǒng)能接收近域及廣域范圍內(nèi)停車位的信息，在短時間內(nèi)間提供給使用者，可有效縮短駕駛者尋找停車位的時間,并提高停車位的使用效率和方便管理人員優(yōu)化停車位的分布及設(shè)置。使用者可以通過各種不同的通信設(shè)備(包括但不限于使用互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備及移動通信設(shè)備)以查看車位所在位置及其他相關(guān)資訊。同時駕駛者可通過本智能管理系統(tǒng)繳付停車費(fèi)及其他相關(guān)費(fèi)用。

在具體實(shí)現(xiàn)上，本發(fā)明中的智能停車位管理系統(tǒng)包括：終端節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、用戶移動設(shè)備及服務(wù)器；所述終端節(jié)點(diǎn)設(shè)置于停車位對應(yīng)位置，其包括傳感器和長距離低功耗無線電模塊；

所述傳感器用于檢測對應(yīng)停車位的使用狀況；所述長距離低功耗無線電模塊用于將傳感器檢測的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)加密處理后通過ism無線頻段傳送至網(wǎng)關(guān)；

所述網(wǎng)關(guān)為終端節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器之間中繼消息的橋梁，網(wǎng)關(guān)可通過標(biāo)準(zhǔn)ip或移動通信網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器，而終端節(jié)點(diǎn)可使用單跳或多跳無線通信到一個或多個網(wǎng)關(guān)；

所述服務(wù)器用于提供各個停車場的車位狀況信息的存儲、查詢和管理；

所述用戶移動設(shè)備通過與服務(wù)器通信查詢附近空置車位情況，獲取停車建議及路徑；還用于實(shí)時查詢車輛停泊時間和位置信息。

包括傳感器和長距離低功耗無線電模塊的終端節(jié)點(diǎn)可安裝在車位附近或地面。車位使用情況可以通過傳感器的信號來確認(rèn)。傳感器的類型可為電磁波或音波傳感器。當(dāng)有車輛停泊在車位上方時,無線電信號的強(qiáng)度因受到車輛的阻隔而改變,配合音波傳感器接收到的的信號從而確定是否為車輛,因此，在車身上不用安裝任何附加裝置。

傳感器將檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳送至長距離低功耗無線電模塊，模塊將傳感器數(shù)據(jù)加密以后通過ism(industrialscientificmedicalband)無線頻段傳送至網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)尺寸大小如同一個普通的無線路由器，可以輕易地加裝在現(xiàn)有的設(shè)備上，例如已有的咖啡室，便利店,電燈柱或管理處內(nèi)。其為終端節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器之間中繼消息的橋梁，可通過標(biāo)準(zhǔn)ip或移動通信網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，而終端設(shè)備可以使用單跳或多跳無線通信到一個或多個網(wǎng)關(guān)。經(jīng)網(wǎng)關(guān)再加密處理匯總過的數(shù)據(jù)經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)或移動通信網(wǎng)絡(luò)上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器上以供駕駛者使用。本發(fā)明中所有端點(diǎn)通信均是雙向的，而且還支持組播功能(例如將軟件升級或其他大規(guī)模分發(fā)消息的操作)，通過減少通訊時間以降低設(shè)備的功耗。

網(wǎng)關(guān)和終端節(jié)點(diǎn)可按固有協(xié)定或自行組網(wǎng)。車位管理單位亦可通過分析車位的使用數(shù)據(jù),以了解駕駛者的使用車位習(xí)慣，進(jìn)而提供更有效率的管理及其他服務(wù)。

如圖1所示，為實(shí)施例中的一種組網(wǎng)示意圖，終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間通過長距離低功耗無線連接，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間通過有線網(wǎng)絡(luò)或者無線通信連接，移動設(shè)備也可通過有線網(wǎng)絡(luò)或者無線通信與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間進(jìn)行通信。

數(shù)據(jù)服務(wù)器中儲存有空置停車位的相關(guān)資料(如停車位的位置、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、管理單位、允許停車時長等)。駕駛者可以在移動設(shè)備的應(yīng)用程序上查詢在其附近的空置車位,本系統(tǒng)按照車輛與車位的距離對駕駛者提出停車建議。駕駛者在確認(rèn)有關(guān)信息后,系統(tǒng)會最佳駕駛路徑發(fā)送至駕駛者的移動裝置上，并且在服務(wù)器中把該車位標(biāo)記為“已預(yù)定”。

若駕駛者在一定時間內(nèi)(該時間由車位管理單位設(shè)置)到達(dá)停車場并停泊車輛到該車位上，則傳感器會檢測到車輛停車狀態(tài)信息，并上傳服務(wù)器，服務(wù)器對將該車位標(biāo)記為“已占用”，同時開始計時，作為收費(fèi)及統(tǒng)計之用；若在一定時間內(nèi)，駕駛者未將車輛停泊到該車位，為避免資源浪費(fèi)，則服務(wù)器將該車位標(biāo)記更新為“未使用”，此駕駛者或其它駕駛者均可對該車位進(jìn)行預(yù)訂。

在車輛停泊之后，駕駛者可隨時通過移動終端訪問服務(wù)器，查詢其車輛停放位置、停車時長、當(dāng)前產(chǎn)生費(fèi)用等信息，最后，駕駛者將車輛駛離停車位時，傳感器將檢測信號上傳至服務(wù)器，服務(wù)器計算停車時長和應(yīng)收費(fèi)用，并發(fā)送到用戶移動終端進(jìn)行確認(rèn)，用戶確認(rèn)后即可支付相關(guān)費(fèi)用。

在本發(fā)明中，如果兩位或以上駕駛者同時對某個車位發(fā)出車位預(yù)定請求,則系統(tǒng)根據(jù)距離遠(yuǎn)近來響應(yīng)，優(yōu)先響應(yīng)當(dāng)前距離該車位距離較近的駕駛者的請求，以提高資源利用效率；若二者距離相同，系統(tǒng)會提議駕駛者駛往較多停車位的方向,系統(tǒng)亦將實(shí)時最接近的停車位置告知駕駛者。管理系統(tǒng)亦可以定期或不定期將統(tǒng)計數(shù)據(jù)整理,方便管理及計劃。