CN102298853A - 一种基于ZigBee无线网络的地下停车场寻车服务与广告传播系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉有一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统及其控制方法，系统包括一个由手持停车卡、液晶显示屏和ZigBee无线网络支撑平台组成的无线网络；1）手持停车卡：与ZigBee无线网络支撑平台进行无线通信，当车主停车时用于采集停车位置信息，并与ZigBee无线网络支撑平台进行通信，将采集到的位置信息发送到ZigBee无线网络支撑平台；当车主寻车时，向ZigBee无线网络支撑平台发送寻车请求；2）ZigBee无线网络支撑平台：由布置在停车场顶上或层间的无线通信节点组成，负责存储车辆的位置信息并通过网络分布式计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；3）液晶显示屏：与ZigBee无线网络支撑平台进行连接，用于与无线通信节点进行信息交互，接收最短路径提示信息并显示；同时全屏或部分屏幕播放广告。本发明具有以下效果：(1)解决了当前GPS技术无法实现的地下停车场寻车服务问题(2)以寻车服务为契机植入广告，挖掘出停车场的潜在商业价值。

Description

一种基于ZigBee无线网络的地下停车场寻车服务与广告传播系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种地下大型停车场的寻车服务与广告传播系统，具体涉及一种基于ZigBee无线网络的地下大型车场寻车服务和广告投放系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，拥有私家车的人越来越多，截止2010年，我国汽车保有量已经超过7500万辆。与此同时，由于人口以及城市的发展，使得城市停车难的问题越来越严重。为了缓解停车场地紧张的问题，很多城市建立了大量的大型地下停车场。目前，90%以上的停车场进出口管理系统都使用射频识别（RFID，Radio Frequency Identification）技术，这种系统使用一种内含RFID芯片的票卡来管理停车场的车辆进出，其目的只是对车辆在离开停车场之前进行收费，完全不涉及停车场中车辆停车位置的定位与应用。因此，现有地下停车场管理系统无法协助车主在停放着成百上千车辆的大型停车场中快速找到其车辆。此外，车辆定位常用的技术是卫星定位系统(GPS)，GPS解决车辆定位最大的缺点是成本高，技术复杂，而且室内或者地下停车场无法接收到GPS定位信号，因此也就无法利用GPS技术实现地下停车场车辆找寻功能。总之，目前还没有一种有效的方法能帮助车主在没有明显标志的地下大型停车场中快速找到其车辆，使得车主在寻车时浪费大量时间和精力。

另外，当前市场竞争日趋激烈，媒体宣传、广告传播成为品牌扩张和产品营销的重要手段。许多公共空间成为厂商投放广告的重要场所，如写字楼电梯间、公共厕所等。而地下停车场则是一个非常适于高价值商品营销和广告投放的重要场所，这是因为：第一，重度覆盖广大车主这一消费能力强的中高收入群体，可以实现精准营销高价值商品。第二，当前地下停车场的广告投放还较少见，如有，也多以大型海报和平面媒体的灯箱广告为主，而新媒体如液晶广告屏等在地下停车场中还很鲜见。海报广告更新不方便且容易造成环境污染；平面媒体灯箱广告的内容比较简单，传达的信息量有限，不适合承载复杂信息且信息更新相对滞后，促销作用差，无法与视频广告相抗衡。第三，地下停车场是一个无任何干扰的封闭空间，能使受众群有更多机会频繁接触营销信息，广告内容到达率高。

可见，当前市场竞争的发展已促使产品竞争格局进入“眼球经济”时代，在现代强大媒体的推波助澜之下，“眼球经济”比以往任何一个时候都要活跃。广告投放作为“眼球经济”的主要手段之一，对于企业品牌的推广和产品营销具有重要作用。对于地下大型停车场而言，利用好自身地理位置优势，对广告投放方式进行创新，将广告服务作为一种增值业务具有重要的现实意义。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题是：设计开发一种基于ZigBee无线网络的地下停车场寻车服务与广告投放系统及控制方法，能够减少用户寻车时间并提高停车场使用效率，同时还可以针对高端受众投放广告。

    为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统，其特征在于它包括一个由手持停车卡、液晶显示屏和ZigBee无线网络支撑平台组成的无线网络；

1）手持停车卡：与ZigBee无线网络支撑平台进行无线通信，当车主停车时用于采集停车位置信息，并与ZigBee无线网络支撑平台进行通信，将采集到的位置信息发送到ZigBee无线网络支撑平台；当车主寻车时，向ZigBee无线网络支撑平台发送寻车请求；

2）ZigBee无线网络支撑平台：由布置在停车场顶上或层间的无线通信节点组成，负责存储车辆的位置信息并通过网络分布式计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；

3）液晶显示屏：与ZigBee无线网络支撑平台进行连接，用于与无线通信节点进行信息交互，接收最短路径提示信息并显示；同时全屏或部分屏幕播放广告。

手持停车卡、ZigBee无线网络支撑平台以及液晶显示屏之间采用IEEE 802.15.4标准协议进行通信。

所述手持停车卡由ARM处理器、存储单元和ZigBee通信模块组成，ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于和无线网络支撑平台进行信息交互，发送停车位置信息和寻车请求。

所述无线液晶显示屏由液晶显示器、ARM处理器、存储单元和ZigBee通信模块组成，液晶显示器与ARM处理器相连，用于播放广告和显示寻车路径提示信息；存储器与处理器通过主控同步串口相连，用于存储广告信息从无线通信节点接收到的路径信息；ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于与ZigBee无线网络支撑平台进行信息交互。

所有的无线通信节点都布置在停车场顶上或层间，便于无线通信节点与停车场立柱上的液晶显示屏进行信息交互。

所述ZigBee无线网络支撑平台中的通信节点由存储器、处理器及无线收发器和电源模块组成，存储器与处理器能过主控同步串口相连，无线收发器与处理器的SPI接口相连。

一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统的控制方法，其特征在于它包括以下步骤：

（A）车主停好车后，利用停车卡把停车位置信息发送给该区域的某一通信节点，该节点通过ZigBee无线网络支撑平台以定向广播的方式把位置信息传送给其它节点，在ZigBee无线网络支撑平台中存储该车辆的位置信息；

（B）车主寻车时，通过停车卡以无线通信的方式发送寻车请求，车主所在位置的某一节点监测到该寻车请求；

（C）ZigBee无线网络支撑平台在接收到寻车请求后，通过网络分布式计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；

（D）无线通信节点与液晶显示屏进行信息交互，无线通信节点通过有线或者无线的方式把最短路径信息传送给液晶显示屏，使液晶显示屏显示最短寻车路径的提示信息；

（E）液晶显示屏用下方部分屏幕显示最短路径提示信息，上半部分播放广告；若不显示寻车路径提示信息时，液晶显示屏全屏播放有声或者无声的视频广告。

本发明具有以下优点和积极效果：

    (1)解决了当前GPS技术无法实现的地下停车场寻车服务问题，减少车主寻车时间，提高停车场车位利用率。当车主使用停车卡发出寻车请求后，本系统能及时计算出车主与车辆之间的最短距离并通过液晶显示屏给出形象提示，使车主能尽快找到其车辆，减少寻车时间，提高车位利用率；

(2)以寻车服务为契机植入广告，挖掘出停车场的潜在商业价值。在地下大型停车场投放广告具有很大的经济价值，因为目前大多数地下停车场都还没开展该类活动。而本系统充分利用“眼球经济”活动规律，以寻车服务为契机，植入无声或有声视频广告，以恰当的方式把高价值商品推销给中高收入消费群体，挖掘出停车场的潜在商业价值。

    综上所述，采用本课题研制的地下大型停车场寻车服务与广告传播系统的好处主要表现在：通过液晶显示屏提示信息帮助车主快速找到其车辆所在的车位，减少了车主寻车时间，提高了停车场的车位利用率，使停车场管理更加智能化和人性化；利用液晶显示屏在停车场投放广告，面向特定有车族群实行定向传播，使媒体投资更趋精确化和有效化，产生可观的经济效益。同时，本系统也是物联网技术、ZigBee通信技术和嵌入式系统技术在地下大型停车场应用的一个先例，具有很大的新颖性和实用性。

附图说明

   图1是本发明系统组成结构框图

   图2 是本发明停车位置信息采集流程图

图3是本发明寻车服务流程图。

具体实施方式

   图1是本发明系统组成结构框图。本发明包括以下三个部分：ZigBee无线网络支撑平台1、手持停车卡2、液晶显示屏3，这三部分组成一个无线网络。

    手持停车卡2：由ARM处理器、存储单元和ZigBee通信模块（无线收发器）组成，ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于和无线网络支撑平台进行信息交互，发送停车位置信息和寻车请求。ARM处理器应为支持ZigBee协议的单片机或处理器，如Jennic公司的32位JN-5148单片机等，存储单元与处理器通过主控同步串口相连。手持停车卡与ZigBee无线网络支撑平台进行无线通信，当车主停车时用于采集停车位置信息，并与ZigBee无线网络支撑平台进行通信，自动将采集到的位置信息转发到ZigBee无线网络支撑平台；当车主寻车时，向ZigBee无线网络支撑平台发送寻车请求。

    ZigBee无线网络支撑平台1：由布置在停车场顶上或层间的无线通信节点组成，负责存储车辆的位置信息并通过网络分布式计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；同时与液晶显示屏进行通信，使液晶显示屏显示寻车路径提示信息。无线通信节点布置个数根据停车场大小来决定，一般选择布置在停车场顶上或层间。无线通信节点的结构如下：

a)处理器：应为支持ZigBee协议的处理器，如Jennic公司的32位JN-5148单片机；

b)存储器：与处理器通过主控同步串口相连；

c)无线收发器:与处理器的SPI（Serial Peripheral interface）接口相连，应为符合ZigBee规范的无线收发器，如AT86RF212无线收发器。

    液晶显示屏3与ZigBee无线网络支撑平台进行连接，用于与无线通信节点进行信息交互，接收最短路径提示信息并显示；同时全屏或部分屏幕播放广告。液晶显示屏3由液晶显示器、ARM处理器、存储单元和ZigBee通信模块（无线收发器）组成，液晶显示器与处理器相连，用于播放广告和显示寻车路径提示信息；存储器与处理器通过主控同步串口相连，用于存储和从无线通信节点接收到的信息；ZigBee通信模块与处理器通过串行接口相连，用于与ZigBee无线网络支撑平台进行信息交互。液晶显示屏与无线通信节点之间的信息交互可以采用有线的方式如串口连接等方式进行通信，也可以采用无线通信方式。液晶显示器可以直接采用并行IO方式与处理器相连，即直接通过输入、输出引脚与处理器相连，也可以采用GPIO (General Purpose Input Output) 接口模拟SPI接口的方式与处理器连接，用于显示寻车路径提示信息和播放广告。

上述停车卡、ZigBee无线网络支撑平台以及液晶显示屏之间采用IEEE 802.15.4标准协议进行通信。

一种基于ZigBee无线网路的地下大型停车场寻车服务与广告传播控制方法，它包括以下步骤：

（A）车主停好车后，利用停车卡把停车位置信息发送给负责该区域的某一节点，该节点通过无线通信网络以定向广播的方式把位置信息传送给其它节点，在ZigBee无线网络支撑平台中存储该车辆的位置信息；

（B）车主寻车时，通过停车卡以无线通信的方式发送寻车请求，车主所在位置的某一节点监测到该请求；

（C）ZigBee无线网络支撑平台在接收到寻车请求后，通过网络分布式计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；

（D）无线通信节点与液晶显示屏进行信息交互，无线通信节点通过有线或者无线的方式把最短路径信息传送给液晶显示屏，使液晶显示屏显示最短寻车路径提示信息；

（E）液晶显示屏用部分屏幕显示最短寻车路径提示信息，上半部分播放广告；若不显示路径信息时，液晶显示屏全屏播放有声或者无声的视频广告。

其中步骤（C）是通过蚁群算法计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；

本系统所建立的ZigBee无线网络中没有处理能力很强的集中节点，但是网络中所有的节点都有一定的计算能力，所以最短路径算法应该具有并行能力，要能充分利用无线网络的分布式计算能力。故本系统寻找车主与所停车辆之间的最短路径算法采用蚁群算法。蚁群算法由Marco Dorigo于1992年在他的博士论文中提出，用蚁群在搜索食物源的过程中所体现出来的寻优能力来解决一些离散系统优化问题。蚁群算法是一种本质上并行的算法，每只蚂蚁搜索的过程彼此独立，仅通过信息素进行通信。

蚁群算法的基本原理可大致描述如下：相互协作的一群蚂蚁很容易找到从蚁穴到食物源的最短路径，而单个蚂蚁则不能。人们通过大量的研究发现，蚂蚁之所以能做到这一点，是因为蚂蚁个体之间通过在其所经过的路径上留下一种可称之为信息素的物质来进行信息传递，蚂蚁可以嗅到这种信息素，而且可以根据信息素的浓度来指导前进方向的选择；同时，该信息素会随着时间的推移逐渐挥发，路径的长短及该路径上通过的蚂蚁的数量就对残余信息素的强度产生影响，反过来信息素的强弱又影响着其它蚂蚁的前进方向，蚂蚁倾向朝着信息索强度高的方向移动，于是由大量蚂蚁组成的蚁群的集体行为便表现出一种信息正反馈现象：某一路径上走过的蚂蚁越多，则后者选择该路径的概率越大。蚂蚁个体之间就是通过这种信息的交通达到搜索食物的目的。

停车场中车主到所停车辆的最短路径的蚁群算法具体实现步骤如下：

(1) m只蚂蚁初始化位于车主所在区域的网络节点；

(2)无线网络中所有路径(i,j)上的信息素置初值A^i,j(0)=常数(C)，当前最短距离初始化为一个极大值；

(3)然后蚂蚁K(1…m)在t时刻按照转移概率公式选择下一个转移节点。当所选节点是车辆所停区域的网络节点时，则该蚂蚁结束搜索。此时，如果该蚂蚁走过的路径长度小于当前最短距离，则当前最短距离用该蚂蚁走过的路径长度取代；

(4)经过n个时刻，所有蚂蚁完成一次循环，即结束一次迭代过程，各路径上的信息素根据有关规则进行调整；

(5)重复步骤(1)-（4），直到达到预期的迭代次数为止，即得到由车主到所停车辆之间的最短路径；

算法步骤中的蚂蚁转移概率和信息素更新规则需要在系统的实施过程中详细研究。

 图2 是本发明的停车位置信息采集流程图。当车辆进入地下停车场入口时，车主拿到一张停车卡；停入车位后，按压一次“停车”按钮，该车辆位置信息将发送到负责该区域的某一无线通信节点，该节点把车辆位置信息通过ZigBee无线网络支撑平台定向广播给其它节点。

图3是本发明的寻车服务流程图。当车主寻车时，通过停车卡上的“寻车”按钮发送寻车请求，车主所在区域的某一无线通信节点监测到寻车请求并通过网络分布式计算得到车主与所寻车辆间的最短路径，无线通信节点向液晶显示屏发送寻车路径提示信息，液晶显示屏在下部屏幕显示路径提示信息以帮助车主尽快找到所寻车辆，减少车主寻车时间，提高停车场车位利用率；同时以寻车服务为契机植入广告，充分挖掘出停车场的潜在商业价值。

Claims (7)

1.一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统，其特征在于它包括一个由手持停车卡、液晶显示屏和ZigBee无线网络支撑平台组成的无线网络；

1）手持停车卡：与ZigBee无线网络支撑平台进行无线通信，当车主停车时用于采集停车位置信息，并与ZigBee无线网络支撑平台进行通信，将采集到的位置信息发送到ZigBee无线网络支撑平台；当车主寻车时，向ZigBee无线网络支撑平台发送寻车请求；

2）ZigBee无线网络支撑平台：由布置在停车场顶上或层间的无线通信节点组成，负责存储车辆的位置信息并通过网络分布式计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；

3）液晶显示屏：与ZigBee无线网络支撑平台进行连接，用于与无线通信节点进行信息交互，接收最短路径提示信息并显示；同时全屏或部分屏幕播放广告。

2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统，其特征在于：手持停车卡、ZigBee无线网络支撑平台以及液晶显示屏之间采用IEEE 802.15.4标准协议进行通信。

3.如权利要求1或2所述的一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统，其特征在于：所述手持停车卡由ARM处理器、存储单元和ZigBee通信模块组成，ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于和无线网络支撑平台进行信息交互，发送停车位置信息和寻车请求。

4.如权利要求1或2所述的一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统，其特征在于：所述无线液晶显示屏由液晶显示器、ARM处理器、存储单元和ZigBee通信模块组成，液晶显示器与ARM处理器相连，用于播放广告和显示寻车路径提示信息；存储器与处理器通过主控同步串口相连，用于存储广告信息从无线通信节点接收到的路径信息；ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于与ZigBee无线网络支撑平台进行信息交互。

5.如权利要求1或2所述的一种基于Zigbee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统，其特征在于：所有的无线通信节点都布置在停车场顶上或层间，便于无线通信节点与停车场立柱上的液晶显示屏进行信息交互。

6.如权利要求1或2所述的一种基于ZigBee无线网路的地下大型停车场寻车服务与广告传播系统，其特征在于：所述ZigBee无线网络支撑平台中的通信节点由存储器、处理器及无线收发器和电源模块组成，存储器与处理器能过主控同步串口相连，无线收发器与处理器的SPI接口相连。

7.一种基于ZigBee无线网路的地下停车场寻车服务与广告传播系统的控制方法，其特征在于它包括以下步骤：

（A）车主停好车后，利用停车卡把停车位置信息发送给该区域的某一通信节点，该节点通过ZigBee无线网络支撑平台以定向广播的方式把位置信息传送给其它节点，在ZigBee无线网络支撑平台中存储该车辆的位置信息；

（B）车主寻车时，通过停车卡以无线通信的方式发送寻车请求，车主所在位置的某一节点监测到该寻车请求；

（C）ZigBee无线网络支撑平台在接收到寻车请求后，通过网络分布式计算得到车主所在位置与所寻车辆之间的最短路径；

（D）无线通信节点与液晶显示屏进行信息交互，无线通信节点通过有线或者无线的方式把最短路径信息传送给液晶显示屏，使液晶显示屏显示最短寻车路径的提示信息；

（E）液晶显示屏用下方部分屏幕显示最短路径提示信息，上半部分播放广告；若不显示寻车路径提示信息时，液晶显示屏全屏播放有声或者无声的视频广告。

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