CN102968856A - 一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统及其控制方法，其特征在于它包括1）停车卡：停车卡装置在车辆上，卡中记录用户车辆的基本信息；2）磁感应传感器节点：应用电磁感应原理，探测当前车位是否空置，将车辆信息、车位信息以及停车的起止时间发送到汇聚节点；3）汇聚节点：设置在道路两旁，汇聚节点负责收集该路段中停车位的使用信息，然后通过无线通信网络将信息发送到后台服务器；4）后台服务器：负责收集城市中所有路边停车位的使用信息。本发明提出的基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统具有以下优点和积极效果：实时更新城市车位空置情况。汇总采集的车位使用信息，对外开放车位空置情况，用户可通过个人电脑、手机等终端查看指定位置的车位空置情况，方便用户的出行，帮助其快速找到所需的停车位。

Description

一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种城市路边停车位监管与计费系统，具体涉及一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统及其控制方法。

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，很多城市在道路两旁建立了临时停车位。路边停车位一般是在道路通行能力允许的情况下设置的，是对城市道路基础设施的一种充分有效的利用。路边停车作为一种临时措施，能够方便短时停车用户的需求，不至于花费很长的停入和驶出停车场时间。

当前路边停车收费管理存在着人力资源投入多、停车收费标准不一、车主找车位困难等问题，更为严重的是，收费由人工完成，方式不规范，易致票款流失、滋生贪腐行为。

针对上述问题，目前还没有一种有效的方式能够对城市所有路边停车位进行准确管理，有效避免票款流失，并实时为用户提供其目的地附近停车位占用信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计开发一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统及其控制方法，实时为用户提供其目的地附近停车位占用信息，减少寻找空车位的时间，并实现精确计时收费，避免票款流失，增加地方财政收入，有效防止贪腐行为。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统，其特征在于它包括一个停车卡、磁感应传感器节点、汇聚节点和后台服务器；

1）停车卡：停车卡装置在车辆上，卡中记录用户车辆的基本信息，停车卡在磁感应传感器节点触发时与其进行信息交互；

2）磁感应传感器节点：应用电磁感应原理，探测当前车位是否空置，每次车辆入位后，触发向汇聚节点发送当前车位的状态信息以及读取该车的停车卡信息，将车辆信息、车位信息以及停车的起止时间发送到汇聚节点； 

3）汇聚节点：设置在道路两旁，汇聚节点负责收集该路段中停车位的使用信息，然后通过无线通信网络将信息发送到后台服务器；

4）后台服务器：负责收集城市中所有路边停车位的使用信息，然后根据计费标准，从相应的停车卡账户中自动扣费。

一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统控制方法，其特征在于它包括以下步骤：

（A）在每辆车中安放停车卡，并将相应的基本信息写入停车卡中；

（B）车辆进入路边停车位，触发车位中间的磁感应传感器节点，读取车辆中停车卡信息，开始计时，向汇聚节点发送该车位被占用的消息；

（C）汇聚节点通过ZigBee通信模块接收磁感应传感器节点发送的停车位占用消息，通过无线通信网络将接收的消息转发到后台服务器；

（D）后台服务器通过无线通信模块接收汇聚节点发送的消息，对消息进行处理，更新数据库中车位空置的信息，通过多终端向用户提供城市车位的占用和空置信息；

（E）车辆离开路边停车位，再次触发车位中间的磁感应传感器节点，计时停止，向汇聚节点发送车位使用信息及车位空置信息；

（F）汇聚节点通过ZigBee通信模块接收磁感应传感器节点发送的车位使用和车位空置消息，通过无线通信网络将接收的消息转发到后台服务器；

（G）后台服务器通过无线通信模块接收汇聚节点发送的消息，对消息进行处理，更新数据库信息，通过多终端向用户提供城市车位的占用和空置信息；根据计费标准，计算每辆车使用车位的费用，并对相应的停车卡账户进行扣费。

本发明提出的基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统具有以下优点和积极效果：

（1）    节约用工成本。实现自动计时收费，无需人工过多干预，大大减少用工成本。

（2）    规范收费流程。避免出现收费人员私吞停车费用，造成政府财政损失。

（3）    精确合理收费。可以针对不同区域，实行差异化收费标准，并且按标准计时收费，这样收费更人性化、更合理。

（4）    实时更新城市车位空置情况。汇总采集的车位使用信息，对外开放车位空置情况，用户可通过个人电脑、手机等终端查看指定位置的车位空置情况，方便用户的出行，帮助其快速找到所需的停车位。

附图说明

   图1是本发明系统组成结构框图

   图2 是本发明的空置车位信息采集与发布流程图

   图3是本发明的停车计时收费流程图

具体实施方式

   图1是本发明系统组成结构框图。本发明包括以下四个部分：停车卡、磁感应传感器节点、汇聚节点和后台服务器。

停车卡：停车卡装置在车辆上，卡中记录用户车辆的基本信息，如车牌号、用户手机、可供支付的经费余额等，停车卡由ARM处理器、存储器和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，ZigBee通信模块用于和磁感应传感器节点进行信息交互。ARM处理器应为支持ZigBee协议的单片机或处理器，如Atmel公司的8位ATMega128单片机等，存储器与ARM处理器通过主控同步串口相连。停车卡用于与磁感应传感器节点进行无线通信，在磁感应传感器节点触发时与其进行信息交互，当停车时触发车位上的磁感应传感器节点，该节点读取停车卡中的基本信息，并开始计时；当车辆离开停车位，再次触发该节点，停止计时；最后，磁感应传感器节点将车辆信息以及停车的起止时间发送到汇聚节点。

磁感应传感器节点：由ARM处理器、存储器、电磁感应模块和ZigBee通信模块组成，电磁感应模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于探测车位是否存在车辆； ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，ZigBee通信模块用于和停车卡以及汇聚节点进行信息交互。存储器与ARM处理器通过主控同步串口相连。磁感应传感器节点布置在停车位中间位置，应用电磁感应原理，探测当前车位是否空置，负责实时监测当前车位的空置情况，采用触发式感应，每次车辆入位后，触发向汇聚节点发送当前车位的状态信息以及读取该车的停车卡信息，并开始计时；当车辆离开停车位，再次触发该节点，停止计时；最后，磁感应传感器节点将车辆信息、车位信息以及停车的起止时间发送到汇聚节点。

汇聚节点：由ARM处理器、存储单元、ZigBee通信模块和无线通信模块组成，ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于与磁感应传感器节点进行信息交互；存储器与处理器通过主控同步串口相连，用于存贮磁感应传感器节点采集到的车位使用信息；无线通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于向后台服务器发送停车位使用信息。汇聚节点设置在道路两旁，可以每隔50m左右安装汇聚节点。汇聚节点负责收集该路段中停车位的使用信息，然后通过无线通信网络将信息发送到后台服务器。

后台服务器：由存储器、处理器、数据库管理系统及无线通信模块组成，存储器与处理器通过主控同步串口相连，无线通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，后台服务器负责收集城市停车位使用信息，更新数据库，通过多终端对外发布城市停车位的实时占用与空置信息；安装计费标准，自动对相应的车辆账户进行扣费； 

上述停车卡、磁感应传感器节点、汇聚节点之间采用IEEE 802.15.4标准协议进行通信；汇聚节点和后台服务器采用无线通信标准协议进行信息交互。

参见图2、图3，一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统控制方法，它包括以下步骤：

（A）在每辆车中安放停车卡，并将相应的基本信息写入停车卡中；

（B）车辆进入路边停车位，触发车位中间的磁感应传感器节点，读取车辆中停车卡信息，开始计时，向汇聚节点发送该车位被占用的消息；

（C）汇聚节点通过ZigBee通信模块接收磁感应传感器节点发送的停车位占用消息，通过无线通信网络将接收的消息转发到后台服务器；

（D）后台服务器通过无线通信模块接收汇聚节点发送的消息，对消息进行处理，更新数据库中车位空置的信息，通过多终端向用户提供城市车位的占用和空置信息；

（E）车辆离开路边停车位，再次触发车位中间的磁感应传感器节点，计时停止，向汇聚节点发送车位使用信息及车位空置信息；

（F）汇聚节点通过ZigBee通信模块接收磁感应传感器节点发送的车位使用和车位空置消息，通过无线通信网络将接收的消息转发到后台服务器；

（G）后台服务器通过无线通信模块接收汇聚节点发送的消息，对消息进行处理，更新数据库信息，通过多终端向用户提供城市车位的占用和空置信息；根据计费标准，计算每辆车使用车位的费用，并对相应的停车卡账户进行扣费；

（H）用户通过个人电脑、手机等终端，可以浏览城市中停车位的空置信息，从附近区域找到合适的空置停车位。

 图2 是本发明的空置车位信息采集与发布流程图。当车辆进入路边停车位后，触发磁感应传感器节点通过ZigBee网络向汇聚节点发送信息，汇聚节点接收到信息后，通过无线通信网络向后台服务器发送信息，更新数据库信息，将该车位标记为已占用车位；当车辆离开停车位时，再次触发磁感应传感器节点，通过ZigBee网络向汇聚节点发送车位空置信息，汇聚节点通过无线通信网络将收到的信息转发给后台服务器，后台服务器更新数据库信息，将该车位标记为空置车位；车位空置状态信息通过多终端对外发布，并实时更新。

图3是本发明的停车计时收费流程图。当车辆进入路边停车位后，触发磁感应传感器节点，读取停车卡信息并开始计时，同时通过ZigBee网络向汇聚节点发送信息，汇聚节点通过无线通信网络向后台服务器转发收到的信息，后台服务器更新数据库信息，将该车位标记为已占用车位；当车辆离开停车位时，再次触发磁感应传感器节点，向汇聚节点发送车位空置信息、车辆信息以及停车起止时间信息，汇聚节点通过无线通信网络向后台服务器转发收到的信息，后台服务器更新数据库信息，将该车位标记为空置车位，并根据计费标准，计算每辆车的停车费用，并从相应的账户中扣费，若余额不足，则向相应的用户发送短信通知其及时缴费。

Claims (5)

1.一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统，其特征在于它包括一个停车卡、磁感应传感器节点、汇聚节点和后台服务器；

1）停车卡：停车卡装置在车辆上，卡中记录用户车辆的基本信息，停车卡在磁感应传感器节点触发时与其进行信息交互；

2）磁感应传感器节点：应用电磁感应原理，探测当前车位是否空置，每次车辆入位后，触发向汇聚节点发送当前车位的状态信息以及读取该车的停车卡信息，将车辆信息、车位信息以及停车的起止时间发送到汇聚节点； 

3）汇聚节点：设置在道路两旁，汇聚节点负责收集该路段中停车位的使用信息，然后通过无线通信网络将信息发送到后台服务器；

4）后台服务器：负责收集城市中所有路边停车位的使用信息，然后根据计费标准，从相应的停车卡账户中自动扣费。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统，其特征在于：所述的停车卡由ARM处理器、存储器和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，存储器与ARM处理器通过主控同步串口相连。

3.如权利要求1或2所述的一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统，其特征在于：所述的汇聚节点由ARM处理器、存储器、ZigBee通信模块和无线通信模块组成，ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于与磁感应传感器节点进行信息交互；存储器与处理器通过主控同步串口相连，用于存贮磁感应传感器节点采集到的车位使用信息，无线通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于向后台服务器发送停车位使用信息。

4.如权利要求1或2所述的一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统，其特征在于：所述的磁感应传感器节点布置在路边每个停车位的中间位置，由ARM处理器、存储器、电磁感应模块和ZigBee通信模块组成，电磁感应模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于探测车位是否存在车辆；ZigBee通信模块与ARM处理器通过串行接口相连，用于向汇聚节点发送停车位使用信息。

5.一种基于物联网的城市路边停车位监管与计费系统控制方法，其特征在于它包括以下步骤：

（A）在每辆车中安放停车卡，并将相应的基本信息写入停车卡中；

（B）车辆进入路边停车位，触发车位中间的磁感应传感器节点，读取车辆中停车卡信息，开始计时，向汇聚节点发送该车位被占用的消息；

（C）汇聚节点通过ZigBee通信模块接收磁感应传感器节点发送的停车位占用消息，通过无线通信网络将接收的消息转发到后台服务器；

（D）后台服务器通过无线通信模块接收汇聚节点发送的消息，对消息进行处理，更新数据库中车位空置的信息，通过多终端向用户提供城市车位的占用和空置信息；

（E）车辆离开路边停车位，再次触发车位中间的磁感应传感器节点，计时停止，向汇聚节点发送车位使用信息及车位空置信息；

（F）汇聚节点通过ZigBee通信模块接收磁感应传感器节点发送的车位使用和车位空置消息，通过无线通信网络将接收的消息转发到后台服务器；

（G）后台服务器通过无线通信模块接收汇聚节点发送的消息，对消息进行处理，更新数据库信息，通过多终端向用户提供城市车位的占用和空置信息；根据计费标准，计算每辆车使用车位的费用，并对相应的停车卡账户进行扣费。

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