CN103680201A - 一种城市智能停车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市智能停车系统，包括用于监测和统计停车场或路边停车区域内停车位的使用状态信息的ZigBee网络车位状态监测管理子系统和与上述ZigBee网络车位状态监测管理子系统通过GPRS无线方式通信的用户停车引导手持终端，用户可通过操作该用户停车引导手持终端获取目的停车场或目的路边停车区域及目的停车位的信息。本发明通过在城市的每一个停车场或路边停车区域建设ZigBee网络，并与智能手机相配合，即可实现整个城市范围内的智能停车，无需建设一个城市级的管理控制中心，也无需系统的运营部门长期缴纳通信费用，从而大大节约了智能停车系统的建设与后期维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市智能停车系统。
背景技术
据中国社科院发布的《中国汽车社会发展报告2012-2013》统计，到2013年第一季度，中国私人汽车拥有量已破亿，中国目前已全面进入汽车社会，与此同时，我国在停车场及停车位的建设方面还远远跟不上汽车保有量的步伐，各大城市都出现了“停车难”的现象。但从我国现状来看，停车场及停车位的缺乏很难在短时间内解决，因此，建设完善的城市智能停车系统来缓解由于“停车难”造成的交通堵塞是非常必要的。同时，城市智能停车系统也是城市智能交通系统中的一个重要组成部分。
国外的智能停车系统最早于1971年出现在德国亚琛市，之后美国、日本以及欧洲主要发达国家的很多城市都陆续建设了智能停车系统，取得了较好的发展效果。近年来，北京、上海、深圳、广州、青岛、成都、沈阳、武汉、南京、重庆、杭州、无锡等国内二三十个城市均陆续提出要在未来若干年内规划建设覆盖全市范围的智能停车系统。目前，国内外已有多家公司的多种品牌产品可以实现城市范围内的智能停车，例如：国外的有德国西门子、美国邦纳、日本NEC、以色列施拉特等公司的产品，国内的有北京紫光百会、厦门科拓、广东艾科、浙江创泰、中兴智能交通等公司的产品。经过分析和比较后发现，这些系统虽各有各自的特点，但它们的基本结构和工作原理基本相似，均大致由数据采集、数据传输、中央管理和数据发布4个部分组成。数据采集子系统主要负责采集车位当前是否被占用、驶入及驶出停车场的汽车数目等信息；数据传输子系统用于将采集到的数据传输给管理控制中心，以及将管理控制中心发布的数据传输给各类接收、显示装置，传输方式多采用GPRS、CDMA、3G等无线方式；中央管理子系统是整个系统的核心，它对数据采集子系统送来的信息经过综合处理后，再将这些数据通过数据传输子系统及时输送给各类数据接收、显示装置；数据发布子系统具有多种发布形式，最常见的是将静态的停车场位置和路径信息以及动态的停车场空闲车位信息发布到多级诱导显示屏上，另外还有Internet发布、WAP网站、CALL CENTER、手机短信、无线电广播、电视或车载显示设备等多种发布形式。
尽管国内外不同公司的产品各有各的特点，但它们也有一个共同点，就是需要建设和维护一个城市级的管理控制中心，系统的运营部门也需要长期地缴纳数据采集和数据发布两部分与管理控制中心间的通信费用，导致系统的建设和后期运营、维护的成本较高。另外，很多现有技术都是对信息进行统一地发布，用户只是被动地接受信息，系统缺乏与用户的交互。
由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
发明内容
本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种无需建设一个城市级的管理控制中心，也无需系统的运营部门长期缴纳通信费用的城市智能停车系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种城市智能停车系统，包括：
ZigBee网络车位状态监测管理子系统，用于监测和统计停车场或路边停车区域内停车位的使用状态信息；
用户停车引导手持终端，与上述ZigBee网络车位状态监测管理子系统通过GPRS无线方式通信，用户可通过操作该用户停车引导手持终端获取目的停车场或路边停车区域及目的停车位的信息。
所述ZigBee网络车位状态监测管理子系统包括多个ZigBee网络，所述各ZigBee网络包括安装在各停车场或路边停车区域的一个中心结点、若干个路由器结点、数量多于路由器结点的终端结点以及与所述终端结点一一对应的车位状态检测传感器；位于同一停车场或路边停车区域内的中心结点与各路由器结点、各路由器结点与各终端结点以及各终端结点与车位状态检测传感器之间通过短距离无线方式通信。
所述各ZigBee网络只覆盖一个室内停车场、一个室外停车场或一个路边停车区域。
所述各终端结点和各车位状态检测传感器均安装在各个车位处，各车位状态检测传感器用于检测对应车位处的车位状态信息，各终端结点用于车位状态信息的采集和将变化的车位状态信息发送至路由器结点。
所述各路由器结点安装在停车场或路边停车区域的上方或地面上，且位于其周围各终端结点所构成的终端结点包围圈的中心位置，所述各路由器结点用于ZigBee网络中数据的中继传输。
所述各中心结点设置在停车场的入口或出口处、或路边停车区域的中心位置，各中心结点均包括数据传输模块、微控制器和协调器结点，所述中心结点与上述各路由器结点之间通过短距离无线方式通信；所述微控制器内设置有数据存储库，所述数据存储库内存储有车位状态信息，所述微控制器用于查询数据存储库中的车位状态信息并根据车位状态信息计算出最优车位及几个次优车位且根据计算结果进行车位排序。
所述数据传输模块为GPRS模块，所述GPRS模块通过无线方式与用户停车引导手持终端通信。
所述用户停车引导手持终端包括智能手机，所述智能手机内设置有语音输入模块、微处理器、语音播报模块、目的停车场寻优模块、GPS导航模块及电子地图，所述语音输入模块、语音播报模块及GPS导航模块分别与微处理器相连，所述微处理器将GPS导航模块获取的用户车辆位置发送给目的停车场寻优模块，所述目的停车场寻优模块根据车辆的当前位置计算出最优停车场及几个次优停车场并根据计算结果进行停车场排序。
所述语音输入模块包括拾音器，所述语音播报模块包括喇叭，用户通过拾音器将停车需求传送给用户停车引导手持终端，所述用户停车引导手持终端通过喇叭将目的停车场或路边停车区域及目的停车位的信息播报给用户。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：
1、本发明通过在城市的每一个停车场或路边停车区域建设ZigBee网络，并与智能手机相配合，即可实现整个城市范围内的智能停车，无需建设一个城市级的管理控制中心，也无需系统的运营部门长期缴纳通信费用，从而大大节约了智能停车系统的建设与后期维护成本。
2、驾驶者只是在需要停车时才会发出停车请求，进而接收系统提供的车位及路径诱导等信息，从而建立起了与系统的主动交互关系。
3、本发明能为停车消费者提供安全、快捷、高效的停车服务，大大减少了消费者停车或寻车所消耗的时间，比传统的引导方式应用更加方便。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明中某停车场或路边停车区域的结构示意图。
图3为本发明的信息流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图3所示，一种城市智能停车系统，包括：ZigBee网络车位状态监测管理子系统，用于监测和统计停车场或路边停车区域内停车位的使用状态信息；用户停车引导手持终端，与上述ZigBee网络车位状态监测管理子系统通过GPRS无线方式通信，用户可通过操作该用户停车引导手持终端获取目的停车场或路边停车区域及目的停车位的信息。
所述ZigBee网络车位状态监测管理子系统包括多个ZigBee网络，所述各ZigBee网络只覆盖一个室内停车场、一个室外停车场或一个路边停车区域，而不跨越多个停车场；所述各ZigBee网络包括安装在各停车场或路边停车区域的一个中心结点、若干个路由器结点、数量多于路由器结点的终端结点以及与所述终端结点一一对应的车位状态检测传感器；位于同一停车场或路边停车区域内的中心结点与各路由器结点、各路由器结点与各终端结点以及各终端结点与车位状态检测传感器之间通过短距离无线方式通信。
所述各终端结点和各车位状态检测传感器均安装在各个车位处，各车位状态检测传感器用于检测对应车位处的车位状态信息，各终端结点用于车位状态信息的采集和将变化的车位状态信息发送至路由器结点。
所述各路由器结点安装在停车场或路边停车区域的上方或地面上，且位于其周围各终端结点所构成的终端结点包围圈的中心位置，即要求各路由器结点到其周围各终端结点的距离应基本相当，所述各路由器结点用于ZigBee网络中数据的中继传输，以及维持整个ZigBee网络传输的稳定。
所述各中心结点均包括数据传输模块、微控制器和协调器结点，所述中心结点与上述各路由器结点之间通过短距离无线方式通信；对于室内停车场，为保证数据传输模块的信号良好，各中心结点设置在停车场的入口或出口处；对于室外停车场或路边停车区域，中心结点设置在ZigBee网络的中心位置；所述微控制器内设置有数据存储库，所述数据存储库内存储有车位状态信息，所述微控制器用于查询数据存储库中的车位状态信息并根据车位状态信息计算出最优车位及几个次优车位且根据计算结果进行车位排序。
所述数据传输模块为GPRS模块，所述GPRS模块通过无线方式与用户停车引导手持终端通信。
所述用户停车引导手持终端包括智能手机，所述智能手机内设置有语音输入模块、微处理器、语音播报模块、GPS导航模块及电子地图、目的停车场寻优模块，所述语音输入模块、语音播报模块及GPS导航模块分别与微处理器相连，所述微处理器将GPS导航模块获取的用户车辆位置发送给目的停车场寻优模块，所述目的停车场寻优模块根据车辆的当前位置计算出最优停车场及几个次优停车场并根据计算结果进行停车场排序；所述语音输入模块包括拾音器，所述语音播报模块包括喇叭，用户通过拾音器将停车需求传送给用户停车引导手持终端，所述用户停车引导手持终端通过喇叭将目的停车场或路边停车区域及目的停车位的信息播报给用户。
上述停车场的寻优过程中，智能手机作出判断所考虑到的因素有：收费价格的高低、车辆当前位置到停车场的行驶距离、停车场到目的地的距离以及停车场的规模等。上述停车位的寻优过程中，微控制器作出判断所考虑到的因素有：车位到某出口的距离、从车辆入口到车位的距离、左右两侧车位是否已被占用等。
如图3所示，本发明的大致工作流程为：
（1）、各ZigBee网络中的每个终端结点定期采集车位状态检测传感器传来的车位状态信息。
（2）、每个终端结点判断当前采集到的车位状态信息与上一次采集到的车位状态信息相比是否有变化，若无变化，则继续执行定期采集车位状态信息的命令；若有变化，则将当前车位状态信息发送给附近的路由器结点，并等待ZigBee网络中协调器结点的反馈信息；若超过一定时间仍未接收到来自协调器结点的反馈信息则重新向附近的路由器结点发送车位状态信息，直至接收到反馈信息。
（3）、路由器结点将接收到的来自周边终端结点的车位状态信息传输至协调器结点。
（4）、协调器结点接收到车位状态变化的信息后，给终端结点发送一个反馈信息，并更新数据存储库中存储的车位状态信息。
（5）、当汽车行驶至某地时，用户通过语音输入的方式向智能手机发出停车请求，智能手机中的微处理器根据车辆的当前位置确定最优的停车场或路边停车区域以及将次优停车场或路边停车区域进行排序；智能手机根据排序结果语音播报几个候选停车场或路边停车区域的基本信息，供用户利用语音输入进行选择；若用户未在规定的时间内进行选择，则智能手机会将自己计算出的最优停车场或路边停车区域作为目的停车场或路边停车区域。
（6）、选择好停车场或路边停车区域后，智能手机与ZigBee网络中心结点的GPRS模块通信，中心结点的微控制器查询当前的数据存储库，接下来进行如下处理：
①、若只有一个空闲车位，则直接将该车位的编号及位置等信息反馈给智能手机；
②、若有多个空闲车位，则运行确定最优车位的程序，并将该车位及排好序的几个后备车位的信息反馈给智能手机；之后，智能手机语音播报几个候选车位的基本信息，供用户利用语音输入进行选择；若用户未在规定的时间内进行选择，则系统自动选择由ZigBee网络中的微控制器确定的最优车位；
③、若无空闲车位，则将该区域车位已满的信息反馈给智能手机，之后，智能手机语音提示用户在剩余停车场或路边停车区域中重新进行选择；接下来的处理过程与前面类似，直至寻找到空闲车位；
④、若所有候选停车场均无空闲车位，则将所有候选区域车位均已占用的信息反馈给智能手机，智能手机语音播报给用户。
（7）、选择好目的停车位后，智能手机对车辆进行引导。在前往停车场或路边停车区域的过程中，依靠GPS导航模块进行导航。若所选停车区域是室外停车场或路边停车区域，则继续依靠GPS导航模块进行导航，直至将车辆引导至目的车位；若所选停车场是室内停车场，由于室内环境下GPS信号较差，则依靠该停车场内的ZigBee网络实现车辆定位并进而将车辆引导至目的车位。需要说明的是，为实现将车辆引导至目的停车位的功能，智能手机中的电子地图必须足够精细，要涵盖停车场的周边以及内部道路。另外，当用户需要在室内停车场的内部进行引导时，用户的智能手机上还必须额外配备商品化的ZigBee模块以实现与停车场ZigBee网络的通信。
本发明中未述及的部分，采用或借鉴已有技术即可。
需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种城市智能停车系统，其特征在于：包括：
ZigBee网络车位状态监测管理子系统，用于监测和统计停车场或路边停车区域内停车位的使用状态信息；
用户停车引导手持终端，与上述ZigBee网络车位状态监测管理子系统通过GPRS无线方式通信，用户可通过操作该用户停车引导手持终端获取目的停车场或路边停车区域及目的停车位的信息。
2.根据权利要求1所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述ZigBee网络车位状态监测管理子系统包括多个ZigBee网络，所述各ZigBee网络包括安装在各停车场或路边停车区域的一个中心结点、若干个路由器结点、数量多于路由器结点的终端结点以及与所述终端结点一一对应的车位状态检测传感器；位于同一停车场或路边停车区域内的中心结点与各路由器结点、各路由器结点与各终端结点以及各终端结点与车位状态检测传感器之间通过短距离无线方式通信。
3.根据权利要求2所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述各ZigBee网络只覆盖一个室内停车场、一个室外停车场或一个路边停车区域。
4.根据权利要求2所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述各终端结点和各车位状态检测传感器均安装在各个车位处，各车位状态检测传感器用于检测对应车位处的车位状态信息，各终端结点用于车位状态信息的采集和将变化的车位状态信息发送至路由器结点。
5.根据权利要求2所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述各路由器结点安装在停车场或路边停车区域的上方或地面上，且位于其周围各终端结点所构成的终端结点包围圈的中心位置，所述各路由器结点用于ZigBee网络中数据的中继传输。
6.根据权利要求2所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述各中心结点设置在停车场的入口或出口处、或路边停车区域的中心位置，各中心结点均包括数据传输模块、微控制器和协调器结点，所述中心结点与上述各路由器结点之间通过短距离无线方式通信；所述微控制器内设置有数据存储库，所述数据存储库内存储有车位状态信息，所述微控制器用于查询数据存储库中的车位状态信息并根据车位状态信息计算出最优车位及几个次优车位且根据计算结果进行车位排序。
7.根据权利要求6所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述数据传输模块为GPRS模块，所述GPRS模块通过无线方式与用户停车引导手持终端通信。
8.根据权利要求1所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述用户停车引导手持终端包括智能手机，所述智能手机内设置有语音输入模块、微处理器、语音播报模块、目的停车场寻优模块、GPS导航模块及电子地图，所述语音输入模块、语音播报模块及GPS导航模块分别与微处理器相连，所述微处理器将GPS导航模块获取的用户车辆位置发送给目的停车场寻优模块，所述目的停车场寻优模块根据车辆的当前位置计算出最优停车场及几个次优停车场并根据计算结果进行停车场排序。
9.根据权利要求8所述的一种城市智能停车系统，其特征在于：所述语音输入模块包括拾音器，所述语音播报模块包括喇叭，用户通过拾音器将停车需求传送给用户停车引导手持终端，所述用户停车引导手持终端通过喇叭将目的停车场或路边停车区域及目的停车位的信息播报给用户。
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