CN103794084A - 基于无线传感器网络的智能停车管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于无线传感器网络的智能停车管理系统，包括车位探测器模块、ISM频段无线传输模块、多个数据采集基站、上位机、显示终端，车辆探测模块测试停车位的停车状态，ISM频段无线传输模块建立车位探测器模块与数据采集基站间的通信，数据采集基站将停车位信息上报于上位机，上位机得到停车场所有车位状态后，下发停车信息给连接在每个数据采集基站上的显示终端。本发明的优点在于：实时在线监测及显示停车场车位信息；使用无线传感器技术，安装使用快捷方便。

Description

基于无线传感器网络的智能停车管理系统

技术领域

本发明涉及一种停车管理系统，特别是一种基于无线传感器网络的智能停车管理系统。

背景技术

随着汽车保有量的持续增长，车位紧张及停车难等问题已经逐渐凸显。通用汽车的调查显示，目前，在北、上、广、深等超大型城市，30%的石油浪费在寻找停车位的过程中，并在寻找停车位过程中消耗大量的时间及人力。解决停车难的问题有两种方式，一是增加停车位，二是提高现有车位的利用率。

当前的市场上，主要存在有两大类型的停车管理系统：道闸式和车位检测引导式。道闸式停车管理系统通过在停车场的出口及入口设置道闸来控制车位的使用及收费。其主要特色为结构简单，使用方便，是当前市场上占主要地位的停车管理系统。车位检测引导式停车管理系统是更加智能的下一代停车管理系统，是通过在每个停车位安装车辆探测器来检测车位状况，并将车位占用信息传送至后台从而对车位情况进行统计及对车主进行停车指示的系统。基于车位检测的系统不仅可以起到停车引导的作用，还可以与收费系统相结合构成下一代无人收费停车系统、与视频识别相结合构成停车场找车系统等。

当前，车辆探测技术主要有超声波探测、红外探测、雷达探测及地磁车位探测等技术。相比较超声波、红外探测及雷达探测技术，地磁车位探测技术具有探测精度高、功耗低、不受天气影响、对数据处理和传输能力要求较高，适合室外的停车场管理系统。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种能够提高车位利用率，从而一定程度上缓解车辆拥堵及停车难的问题的智能停车管理系统。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：基于无线传感器网络的智能停车管理系统，包括车位探测器模块、ISM频段无线传输模块、多个数据采集基站、上位机、显示终端，车辆探测模块测试停车位的停车状态，ISM频段无线传输模块建立车位探测器模块与数据采集基站间的通信，数据采集基站将停车位信息上报于上位机，上位机得到停车场所有车位状态后，下发停车信息给连接在每个数据采集基站上的显示终端。

车位探测器模块包括地磁传感器以及微处理器，采用MEMS地磁传感器，检测安装位置磁场变化量，微处理器通过阈值算法判断停车位车辆停靠状态，并采用433M无线通信方式，将检测节点的车位状态上报于数据采集基站。探测器模块采用电池供电，在检测及通信上采用低功耗设计。

数据采集基站，作为该系统的通信基站，是数据交互中心。数据采集基站定时发送频标指令建立与探测器节点的通信，并采用单跳方式进行数据传输；数据采集基站通过RS485总线方式建立与上位机通信，将汇聚的探测器信息传送到上位机处理端，并接收上位机发布的显示信息。

显示终端，连接在每个数据采集基站，采用LED显示屏，以箭头和数字形式显示该区域内的空车位，引导用户进入指定区域停车。

基于无线传感器网络智能停车管理系统的通信模式，采用数据采集基站加探测器节点的通信模式。数据采集基站定时轮训各个车位探测器模块，车位探测器模块与数据采集基站的通信时隙中，将变化的车位状态上报，再进入低功耗状态；车位探测器模块定时上报车位状态；两种上报方式相结合，从而实现电池供电的低功耗设计。

上位机作为该系统的数据库及信息处理中心，定时轮训各个数据采集基站，统计停车场区域内所有车位信息，并按照区域划分，将指定区域内的空车位信息发布于显示牌，建立一套停车位引导系统。

停车位引导系统，在停车场主要入口处设置显示屏，显示屏中显示三个方向的箭头及三个空停车位数，分别指示此处前方、左方、右方三个方向的剩余停车位数量，通过显示牌箭头及数字引导用户停车。

本发明的优点在于：

1、实时在线监测及显示停车场车位信息。

2、使用无线传感器技术，安装使用快捷方便。

3、采用低功耗设计方案，探测器使用电池供电。

4、使用箭头和数字相结合的停车引导方式，便于用户快速简单停车。

附图说明

图1为本发明的总体结构框图。

图2为系统通信架构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的描述。

图1是本发明总体结构框图，本发明基于无线传感器网络的智能停车管理系统，包括车位探测器模块、ISM频段无线传输模块、数据采集基站、上位机、显示终端，以及箭头方向灯/扩展电路。车辆探测模块测试停车位的停车状态，ISM频段无线传输模块建立车位探测器模块与数据采集基站间的通信，数据采集基站将停车位信息上报于上位机，上位机得到停车场所有车位状态后，下发停车信息给显示终端。

上位机建立数据库中心，统计停车场所有停车位信息，并将有用信息归类处理，并于显示屏显示。

数据采集基站包括主处理器、从处理器、电源管理单元。主处理器分别与从处理器及电源管理单元连接，主处理器通过RS485电路与上位机连接，通过IO驱动电路与箭头方向灯/扩展电路连接，通过RS232电路与显示屏连接，主处理器负责统计区域停车位信息、控制显示屏、建立与从处理器通信、建立与上位机通信等任务。从处理器分别与主处理器、电源管理电路连接，从处理器通过433M无线通信模块与车位探测器模块连接，负责与区域探测器建立连接并收发通信数据，建立与主处理器通信。

车位探测器模块包括单片机电路、地磁探测电路、电源电路及开关控制电路。单片机电路分别与地磁探测电路、电源电路及开关控制电路连接，单片机电路通过433M无线通信模块与数据采集基站的从处理器连接，负责建立与数据采集基站通信、定时检测地磁场信息、判断停车位状态、进入低功耗模式等任务。

图2是本发明的系统通信架构图。上位机S通过RS485总线方式建立与停车场内各个数据采集基站B1、B2……Bn间的通信，数据采集基站间采用串行连接，当距离超过1公里后需要增加RS485信号增强设备，上位机采用轮训方式发送指令及接收数据；数据采集基站通过ISM频段的433M无线通信方式建立与该区域内的探测器N1、N2……Nm通信，采用星形单跳连接方式。

本发明的工作过程如下：

当该基于无线传感器网络智能停车管理系统工作时，各分系统工作如下：

上位机定时轮训各个数据采集基站，发送上线指令和停车位统计指令，数据采集基站接收到轮训指令后，将停车位统计信息上报于上位机并完成数据上报；上位机统计完停车场内所有区域停车位信息后，建立停车场车位数据库，并及时根据数据上报更新停车位状态，向数据采集基站发送车位引导指令，数据采集基站接收到引导指令，驱动显示屏，将该停车场区域内的车位信息进行数字显示及箭头指示，完成停车引导。

数据采集基站的主处理器通过RS485总线建立与上位机数据通信，从处理器通过433M无线通信建立与探测器通信。主处理器接收到上线指令后，将上线标志位置一并上线工作。从处理器定时发送频标信息，与该区域内的探测器通信，统计停车位数量、车位变化状态及探测器电量信息等。两个处理器双线程工作模式，保证探测器通信和上位机通信得到及时处理，给系统更高的实时性，并有效降低探测器通信功耗。及时更新车位引导系统信息及车位状态变化信息。

车位探测器模块定时检测地磁信息，通过阈值算法得到停车位状态。若停车位状态发生变化，将及时建立与数据采集基站通信，将变化状态上报；若停车位状态一直未发生变化，将定时建立与数据采集基站通信，将在线状态上报。若探测器掉线，探测器接收数据采集基站频标指令，重新上线；正常状况下，探测器处于低功耗掉电模式。从而保证探测器低功耗工作状态，确保电池长时间工作。

该系统采用有线和无线相结合的通信架构，保证系统通信稳定可靠，降低系统施工难度；地磁探测技术精度高，保证车位状态探测的准确性，双单片机双线程工作保证系统高实时性，整个系统设计思路新颖、设计架构合理，为露天停车场智能管理引导系统的全面推广奠定基础。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于无线传感器网络的智能停车管理系统，其特征在于：包括车位探测器模块、ISM频段无线传输模块、多个数据采集基站、上位机、显示终端，车辆探测模块测试停车位的停车状态，ISM频段无线传输模块建立车位探测器模块与数据采集基站间的通信，数据采集基站将停车位信息上报于上位机，上位机得到停车场所有车位状态后，下发停车信息给连接在每个数据采集基站上的显示终端。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的智能停车管理系统，其特征在于：每个数据采集基站包括主处理器、从处理器、电源管理单元，主处理器分别与从处理器及电源管理单元连接，主处理器通过RS485电路与上位机连接，通过RS232电路与显示屏连接，从处理器分别与主处理器、电源管理电路连接，从处理器通过ISM频段无线传输模块与车位探测器模块连接。

3.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的智能停车管理系统，其特征在于：还包括箭头方向灯/扩展电路，所述主处理器通过IO驱动电路与箭头方向灯/扩展电路连接。

4.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的智能停车管理系统，其特征在于：所述车位探测器模块包括单片机电路、地磁探测电路、电源电路及开关控制电路，单片机电路分别与地磁探测电路、电源电路及开关控制电路连接，单片机电路通过ISM频段无线传输模块与数据采集基站的从处理器连接。

5.根据权利要求4所述的基于无线传感器网络的智能停车管理系统，其特征在于：上位机定时轮训各个数据采集基站，发送上线指令和停车位统计指令，数据采集基站接收到轮训指令后，将停车位统计信息上报于上位机并完成数据上报，上位机统计完停车场内所有区域停车位信息后，建立停车场车位数据库，并及时根据数据上报更新停车位状态，向数据采集基站发送车位引导指令，数据采集基站接收到引导指令，驱动显示屏，将该停车场区域内的车位信息进行数字显示及箭头指示，完成停车引导；

数据采集基站的主处理器接收到上线指令后，将上线标志位置一并上线工作，从处理器定时发送频标信息，与该区域内的探测器通信，统计停车位数量、车位变化状态及探测器电量信息；

车位探测器模块定时检测地磁信息，通过阈值算法得到停车位状态，若停车位状态发生变化，将及时建立与数据采集基站通信，将变化状态上报；若停车位状态一直未发生变化，将定时建立与数据采集基站通信，将在线状态上报，若探测器掉线，探测器接收数据采集基站频标指令，重新上线；正常状况下，探测器处于低功耗掉电模式。

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