CN103985271B - 一种基于云物联的智能停车引导系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云物联的智能停车引导系统，其将云计算和物联网技术相结合，包括用户终端、停车场综控设备、通信接入部分、系统监管接口以及云平台，所述用户终端和停车场综控设备通过通信接入部分连接互联网，并分别将请求消息数据和采集停车位信息数据经由互联网发送至云平台；所述云平台对上述数据进行分布式存储和并行处理后，将命令消息回送给用户终端，为其提供智能停车引导；所述系统监管接口独立连接互联网，实现对系统的整体监管和优化扩展。本发明通过将众多单点停车场接入基于云物联的智能停车引导系统，对于停车场资源进行更有序的管理，为包括停车场在内的交通硬件设施建设提供有价值的参考。

Description

一种基于云物联的智能停车引导系统

技术领域

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种基于云物联的智能停车引导系统。

背景技术

交通是现代城市社会的基础，是社会经济的大动脉，而车辆则组成了大动脉中成千上万的血细胞。随着汽车工业的发展，人们生活水平的提高，各种社会车辆大量涌入，这样就带来了停车难问题，单纯的依靠硬件基础设施建设已经不能满足当前社会对于停车位的庞大需求。现有的停车引导系统存在不智能、非网络、不共享、依赖人工等缺陷，驾驶员对于随时了解目的地停车信息和在驾车过程中随时预定目的地停车位有着迫切的需求。

云计算技术具有存储、分析和处理海量数据的能力，应用云计算技术的系统具有较强的扩展能力，云端软硬件的扩展即可完成系统的优化升级，并且云计算还是一种按使用量进行付费的资源分配模式，这种模式为系统用户提供了可用的、便捷的、按需的网络访问体验，增强了资源的共享性。

物联网技术具有感知的全面性、传递的可靠性和处理的智能性等特点，物联网技术的应用促进了社会各个领域资源的协调调度，提升了应用系统的整体效率，同时为产业的转型升级注入了新的驱动力。

随着信息技术的快速发展，云计算和物联网技术已经越来越多的融入社会的各个领域中，分别基于云计算和物联网技术的停车引导系统也得到了科研工作者们的关注，并提出了多种解决方案。

但是，当前停车引导系统对云计算或物联网技术的应用，并没有将以上两项技术联合应用的方案，且在已有的解决方案中，也并没有体现网络化的合理结构，使系统效率不能有效保证，存在实施性差等问题。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于云物联的智能停车引导系统，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种基于云物联的智能停车引导系统，其将云计算和物联网技术相结合，包括用户终端、停车场综控设备、通信接入部分、系统监管接口以及云平台，

所述用户终端和停车场综控设备通过通信接入部分连接互联网，并分别将请求消息数据和采集停车位信息数据经由互联网发送至云平台；

所述云平台对上述数据进行分布式存储和并行处理后，将命令消息回送给用户终端，为其提供智能停车引导；

所述系统监管接口独立连接互联网，实现对系统的整体监管和优化扩展。

进一步，所述用户终端包括用户手持终端、用户车载终端、用户停车标签，其中，

所述用户手持终端通过移动通信基站与互联网建立通信连接，在移动通信环境下，通过2G、3G、4G网络为用户提供随时随地的系统接入功能；

所述用户车载终端通过公用WiFi和宽带通信接入点与互联网建立通信连接，通过车载终端，为用户在包括行车过程在内的多种状态下提供系统接入功能；

所述用户停车标签通过停车场综控设备与WiFi网络连接；当与停车场综控设备中的门禁阅读器组成物联网架构中的RFID系统时，利用预留的标志位，实现对车辆是否完成停车状态的标记。

进一步，所述停车场综控设备包括与用户停车标签共同构成物联网架构中RFID系统的入口门禁阅读器，停车场内车位信息提示可视化窗口，停车位传感、指示、全局定位系统。

进一步，所述入口门禁阅读器与用户停车标签组成RFID系统，当有用户使用停车标签访问阅读器查询区域时，阅读器与用户标签完成通信交互后，获取用户信息，其内部计数器自动加1，每次停车完成计数器累加后，都与阅读器计数器阈值相对比，从而确定停车场的当前状态，并在云端进行状态更新。

进一步，所述停车场阈值为，当停车场内停车数达到一定数量，而使停车场当前状态不适宜作为用户的停车选择时，所设定的停车场内停车数量；当停车场内停车数量低于预设的阈值时，标记停车场状态为空闲或适宜停车；当停车场内停车数量高于预设的阈值时，标记停车场状态为繁忙或不宜停车。

进一步，所述的云平台具有对海量数据的分布式存储和并行处理能力，海量数据存储于分布式文件系统中，用户提交请求消息后，云平台并行计算模块读取分布式文件系统中的数据，并进行处理，生成控制信息，通过互联网向下转发至用户终端。

进一步，所述系统监管接口包括为平台管理人员及第三方监管部门所预留的通信接口，通过互联网独立的接入本系统，通过网站网页等端口可实现对本系统的无障碍访问，并具有包括数据访问、准入验证等在内的独立权限；系统监管接口的预留还将为云平台及整个系统的运行维护、优化去冗提供便利。

进一步，所述通信接入部分，根据用户对接入系统的要求不同，而包括不同的通信基础设施；其包括分别与用户手持终端和用户车载终端相对应的移动通信环境下的2G、3G、4G通信系统和宽带无线通信接入点、WiFi物联网通信接入设施。

进一步，所述的停车场状态包括空闲和繁忙两个状态，当计数器小于所设定的阈值时为空闲状态，当计数器大于所设定的阈值时为繁忙状态。

进一步，停车场内包括停车位传感器，其为基于RFID技术、电磁传感技术、压力传感技术在内的物联网架构内的定位技术。

与现有技术相比较本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过将众多单点停车场接入基于云物联的智能停车引导系统，对于停车场资源进行更有序的管理，为包括停车场在内的交通硬件设施建设提供有价值的参考。

(2)实现驾驶员所期待的高效停车体验，依靠物联网网络结构，结合云计算的数据分析能力，节省驾驶员查找停车位所需时间，精准定位停车。

(3)基于系统平台的信息共享，驾驶员在掌握停车场状态的同时，提供完成车位预定，交通管理部门凭借后台权限实现对全系统的监控和管理。

(4)整体推动交通控制系统领域信息化建设，同时促进产业升级转型，最大限度的降低人类活动的参与，通过信息的汇聚整合，提升整个产业链效率。

附图说明

图1为本发明基于云物联的智能停车引导系统结构框图；

图2为本发明用户终端登录个人系统流程图；

图3为本发明用户与云平台交互成功完成停车位预定的过程示意图；

图4为本发明停车场停车过程流程图；

图5为本发明云平台功能组成框图；

图6为本发明系统监管过程流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本发明基于云物联的智能停车引导系统结构框图，本发明引导系统包括用户终端、停车场综控设备、通信接入部分、系统监管接口和云平台，用户通过本引导系统远程实现个人停车信息的查询和维护，网内停车场状态信息查询，远程停车位预定等功能，在最小化人工参与的情况下，真正实现智能停车引导。

其中，所述用户终端包括用户手持终端、用户车载终端、用户停车标签，所述用户手持终端包括个人智能手机、平板电脑等具有移动接入功能的物联网终端接入设备。所述用户手持终端通过移动通信基站与互联网建立通信连接；在移动通信环境下，通过2G、3G、4G网络为用户提供随时随地的系统接入功能。

用户车载终端包括车载WiFi、车载Zigbee节点等具有无线通信能力的物联网通信终端，所述用户车载终端通过公用WiFi和宽带通信接入点与互联网建立通信连接，通过车载终端，为用户在包括行车过程在内的多种状态下提供系统接入功能；

用户停车标签包括基于RFID技术的智能标签，即日常使用的停车场出入停车卡，该标签具有ID唯一的特性，与持卡用户形成一一映射关系，以此保证用户电子档案信息在云端维护的唯一性和完整性；所述用户停车标签通过停车场综控设备与WiFi网络连接；当与停车场综控设备中的门禁阅读器组成物联网架构中的RFID系统时，利用预留的标志位，实现对车辆是否完成停车状态的标记。

所述停车场综控设备包括与用户停车标签共同构成物联网架构中RFID系统的入口门禁阅读器，停车场内车位信息提示可视化窗口，停车位传感、指示、全局定位系统。其中，

所述停车场入口门禁阅读器包括停车场入口门禁设备，最基本的功能可以执行刷卡开启停车场入口闸门；本发明中阅读器与用户停车标签组成RFID系统，当有用户使用停车标签访问阅读器查询区域时，阅读器与用户标签完成通信交互后，获取用户信息，其内部计数器自动加1，每次停车完成计数器累加后，都与阅读器计数器阈值相对比，从而确定停车场的当前状态，并在云端进行状态更新。

所述停车场阈值为，当停车场内停车数达到一定数量，而使停车场当前状态不适宜作为用户的停车选择时，所设定的停车场内停车数量；当停车场内停车数量低于预设的阈值时，标记停车场状态为空闲或适宜停车；当停车场内停车数量高于预设的阈值时，标记停车场状态为繁忙或不宜停车。

此外，针对未通过预约停车位而随机停车的用户，当其使用用户停车标签刷卡进入停车场时，入口门禁阅读器还具有根据标签唯一ID号，对用户进行停车计费的功能。针对用户进入停车场内的便利性考虑，停车场内将基于RFID技术、电磁传感技术、压力传感技术在内的多种物联网架构内的定位技术构建停车场内车位信息无线传感器网络，结合停车场内的全局定位系统，通过有线或无线的通信方式，利用中心控制设备，完成对停车场内每个停车位信息的集中控制，并将上述信息通过停车场入口处车位信息提示可视化窗口将停车场内部车位闲忙信息为待停车用户实时显示。为进一步方便用户停车，停车场内还将提供停车信号灯颜色区别指示，语音提示指示，声波强弱指示，数字区别提示指示灯等多种更为直接的停车指示方式。

所述通信接入部分，根据用户对接入系统的要求不同，而包括不同的通信基础设施。其包括分别与用户手持终端和用户车载终端相对应的移动通信环境下的2G、3G、4G通信系统和宽带无线通信接入点、WiFi物联网通信接入设施。

当用户希望在手持终端登录个人系统时，通信接入部分包括移动通信环境下的2G、3G、4G通信系统；当用户希望在驾车过程中通过车载终端登录个人系统时，通信接入部分包括公共的WiFi，以及宽带通信环境下的公共接入点等公共的无线通信接入设施。

所述系统监管接口包括为平台管理人员及第三方监管部门所预留的通信接口，通过互联网独立的接入本系统，通过网站网页等端口可实现对本系统的无障碍访问，并具有包括数据访问、准入验证等在内的独立权限。系统监管接口的预留还将为云平台及整个系统的运行维护、优化去冗提供便利。

本发明中的云平台具有对海量数据的分布式存储和并行处理能力，云平台中存储包括用户注册信息、用户使用信息、平台自有文件、第三方访问操作信息在内的多种数据资源，并完成对用户提交停车请求的处理转发，对停车场状态的查询更新，对第三方访问的及时响应在内的多项并行计算功能。云平台将海量数据信息存储于分布式文件系统中，即硬件服务器资源中，在用户提交请求消息后，云平台并行计算模块读取分布式文件系统中的用户个人信息，并依据请求消息将存储的相应停车场状态信息调取，

根据用户请求消息中的条件信息对停车场进行选择处理，同时生成控制信息，再通过互联网将上述信息下发至用户终端。

请参阅图2所示，其为本发明用户终端登录个人系统流程图，用户根据自己所处的通信环境，自主选择接入个人系统的方式，可供选择的登录方式有车载终端登录和手持终端登录；其中，

选择车载终端登录需判断所处环境是否具有公共WiFi，若所处环境有公共WiFi，则用户可以通过WiFi接入宽带公共接入点，再经由互联网与本系统云端服务器相连接，从而在车载终端上成功登录个人系统；

选择手持终端登录，用户需在手持终端安装本系统的本地应用，或通过浏览器进入本系统的网页站点，在移动通信环境条件满足的情况下，通过2G、3G、4G等移动通信模式，经由移动通信基站连接上互联网，完成对本系统云端服务器的访问，从而在手持终端上成功登录个人系统。

请参阅图3所示，其为本发明用户与云平台交互成功完成停车位预定的过程示意图，用户终端与云平台之间通过上述通信链路建立通信连接，用户按照图2所述的过程成功登录个人系统。

用户结合GPS技术和客户端所提供地图信息，确认个人位置信息，并在相应搜索框输入行车目的地信息，通过发送操作将此信息发送至云平台；云平台对其服务器资源根据用户请求消息搜索云端停车场信息，调取与目的地相对应的多个停车场状态信息，并将目的地停车场状态回送信息下发至用户端；用户端对返回的多条目的地附近停车场状态消息进行自主筛选，并在用户终端对选定的停车场进行停车位预定操作，通过发送操作将预定停车位请求消息发送至云平台；云平台基于并行计算能力对此请求进行处理，向对应停车场下发预定指令，停车场获得预定消息，并针对用户唯一ID号所映射的用户账户进行实时计费，云端服务器实现对用户账户和停车场计费的同步，同时将预定成功消息下发至用户端；用户端收到成功预定消息，智能停车预定完成。

请参阅图4所示，其为本发明停车场停车过程流程图，用户所驾驶车辆到达目的地停车场后，用户使用停车标签访问停车场入口门禁阅读器，即刷卡识别过程；根据物联网架构中RFID系统的工作特点，阅读器将基于ID的唯一性完成对用户停车标签的识别，同时阅读器内部计数器自动加1，启动计费系统并与云端信息进行实时同步(若用户已经提前预定停车位，则计费程序已经在停车位预定过程中完成启动)，机械系统打开闸门；阅读器内部计数器加1后，其将就此时计数器值与事先所设阈值进行比较，若此时计数器值小于事先所设阈值则标记此时状态为空闲，若由于有车辆进入而使计数器值大于事先所设阈值则标记此时状态为繁忙，并将状态信息与云端进行实时同步；进入停车场后，用户将通过停车场入口处的可视化窗口对此时停车场内的停车位状态进行了解，并选择空闲且未被预定的停车位作为本次停车的停车位；进入停车场内部后，停车场的指示硬件设施将引导用户准确找到可视化窗口中所显示的停车位；完成停车后，该停车位上的RFID阅读器将对用户停车标签进行读写操作，将标签存储空间中停车标志位置为1，同时云端服务器中的用户个人系统和停车场系统都将获知相对应的停车成功消息，并进行同步操作。

请参阅图5所示，其为本发明云平台功能组成框图，所述的云平台具有对海量数据的分布式存储和并行处理能力，停车场信息和用户信息等数据均存储于云平台的分布式文件系统中，停车场状态的更新和用户消息处理等运算操作则由云平台的并行处理能力完成。云计算作为一种新的计算模式和服务模式存在，以及在世界范围内开源云平台的推广，让本领域相关技术人员可以自行建立和提供云端运算服务，如Hadoop就是其中一种较为主流的解决方案。Hadoop是一款开源软件，其实现了包括分布式文件系统和并行计算框架在内的云计算软件平台架构，并在其上整合了包括数据库、云计算管理、数据存储等一系列平台，符合本发明对云平台的功能描述。

本发明区别于现有技术的重要特征之一是具有通过互联网独立接入智能停车引导系统的系统监管接口。

请参阅图6所示，其为本发明系统监管过程流程图，所述系统监管接口可以提供给交通、统计等部门，也可以是本系统的平台开发人员。监管部门经由事先开发好的网站网页端口，通过系统监控接口向云平台发送访问请求；云平台根据预设的准入权限，对访问的监管部门用户进行身份验证；验证通过的监管部门，云平台将向该用户提供监管、维护等权限；相应地，用户可以完成数据的访问分析，并且可以对消息处理算法进行优化；完成监管工作的访问用户，将在网页端口断开通过系统监管接口对云平台的访问。

本发明通过将众多单点停车场系统接入基于云物联的智能停车引导系统，结合物联网技术将待停车用户与停车场联系起来，利用云计算技术将系统数据进行分布式存储，对待停车用户和停车场交互信息进行并行计算处理，从而完成对待停车用户的智能停车引导。

基于本发明中云平台对于数据的存储和处理能力，停车场资源将得到更为有效的管理，并为包括停车场在内的交通硬件设施建设提供有价值的参考。本系统中云平台的信息共享以及特别提供的系统监管接口，不仅帮助驾驶员高效完成停车位预定以及停车引导，同时帮助包括交管部门在内的监管体系凭借后台权限实现对全系统的监控和管理，更加有效的实现对现代智能交通的疏导。

本发明的推广将整体推动交通控制系统领域信息化建设，同时促进产业升级转型，最大限度的降低人类活动的参与，通过信息的汇聚整合，提升整个产业链效率。基于本发明系统框架的应用也将不局限于对停车的智能引导，亦可向更为广阔的城市智能交通领域尝试发展。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，其将云计算和物联网技术相结合，包括用户终端、停车场综控设备、通信接入部分、系统监管接口以及云平台，

所述用户终端和停车场综控设备通过通信接入部分连接互联网，并分别将请求消息数据和采集停车位信息数据经由互联网发送至云平台；

所述云平台对所述请求消息数据和采集停车位信息数据进行分布式存储和并行处理后，将命令消息回送给用户终端，为其提供智能停车引导；

所述系统监管接口独立连接互联网，实现对系统的整体监管和优化扩展，所述系统监管接口包括为平台管理人员及第三方监管部门所预留的通信接口，通过互联网独立的接入本系统，通过网站网页端口可实现对本系统的无障碍访问，并具有包括数据访问、准入验证在内的独立权限；具体地，第三方监管部门经由事先开发好的网站网页端口，通过系统监管接口向云平台发送访问请求，云平台根据预设的准入权限，对访问的第三方监管部门用户进行身份验证，验证通过的第三方监管部门，云平台将向该第三方监管部门提供监管、维护权限，相应地，第三方监管部门可以完成数据的访问分析，并且可以对消息处理算法进行优化；系统监管接口的预留还将为云平台及整个系统的运行维护、优化去冗提供便利。

2.根据权利要求1所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，所述用户终端包括用户手持终端、用户车载终端、用户停车标签，其中，

所述用户手持终端通过移动通信基站与互联网建立通信连接，在移动通信环境下，通过2G、3G、4G网络为用户提供随时随地的系统接入功能；

所述用户车载终端通过公用WiFi和宽带通信接入点与互联网建立通信连接，通过车载终端，为用户在包括行车过程在内的多种状态下提供系统接入功能；

所述用户停车标签通过停车场综控设备与WiFi网络连接；当与停车场综控设备中的门禁阅读器组成物联网架构中的RFID系统时，利用预留的标志位，实现对车辆是否完成停车状态的标记。

3.根据权利要求2所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，所述停车场综控设备包括与用户停车标签共同构成物联网架构中RFID系统的入口门禁阅读器，停车场内车位信息提示可视化窗口，停车位传感、指示、全局定位系统。

4.根据权利要求3所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，所述入口门禁阅读器与用户停车标签组成RFID系统，当有用户使用用户停车标签访问入口门禁阅读器查询区域时，入口门禁阅读器与用户停车标签完成通信交互后，获取用户信息，其内部计数器自动加1，每次停车完成计数器累加后，都与入口门禁阅读器计数器阈值相对比，从而确定停车场的当前状态，并在云端进行状态更新。

5.根据权利要求4所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，所述停车场阈值为，当停车场内停车数达到一定数量，而使停车场当前状态不适宜作为用户的停车选择时，所设定的停车场内停车数量；当停车场内停车数量低于预设的阈值时，标记停车场状态为空闲或适宜停车；当停车场内停车数量高于预设的阈值时，标记停车场状态为繁忙或不宜停车。

6.根据权利要求1所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，所述的云平台具有对海量数据的分布式存储和并行处理能力，海量数据存储于分布式文件系统中，用户提交请求消息后，云平台并行计算模块读取分布式文件系统中的数据，并进行处理，生成控制信息，通过互联网向下转发至用户终端。

7.根据权利要求1或2所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，所述通信接入部分，根据用户对接入系统的要求不同，而包括不同的通信基础设施；其包括分别与用户手持终端和用户车载终端相对应的移动通信环境下的2G、3G、4G通信系统和宽带无线通信接入点、WiFi物联网通信接入设施。

8.根据权利要求5所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，所述的停车场状态包括空闲和繁忙两个状态，当计数器小于所设定的阈值时为空闲状态，当计数器大于所设定的阈值时为繁忙状态。

9.根据权利要求5所述的基于云物联的智能停车引导系统，其特征在于，停车场内包括停车位传感器，其为基于RFID技术、电磁传感技术、压力传感技术在内的物联网架构内的定位技术。