CN105243873A - 小区智能停车位管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小区智能停车位管理系统，包括：多个智能传感器节点、ZigBee基站、后台服务器以及客户端；其中，每个智能传感器节点安装在相应的停车位置区域；而且每个智能传感器节点具有红外测距传感器和ZigBee模块，红外测距传感器用于探测是否有车子停放在相应的停车位置区域中，ZigBee模块用于将红外测距传感器的探测结果发送给ZigBee基站；ZigBee基站用于将接收到的探测结果传递给后台服务器；后台服务器中储存有小区规划图，而且在小区规划图上显示已经安装有智能传感器节点的停车位置区域；而且，后台服务器根据接收到的探测结果向客户端发送停车信息显示信号以在客户端上显示小区动态停车信息图。

Description

小区智能停车位管理系统

技术领域

本发明涉及物联网技术、计算机控制应用领域，更具体地说，本发明涉及一种小区智能停车位管理系统。

背景技术

随着人们生活和消费水平的提高，拥有私家车的家庭越来越多。汽车数量飞速增加，造成的问题远不光是交通拥堵，同时像停车困难、汽车安全等各种问题也正成为有车族的烦恼，公共停车场所还比较容易管理，但对于小区停车管理，问题比较突出，管理困难比较大。小区的停车位点不像专门的停车场内停车位排列整齐，停车点分布在小区的各处，并且各车位的占用情况未知，有些停车位置不规范，停车混乱等，要从偌大的区域内找到空的车位有时需要花费一定的时间。

在相关的停车场管理系统设计文献中，提出了一些实现方法，如对于小型停车场，参考文献“高杰，停车场计算机智能化系统的设计[J]，黑龙江八一农垦大学学报，2006,18(2):88-91”中提出了简单的计数方法。即在车辆驶入和驶出时，空余车位数相应得加一或减一，以此可判断停车场是否已经满员。在参考文献“林嘉等，基于PLC的住宅小区停车场管理系统[J].自动化技术与应用,2008(1):101-103”中提出在停车场入口处安装指示板的做法，以此展示整个停车场内的停放情况，包括空余车位的数量和可停放位置。还有人提出在停车位上安装一些特殊硬件和处理芯片，还需要在车上安装相应的接收芯片，以获得对应停车位的信息。

但是，上述第一个方案显然无法提供每个停车位的具体位置信息，对于小区的停车管理带来不便。在上述第二个方案中，其也只适用于小型且停车位排布整齐的停车场，对于大型且内部复杂的情况，展示板无法提供足够的信息，也不便于驾驶员记忆。

对于第二个方案的情况，在车上安装受益人芯片较为麻烦，并且不一定易于被车主接受，尤其是有一些车可能是小区来访者，本身不属于小区，暂时停留，车子上不可能安装对应装置。而且目前对于如何获得各个停车位的占用信息，尚无实例于切实可行的方案。

综上所述，对于住宅小区等较为特殊的停车区域其主要缺陷在于，无法切实有效直观提供停车位的占用信息。特别对于住宅小区内的停车区域通常位于某些路边，排布毫无规律可循，这就给车主停车以及物业管理造成一定的困难，安全问题也层出不穷。业主们每天都需要多次进出，花费大量时间寻找车位，特别是对于一些建设年代早的老式小区，由于小区人多而且道路相对狭窄，驾车难度加大，易发生刮擦事件，造成财产及精神上的损失，降低了业主的生活质量，同时也会加大汽油能耗并污染环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够节省人力物力而且适用于不规则停车场的小区智能停车位管理系统。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种小区智能停车位管理系统，包括：多个智能传感器节点、ZigBee基站、后台服务器以及客户端；其中，每个智能传感器节点安装在相应的停车位置区域；而且每个智能传感器节点具有红外测距传感器和ZigBee模块，红外测距传感器用于探测是否有车子停放在相应的停车位置区域中，ZigBee模块用于将红外测距传感器的探测结果发送给ZigBee基站；ZigBee基站用于将接收到的探测结果传递给后台服务器；后台服务器中储存有小区规划图，而且在小区规划图上显示已经安装有智能传感器节点的停车位置区域；而且，后台服务器根据接收到的探测结果向客户端发送停车信息显示信号以在客户端上显示小区动态停车信息图。

优选地，小区动态停车信息图中显示了停车位置区域的位置以及相应探测结果指示的停车位置区域是否有车子停放的信息。

优选地，所述多个智能传感器节点的至少一部分ZigBee模块共同地组成无线网络，从而使得各个ZigBee模块能够通过由所述无线网络将红外测距传感器11的探测结果发送给ZigBee基站。

优选地，在小区动态停车信息图中以不同颜色标示停车位置区域是否有车子停放的信息。

优选地，后台服务器能够在小区规划图的指定位置添加或删除停车位置区域。

优选地，智能传感器节点被埋设在相应的停车位置区域中的停车位的中央区域。

优选地，红外测距传感器具有红外信号发射二极管与接收二极管，红外信号用于发射二极管发射出红外光，接收二极管用于接收红外光的反射光，而且红外测距传感器根据发射红外光的时间与接收反射光的时间之间的时间差来计算汽车的距离。

本发明采用基于ZigBee通讯协议的无线网络技术、低功耗ARM嵌入式处理器，利用基于无线传感器网络的物联网技术实现对小区停车位进行智能管理，摆脱了传统停车管理的不便和缺点，节省人力物力，避免不必要的精神和物质上的损失。该智能停车位管理系统不仅可以应用在大型商业停车场所，而且尤其是对于小区和校园等不规则停车场地更具有广阔的市场应用前景。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的小区智能停车位管理系统的总体框图。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的小区智能停车位管理系统的客户端显示的小区动态停车信息图的示例。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

本发明所提出的是一种新型的智能住宅小区停车管理系统，主要基于无线网络传感器系统完成数据的采集与通信，通信协议主要采用ZigBee方式来实现数据的处理与传输，利用终端设备实现对小区停车位的状态与环境的远程监控，实现停车调度管理。

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的小区智能停车位管理系统的总体框图。

如图1所示，根据本发明优选实施例的小区智能停车位管理系统包括：多个智能传感器节点10、ZigBee基站20、后台服务器30以及客户端40。

其中，每个智能传感器节点10安装在相应的停车位置区域；而且每个智能传感器节点10具有红外测距传感器11和ZigBee模块12，红外测距传感器11用于探测是否有车子停放在相应的停车位置区域中，ZigBee模块12用于将红外测距传感器11的探测结果发送给ZigBee基站20。

具体地，例如，所述多个智能传感器节点10的至少一部分ZigBee模块12共同地组成无线网络，从而使得各个ZigBee模块12能够通过由所述无线网络将红外测距传感器11的探测结果发送给ZigBee基站20。

ZigBee基站20用于将接收到的探测结果传递给后台服务器30。

后台服务器30中储存有小区规划图，而且在小区规划图上显示已经安装有智能传感器节点10的停车位置区域。而且，优选地，后台服务器30可以在小区规划图的指定位置添加或删除停车位置区域，以实现动态管理。

而且，后台服务器30根据接收到的探测结果向客户端40发送小区动态停车信息图，其中小区动态停车信息图中显示了停车位置区域的位置以及相应探测结果指示的停车位置区域是否有车子停放的信息。

例如，图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的客户端显示的小区动态停车信息图的示例。其中，实线区域A1、A2表示有车停放，虚线区域A3、A4表示无车停放。优选地，在小区动态停车信息图中以不同颜色标示停车位置区域是否有车子停放的信息。

<智能传感器节点>

为了探测停车位置上有无停车，小区智能停车位管理系统在停车位置区域预先埋设具有红外传感测距功能的智能传感器节点，智能传感器节点一般安装在停车位的中央区域。当有车辆停在该区域时，红外测距传感器的信号经过车辆底盘的反射得到距离，根据预设的距离范围可以判断是否有车子停放在该位置。

具体地，例如，智能传感器节点10包含红外测距传感器；红外测距传感器具有红外信号发射二极管与接收二极管，利用红外信号发射二极管发射出一束红外光，红外光在照射到物体后形成一个反射光，反射光反射到接收二极管后被接收，然后利用例如CCD图像来处理发射时间与接收时间的时间差。经信号处理器处理后计算出汽车的距离。这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的工业环境中。

在埋设传感器节点时，需要注意的是防水与防止车辆等重物的压力，在安装节点的位置加装一定的保护装置，如金属保护外架或混凝土保护装置，稍高于地面15厘米左右即可，一般车辆底盘都高于这个距离。红外测距传感器测量方向朝上，为了防水可以在节点外加一层透明的玻璃罩，并不会影响红外测距的功能。

<局部无线传感器网络>

相距较近的停车位形成一个局部无线传感器网络，在无线传感器网络系统中，协调器是无线传感器节点的汇聚节点，能够组建管理无线传感器网络。它通过射频收集融合来自各传感节点的数据或向各传感节点发送命令。每个节点由Zigbee模块组成，Zigbee是一种低速短距离传输的无线网络协议，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网络节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。在具体实施例中可以使用的Zigbee模块型号为DRF1605H，采用的是TI的CC2530F256芯片，可实现串口转Zigbee无线数据传输，支持距离可达一公里之上。

ZigBee无线网络在初始化时，各节点对相邻节点广播自身信息，并且收集相邻节点的信息，利用最小生成树协议自动生成路由表。因此各节点具备转发数据的功能，以最短路径与协调器进行通信。协调器向各节点发送命令后等待一段随机时间，如果没有接收到节点的确认信息，协调器采用同样的方式重发命令。如重发十次后都没有接收到节点的确认信息，则默认该命令发送失败。传感器节点定时向协调器发送自身状态信息。

每一个局部网络配备一个基站，这个基站其实就是网关服务器(BB-Black)。服务器与ZigBee网络协调器通过串口通信。协调器运用ZigBee无线网络技术实现数据及控制命令的传输。网关服务器通过串口与ZigBee协调器通信。服务器软件使用线程监控并处理ZigBee协调器上传的数据。当串口没有数据传输的时候，线程阻塞自己直到串口有数据到来。

在具体实施例中，传感器网络节点全部使用TinyOS系统编程，TinyOS的构件包括网络协议、分布式服务器、传感器驱动及数据识别工具。其良好的电源管理源于事件驱动执行模型，该模型也允许时序安排具有灵活性。

基站可以通过有线的方式连接到后台服务服务器上，后台服务器可以安装在物业管理室，以便物业管理人员进行监控管理。整个系统的硬件构架见附图3所示。后台服务器基于socket协议与标准HTTP请求，与各基站节点进行通讯。后台服务器中会储存一张小区规划图，并在其上显示已经布点的停车位位置。通过该界面，可以在指定位置添加或删除停车位点，实现动态管理。

客户端将软件出于安全性着想可以设计登录界面，在实时更新方面则使用定时器定时采集数据，使界面能及时更新。通过socket协议与服务器通信，增加后台运行功能的设置。在客户端可以显示直观的小区停车平面图，可以以不同颜色标示访停车位置上有无停车等情况，例如黄色区域标示已经有车停放，绿色区域为空闲可以停车，这样对于物业管理人员来说一目了然。

本发明提出了基于分布式的小区停车管理方案，给出系统设计架构，采用无线传感器网络技术及Zigbee通讯协议实现对小区实时停车数据的采集与传输，本发明的系统面向住宅小区、校园等复杂散乱的停车区域，局部无线网络传感器节点可实现动态组网，快速布点、具有节点增加与撤除功能。利用物联网应用技术完成对小区分布式停车状态的远程监控。

本发明的系统实时采集数据并更新客户端界面，让管理人员能及时了解小区内停车现状，能提高物业管理效率，方便广大业主停车，减少不必要的精神与财产损失，满足物业管理人员和广大业主的需求。

本发明的智能分布式停车管理系统具有安全、施工安装方便、高效、智能化的特点。可以帮助小区车主快速找到停车位停车，节约时间与能耗。极大方便了物业管理人员对小区停车情况的监控，适应于停车位分布不规则的小区、医院等停车管理与监控的需要，系统可动态组网，传感器节点布设方便，实用性较强，具有一定的社会经济使用与推广价值。

总之，与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：

(1)安装便捷：本发明使用ZigBee节点监控停车位置上的停车情况，使得节点配置灵活，有简单的通讯接口，安装方便。当有新的车位加入时，相当于增加新的传感器节点，易于动态扩展网络，无线传感器网络中的协调器能自动配置管理网络里的节点，系统维护方便，不需要用户再手动配置管理网络系统。

(2)管理方便：通过网络数据实时传输，可对停车情况进行监控管理和了解。小区专职管理人员在监控室里对整个小区的停车分布情况有及时详细的了解，当有车辆进入时可准确导航到空闲车位停车，帮助物业人员进行停车规范的管理，节省时间并避免不必要的麻烦。

(3)造价便宜、节能环保：相对基于wifi的芯片，使用ZigBee的芯片具有更高性价比。由于ZigBee节点的低成本、低功耗和低辐射，使得系统价格低廉且节能环保。并且基于ARM的数据处理基站稳定性高且功耗低，保证了整个系统的安全、稳定和高效。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种小区智能停车位管理系统，其特征在于包括：多个智能传感器节点、ZigBee基站、后台服务器以及客户端；其中，每个智能传感器节点安装在相应的停车位置区域；而且每个智能传感器节点具有红外测距传感器和ZigBee模块，红外测距传感器用于探测是否有车子停放在相应的停车位置区域中，ZigBee模块用于将红外测距传感器的探测结果发送给ZigBee基站；ZigBee基站用于将接收到的探测结果传递给后台服务器；后台服务器中储存有小区规划图，而且在小区规划图上显示已经安装有智能传感器节点的停车位置区域；而且，后台服务器根据接收到的探测结果向客户端发送停车信息显示信号以在客户端上显示小区动态停车信息图。

2.根据权利要求1所述的小区智能停车位管理系统，其特征在于，小区动态停车信息图中显示了停车位置区域的位置以及相应探测结果指示的停车位置区域是否有车子停放的信息。

3.根据权利要求1或2所述的小区智能停车位管理系统，其特征在于，所述多个智能传感器节点的至少一部分ZigBee模块共同地组成无线网络，从而使得各个ZigBee模块能够通过由所述无线网络将红外测距传感器11的探测结果发送给ZigBee基站。

4.根据权利要求1或2所述的小区智能停车位管理系统，其特征在于，在小区动态停车信息图中以不同颜色标示停车位置区域是否有车子停放的信息。

5.根据权利要求1或2所述的小区智能停车位管理系统，其特征在于，后台服务器能够在小区规划图的指定位置添加或删除停车位置区域。

6.根据权利要求1或2所述的小区智能停车位管理系统，其特征在于，智能传感器节点被埋设在相应的停车位置区域中的停车位的中央区域。

7.根据权利要求1或2所述的小区智能停车位管理系统，其特征在于，红外测距传感器具有红外信号发射二极管与接收二极管，红外信号用于发射二极管发射出红外光，接收二极管用于接收红外光的反射光，而且红外测距传感器根据发射红外光的时间与接收反射光的时间之间的时间差来计算汽车的距离。