CN105453155A

CN105453155A - 大范围停车位监控系统

Info

Publication number: CN105453155A
Application number: CN201380002866.XA
Authority: CN
Inventors: 张国飙
Original assignee: Hangzhou Haicun Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Haicun Information Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2016-03-30
Also published as: WO2014117488A1; US8704680B1

Abstract

本发明提出了一种大范围停车位监控系统。它包括第一和第二停车位监控装置。第一停车位监控装置通过WiFi通讯将其停车位占用数据传输到第二停车位监控装置，第二停车位监控装置通过蜂窝通讯将收集到的停车位占用数据传输到一停车位管理服务器。

Description

大范围停车位监控系统

技术领域

本发明涉及电子领域，更确切地说，涉及大范围停车位监控系统，如城市范围的停车位监控系统。

背景技术

司机们经常因为找不到停车位而感到烦恼。寻找停车位的过程浪费时间，增加燃油消耗，对环境有负面影响。为了节约能源，并提高环境质量，迫切需要开发一种停车位监控系统，它可以实时监控停车位的占用情况。获取停车位占用数据后，司机可以迅速地在目的地附近找到停车位。

技术问题

以往技术提出了许多种停车位监控系统。这些系统适用于较小面积的停车区域，而非城市范围内的停车位。为了在城市范围内监控停车位，美国专利申请 61/757,627 （申请人：张国飙，申请日： 2013 年 1 月 28 日）提出了一种大面积停车位监控系统。它包括多个停车位监控装置。每个装置同时监控多个停车位并据通过蜂窝通讯传输停车位占用数据。停车位占用数据的特点是每次传输的数据量很小（如几个字节），相邻的传输间隔较大（如每分钟一次）。一套城市范围的停车位监控系统可能含有成百上千个停车位监控装置。如果每个停车位监控装置使用单独的蜂窝通讯传输具有上述特点（较长时间间隔、很少数据量）的数据，则大量的蜂窝资源将被浪费。

技术解决方案

本发明提出了一种大范围停车位监控系统。它包括多个停车位监控装置。每个装置同时监控多个停车位并在预定时间输出停车位占用数据。停车位监控装置可以按功能分为枝节点和主节点，其中，枝节点通过中程无线（如 WiFi ）通讯方法将停车位占用数据传输到主节点，主节点从多个枝节点收集它们各自的停车位占用数据并通过远程无线（如蜂窝）通讯方法将停车位占用数据组合传输到一停车位管理服务器。这里，停车位占用数据组合包括主节点及其枝节点的停车位占用数据。由于仅有较少停车位监控装置采用蜂窝信号传输数据，停车位监控系统需要较少的蜂窝资源。

有益效果

本发明的主要有益效果是节约能源，并改善环境质量。

本发明的另一有益效果是减少停车位监控系统占用的蜂窝资源。

本发明的另一有益效果是提供低成本的城市范围停车位监控系统。

本发明的另一有益效果是为司机减少停车压力并节约时间。

附图说明

图 1 为部署在几个城市街区的大范围停车位监控系统。

图 2A －图 2B 表示一种停车位监控装置的安装位置。

图 3 表示一种大范围停车位监控系统的架构。

图 4A 是一种作为枝节点的停车位监控装置的功能框图；图 4B 是一种作为主节点的停车位监控装置的功能框图

图 5A －图 5B 表示两种可再配置停车位监控系统。

图 6 是一种可再配置停车位监控装置的功能框图。

图 7A 表示一种中程无线通讯模块；图 7B 表示一种远程无线通讯模块。

图 8 是一种采用类似于智能手机的停车位监控装置及其功能框图。

注意到，这些附图仅是概要图，它们不按比例绘图。为了显眼和方便起见，图中的部分尺寸和结构可能做了放大或缩小。在不同实施例中，相同的符号一般表示对应或类似的结构。

本发明的实施方式

图 1 为部署在几个城市街区 00a-00f 的大范围停车位监控系统。这些城市街区 00a-00f 包括 x 街 10 、 20 、 30 （即沿 x 方向的街道）和 y 街 40 、 50 （即沿 y 方向的街道）。车辆沿着街边停车，如在街区 00a 的街道 20 上沿着街边 20a 停车，或在街区 00b 的街道 50 上沿着街边 50b 停车。大范围停车位监控系统中包括多个停车位监控装置 60 、 70...... 。在本图中，在两个大的街区 00a 、 00d ，监控装置 60 监控两个街边 20a 、 20d 的停车位占用情况；在四个较小的街区（ 00b 、 00c 、 00e 、 00f ），监控装置 70 监控八个街边（ 20b 、 20c 、 20e 、 20f 、 50b 、 50c 、 50e 、 50f ）的停车位占用情况。

在监控停车位时，停车位监控装置在预定时间输出停车位占用数据。监控装置 60 的停车位占用数据首先通过 WiFi 信号 120 传输给监控装置 70 ；接着监控装置 60 和 70 的停车位占用数据通过蜂窝信号 110 传输给基站 100 ；基站进一步通过一网络连接 130 将这些数据传输到一停车位管理服务器 200 。在很多情况下，网络连接 130 使用有线地面通讯线路，如光纤。在其他情况下，它也使用微波或其他互联网通讯方式。

停车位管理服务器 200 管理停车位占用数据。更具体地说，它从各个停车位监控装置收集停车位占用数据，并将这些数据整合到一停车位占用数据库。这些数据库至少存储一个城市的停车位占用数据，并可以将其结合到一电子地图中。例如，停车位占用数据可以在谷歌地图中显示。当司机需要在目的地附件寻找停车位时，他可以获取相关停车位占用数据。这些停车位占用数据可以在个人电脑上或者便携式装置上显示。便携式装置可以是车载设备或者手持设备（如 PDA 、智能手机或平板电脑）。该便携设备可以为司机导航，以到达选定的停车位。

图 2A －图 2B 说明停车位监控装置 60 的安装位置。该停车位监控装置 60 同时监控大量停车位（如 60 － 80 个停车位）。图 2A 为沿着 x 街 20 街边 20a 的鸟瞰图。沿着街边 20a 有许多停车位 05a 、 05b…05x 。停车位监控装置 60 安装在街道 20 的对面，即沿街边 20d 。这样使该监控装置 60 的视角 22 能同时监控尽可能多的停车位。图 2B 为街道 20 的截面图。停车位监控装置 60 安装在支架 24 上，该支架 24a 可以是电线杆或街道灯柱。支架 24 可以为装置 60 提供电源。监控装置 60 安装的位置高于停在街道 20 上的车辆，这种可以使图像识别程序更容易区分已占用的停车位和空置的停车位。

图 3 表示一种停车位监控系统。它含有多个停车位监控装置 60a-60d 、 70x… 每个停车位监控装置监控多个停车位并在预定时间输出相应的停车位占用数据。停车位占用数据可以用一串二进制数据来表示，每个二进制比特代表一个停车位。例如，一个二进制' 0 '表示一个已占用的停车位；一个二进制' 1 '表示一个空置的停车位。

在监控停车位时，停车位监控装置之间的间距一般在 50 米到 100 米之间。在这个距离下，监控装置可以很容易地通过 WiFi 信号 120 通讯。相应地，停车位监控装置 60a-60d 、 70x 可以构成一个 WiFi 网络。在这个网络中，停车位监控装置可以分为枝节点（如 60a-60d ）和主节点（如 70x ）。枝节点通过 WiFi 信号 120 将停车位占用数据传输到主节点。这种传输可以是直接的，也可以是间接的。例如说，枝节点 60b 直接将其停车位占用数据传输到主节点 70x ，而枝节点 60d 间接（通过另一枝节点 60a ）将其停车位占用数据传输到主节点 70x 。在这种情况下，枝节点 60d 是枝节点 60a 的上游节点，而枝节点 60a 是枝节点 60d 的下游节点。

主节点 70x 从多个枝节点 60a-60d 收集它们各自的停车位占用数据并通过蜂窝信号 110 将停车位占用数据组合传输到一基站 100 。这里，停车位占用数据组合包括该 WiFi 网络中各个节点（包括主节点及其枝节点）输出的停车位占用数据。虽然一个 WiFi 网络可以覆盖几百个停车位，停车位占用数据组合也只需要几百个比特（每个停车位只需要一个比特）。由于只有主节点（数目较少）通过蜂窝信号 110 传输数据，本发明占用的蜂窝资源较少。注意到，停车位监控装置 60a-60d 、 70x 也可用作监控摄像头。这时，可以用 WiFi 信号将所需的停车位图像传输到主节点，然后主节点再通过蜂窝信号将该图像传输到监控服务器。

图 4A 是一种作为枝节点的停车位监控装置 60 。它含有一停车位传感器 150 、一处理器 160 和一中程无线通讯模块 170 。停车位传感器 150 同时监控多个停车位。处理器 160 处理传感器 150 发来的信息并输出本地停车位占用数据，即由该传感器 150 监控的多个停车位的占用情况。通过中程无线通讯模块 170 ，枝节点监控装置 60 接收上游停车位占用数据 192 ，即由上游节点传输来的停车位占用数据，将其与本地停车位占用数据组合，然后将组合后的停车位占用数据 194 传输到下游节点。

图 4B 是一种作为主节点的停车位监控装置 70 。它含有一停车位传感器 150 、一处理器 160 和一中程无线通讯模块 170 和一远程无线通讯模块 180 。与图 4A 不同之处是，主节点监控装置 70 接收上游停车位占用数据 190 ，将其与本地停车位占用数据组合成停车位占用数据组合 196 ，然后通过远程无线通讯模块 180 将它传输到基站 100 。另一种情况是主节点不含有停车位传感器 150 和处理器 160 ，它仅收集上游枝节点的停车位占用数据，并通过远程无线通讯模块 180 将其传输到基站 100 。

在图 3 的停车位监控系统中，枝节点 60a-60d 和主节点 70x 是固定的。如果主节点 70x 出故障的话，整个系统的通讯都会瘫痪。为了提高系统的可靠性，本发明还提出一种可再配置停车位监控系统。它含有至少一个无线网状网络（ mesh network ）。该网状网络含有多个可再配置停车位监控装置，即每个监控装置的角色是可以再配置的。例如说，一个监控装置可以处于枝节点模式，也可以处于主节点模式。因此，本系统具有自修复能力。图 5A －图 5B 给出了两个例子。

在图 5A 的例子中，监控装置 80a 处于主节点模式，其它监控装置 80b-80e 处于枝节点模式。枝节点监控装置 80b-80e 采用 WiFi 信号 120 将其停车位占用数据传输到主节点监控装置 80a ，主节点监控装置 80a 采用蜂窝信号 110 将停车位占用数据组合传输到基站 100 。将图 5A 中的网状网络再配置为图 5B 中的网状网络后，监控装置 80e 处于主节点模式，其它监控装置 80a-80d 处于枝节点模式。枝节点监控装置 80a-80d 采用 WiFi 信号 120 将其停车位占用数据传输到主节点监控装置 80e ，主节点监控装置 80e 采用蜂窝信号 110 将停车位占用数据组合传输到基站 100 。

图 6 是一种可配置停车位监控装置 80 的功能框图。它包括一停车位传感器 150 、一处理器 160 和一中程无线（如 WiFi ）通讯模块 170 和一远程无线（如蜂窝）通讯模块 180 。当用作枝节点时，远程无线通讯模块 180 被关闭；当用作主节点时，远程无线通讯模块 180 被打开。

在本发明中，中程无线通讯模块 170 的通讯范围一般在 10 米到 100 米之间。在大多数情况下，它可使用 WiFi 技术。图 7A 表示一个例子。该中程无线通讯模块 170 含有一 WiFi 收发单元（ transceiver ） 172 和一 WiFi 天线 174 。由于停车位监控装置之间采用点对点（ peer-to-peer ）方式通讯， WiFi 通讯最好采用 ad － hoc 模式。

远程无线通讯模块 180 的通讯范围一般至少大于 100 米，最好大于一公里。在大多数情况下，它使用蜂窝技术。图 7B 表示一个例子。该远程无线通讯模块 180 含有一蜂窝收发单元（ transceiver ） 182 和一蜂窝天线 184 。蜂窝通讯可以使用 2G （如 GSM ）、 2.5G （如 GPRS ）、 3G （如 UMTS 、 CDMA2000 ）、 4G （如 LTE ）等。它也可以使用小灵通（ PHS 或 PAS ）通讯。小灵通在亚洲国家有广泛的应用。

在图 4A －图 4B 和图 6 中，停车位传感器 150 含有至少一个相机。当停车位传感器 150 含有多个相机时，这些相机最好面向不同方向，以增加同时监控的停车位的数量。处理器 160 可以是任何一种中央处理器（ CPU ）或数字信号处理器（ DSP ）。该监控装置使用的存储器（未画出）可以是任何一种非易失性存储器（ NVM ）和硬盘。它存储该监控装置的操作系统，该操作系统最好是一种智能手机的操作系统，如 iOS 、安卓等。它还存储一图像识别程序（ app ）及其设置文档，该文档定义每个图像中各个停车位的边界。如果该停车位监控装置还被用做安全监控，存储器还可以存储一段时间的停车场的视频，这些视频也可以通过无线通讯模块 170 、 180 传输到服务器中。为了减少电缆成本，停车位传感器 150 、处理器 160 、中程无线通讯模块 170 和远程无线通讯模块 180 的物理位置相邻，它们最好位于同一机壳中。

由于大多数智能手机都具有 WiFi 和蜂窝通讯能力，本发明提出一种基于智能手机的停车位监控和引导系统。如图 8 所示，该系统包括一套停车位监控智能手机（或类似于智能手机的装置） 80a-80i 、一停车位管理服务器 200 和至少一停车位引导智能手机 360 。

每个停车位监控智能手机 80a-80i 运行一图像识别程序并在城市范围安装。为了降低成本，可以使用入门级手机（如没有输入或屏幕的手机）。停车位监控智能手机 80a-80i 组成至少两个网状网络 80A 、 80B 。每个网状网络（如 80A ）包括一主节点（如 80a ）和多个枝节点（如 80b-80e ）。枝节点监控装置 80b-80e 采用 WiFi 信号 120 将其停车位占用数据传输到主节点监控装置 80a ，主节点监控装置 80a 采用蜂窝信号 110 将停车位占用数据组合传输到基站 100 ，基站 100 进一步通过一网络连接 130 将这些数据传输到一停车位管理服务器 200 。停车位管理服务器 200 从多个网状网络 80A 、 80B 收集停车位占用数据，并将这些数据整合到一停车位占用数据库 250 。该数据库可以结合到一电子地图（比如谷歌地图）中。

停车位引导智能手机 360 即为司机自己携带的手机。当司机需要停车引导时，停车位引导智能手机 360 通过蜂窝通讯 300 从停车位管理服务器 200 接收相应的停车位占用数据，然后给司机提供被选中的停车位的导航图像 / 声音指示。

应该了解，在不远离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明的形式和细节进行改动，这并不妨碍它们应用本发明的精神。例如，除了街边停车，本发明也可以用在停车场停车。因此，除了根据附加的权利要求书的精神，本发明不应受到任何限制。

Claims

一种含有第一和第二停车位监控装置 (60 、 70) 的大范围停车位监控系统，其特征在于：

所述第一停车位监控装置 (60) 含有第一停车位传感器 (150) 、处理器 (160) 和第一中程无线通讯模块 (170) ，该停车位传感器和处理器监控多个停车位并输出第一停车位占用数据，该中程无线通讯模块将该第一停车位占用数据传输该第二停车位监控装置 (70) ；

所述第二停车位监控装置 (70) 含有第二中程无线通讯模块 (170) 和一远程无线通讯模块 (180) ，该中程无线通讯模块接受该第一停车位占用数据，该远程无线通讯模块将至少该第一停车位占用数据传输至一基站。
一种含有多个可再配置停车位监控装置 (80) 的大范围停车位监控系统，其特征在于所述可再配置停车位监控装置含有：

停车位传感器和处理器 (150 、 160) ，该停车位传感器和处理器监控多个停车位并输出停车位占用数据；

中程无线通讯模块 (170) ，停车位监控装置之间通过该中程无线通讯模块传输停车位占用数据；和

远程无线通讯模块 (180) ，部分停车位监控装置通过该远程无线通讯模块将停车位占用数据传输至一基站。
根据权利要求 2 所述的停车位监控系统，其特征还在于：当所述可再配置停车位监控装置处于枝节点模式时，该远程无线通讯模块被关闭。
根据权利要求 2 所述的停车位监控系统，其特征还在于：当所述可再配置停车位监控装置处于主节点模式时，该远程无线通讯模块被打开。
根据权利要求 1 和 2 所述的停车位监控系统，其特征还在于：所述中程无线通讯模块采用 WiFi 信号 (120) 。
根据权利要求 1 和 2 所述的停车位监控系统，其特征还在于：所述远程无线通讯模块采用蜂窝信号 (110) 。
根据权利要求 1 和 2 所述的停车位监控系统，其特征还在于：所述停车位监控装置安放在支架上，该支架为所述停车位监控装置提供电源。
根据权利要求 1 和 2 所述的停车位监控系统，其特征还在于：所述停车位监控装置是一类似于智能手机的装置。
根据权利要求 8 所述的停车位监控系统，其特征还在于：所述停车位监控装置使用一手机操作系统。
根据权利要求 8 所述的停车位监控系统，其特征还在于：所述停车位监控装置运行一图像识别程序。