CN106781681B - 一种基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，包括智能车位探测装置、至少一个车位智能显示装置和若干个车位管理云服务器，智能车位探测装置通过数据传输模块与车位智能显示装置相连接，智能车位探测装置和车位智能显示装置通过数据传输模块与车位管理云服务器相连接；智能车位探测装置包括地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁、数据处理控制器和第一无线数据传输模块，地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁和第一无线数据传输模块均与数据处理控制器相连接。本发明准确度高、抗干扰能强，信息化和智能化高，可构建停车场车位信息云，为智慧城市和智慧社区提供强有力支撑。
Description
技术领域
本发明涉及智慧交通和智慧城市物联网的技术领域，具体涉及一种基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统。
背景技术
现有停车场车位检测装置主要有视频车位检测型、红外车位检测型和地磁传感型三类，一般仅能检测车位信息。其中，现有视频车位检测型方法对环境变化适应性差，抗干扰能力差，对光强度要求较高，且成本较高。红外车位检测型方法有一定检测精度，但在红外光传播路径上不能有障碍物，不适合在室外或者环境复杂的环境中应用。地磁传感型方法有一定检测精度，速度也较高，但大都需要破土动工，后期检修维护困难，也不太适合大范围推广。且这些车位检测装置大都存在功能单一、智能化程度低、难以网络化管理等缺陷，无法实现车位预订和计费等功能，更难以与现代智能交通、智慧城市例如智能小区的监控系统共享信息。基于当前的停车场车位检测系统存在的不足，亟待提供一种新型、集车位检测、预订、计费于一体的综合智能化停车场车位检测管理系统。
发明内容
针对现有车位检测装置功能单一、智能化程度低、难以网络化管理的技术问题，本发明提出一种基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，实现对车位停车状态的高精准度测量，构建车位管理云信息平台，实现车位信息的便捷传输，集车位检测、预订、计费于一体，大大提高了停车场车位管理系统的智能化和信息化水平，一定程度上提高了私有车位的利用率和解决泊车难的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，包括智能车位探测装置、至少一个车位智能显示装置和若干个车位管理云服务器，智能车位探测装置通过数据传输模块与车位智能显示装置相连接，智能车位探测装置和车位智能显示装置通过数据传输模块与车位管理云服务器相连接；所述智能车位探测装置包括地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁、数据处理控制器和第一无线数据传输模块，地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁和第一无线数据传输模块均与数据处理控制器相连接，第一无线数据传输模块与车位智能显示装置相连接。
所述车位智能显示装置安装在停车场视野开阔的位置，车位智能显示装置包括车位信息处理器、第二数据传输模块、LED显示屏和控制键盘，第二数据传输模块、LED显示屏和控制键盘均与车位信息处理器相连接，第二数据传输模块分别与第一无线数据传输模块、车位管理云服务器相连接；车位信息处理器优先接收控制键盘直接传送的对车位的控制信息，并通过第二数据传输模块接收智能车位探测装置传送来的即时车位占用信息，车位信息处理器将接收的车位占用信息显示在LED显示屏上，车位信息处理器将车位占用信息通过第二数据传输模块发送到远端的车位管理云服务器。
所述车位管理云服务器包括实时车位信息模块、实时计费服务模块、服务器管理系统、云车位服务目录、系统监控模块、部署工具和车位云数据服务平台，云车位服务目录分别与实时车位信息模块、实时计费服务模块、服务器管理系统、部署工具和车位云数据服务平台相连接，实时车位信息模块分别与实时计费服务模块、服务器管理系统相连接，服务器管理系统分别与系统监控模块、部署工具相连接，部署工具与车位云数据服务平台相连接，车位云数据服务平台分别与系统监控模块、实时计费服务模块相连接，系统监控模块与实时计费服务模块相连接；所述部署工具模块负责准备车位管理云服务器的运行环境，服务器管理系统负责管理和分配所有可用资源，系统监控模块负责监视云服务器的运行状态，实时车位信息模块管理智能车位探测装置的实时车位信息，实时计费服务模块对占用的车位建立记账信息，车位云数据服务平台负责管理车位实时信息、计费信息、记账信息和车位预约信息，并与其他模块保持数据同步，云车位服务目录是用户可以访问的服务清单，完成车位使用情况的统计；车位云数据服务平台接收终端采集的数据，存储在车位云数据服务平台中，用户通过web、微信、APP软件访问云车位服务目录来实时查询车位被占用情况信息以及其它信息。
所述第一无线数据传输模块和第二数据传输模块均包括射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块，数据处理控制器和车位信息处理器均包括通信接口，射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块均与通信接口相连接。
所述智能车位锁通过串口与数据处理控制器相连接，智能车位锁包括串口通信模块、控制模块、供电模块、挡臂升降驱动模块，串口通信模块、供电模块、挡臂升降驱动模块均与控制模块相连接。
所述地磁传感器感应车位是否泊车的磁力线变化并传送到数据处理控制器，超声波测距仪测量车位泊车后对所测量距离的变化并传送到数据处理控制器，数据处理控制器通过对传送来的地磁探测信号和超声波信号综合判断车位占用信息。
所述地磁传感器和超声波测距仪将检测的地磁探测信号和超声波测距信号传送至数据处理控制器，若地磁场和超声回波信号其中任一个信号有效，数据处理控制器中启动一个定时器T1，当地磁探测信号和超声波测距信号同时有效时且定时器T1>120s，则判断为有车泊入、车位被占用，若地磁探测信号有效且定时器T1>300s，则判断为有车泊入、车位被占用，否则，车位判定为空闲，判断结束后，数据处理控制器将定时器T1清零。
所述智能车位探测装置和车位智能显示装置上均集成有Web服务器，Web服务器通过网络浏览器访问智能车位探测装置和车位智能显示装置的信息。
所述智能车位探测装置安装在车位的进入方向二分之一处。
其工作过程为：智能车位探测装置接收车位管理云服务器和车位状态智能显示装置发来的车位使用信息控制智能车位锁的开启和上锁；智能车位探测装置实时采集地磁传感器测量的磁电数据和超声波测距仪测量的声波数据，综合分析计算得到车位状态数据之后，通过第一数据传输模块实时将数据分别传送至车位智能显示装置和车位管理云服务器；车位管理云服务器接收智能车位探测装置检测到的车位使用情况信息，并更新停车场车位使用情况信息数据库，车位管理云服务器接收用户通过web、微信二维码或APP软件对车位的使用请求信息，并利用车位云数据服务平台为用户提供车位预留服务，车位管理云服务器基于停车场车位使用情况信息开始计时和计费。
本发明基于地磁传感器和超声波测距传感器综合实现实时感测车位停车信息，准确度高、抗干扰能强；基于云管理技术实现了车位检测、预定、计费等停车场车位的综合信息化和智能化；利用Wi-Fi、以太网、GPRS、串行接口等多种通信方式实现各组成部分间的可靠、便捷传输，可构建停车场车位信息云，为智慧城市和智慧社区提供强有力支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明智能车位探测装置的原理图。
图3为本发明车位智能显示装置的原理图。
图4为本发明车位管理云服务器的原理图。
图5为本发明车位管理云服务器的车位计费管理功能实现的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，包括智能车位探测装置、至少一个车位智能显示装置和若干个车位管理云服务器，智能车位探测装置通过数据传输模块与车位智能显示装置相连接，智能车位探测装置和车位智能显示装置通过数据传输模块与车位管理云服务器相连接，智能车位探测装置向车位智能显示装置和车位管理云服务器传输实时车位信息，车位管理云服务器可向智能车位探测装置和车位智能显示装置传输对车位的管理信息，车位智能显示装置可接收智能车位探测装置的车位信息，也可接收车位管理云服务器发送的车位管理信息，车位智能显示装置也可向车位管理云服务器转送来自智能车位探测装置的车位实时信息。智能车位探测装置包括地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁、数据处理控制器和第一无线数据传输模块，地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁和第一无线数据传输模块均与数据处理控制器相连接。
地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁、数据处理控制器和第一无线数据传输模块封装在一起。每个车位布置一个智能车位探测装置，安装在车位的进入方向二分之一处，临近的多个车位智能车位探测装置，可根据停车场现场开阔度布置一个车位智能显示装置。
地磁传感器感应车位是否泊车的磁力线变化并传送到数据处理控制器，超声波测距仪测量车位泊车后对所测量距离的变化并传送到数据处理控制器，数据处理控制器通过对传送来的地磁探测信号和超声波信号综合判断车位占用信息。智能车位探测装置利用地磁传感器感测车辆驶入或者驶出车位时地磁的变化，超声波测距仪感测停在车位上车体对超声波的阻挡，利用地磁传感器和超声波测距仪可综合检测车位是否有车泊入。
第一无线数据传输模块包括射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块，数据处理控制器和车位信息处理器均包括通信接口，射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块均与通信接口相连接。
数据处理控制器为中心控制逻辑芯片，地磁传感器和超声波测距仪测量车位泊车前后对地磁场和超声回波信号的影响，并将地磁传感器和超声波测距仪的输出信号输入数据处理控制器，若地磁探测和超声波测距信号其中任一个信号有效（即有车泊入），数据处理控制器中软件启动一个定时器T1，当地磁探测信号和超声波测距信号同时有效时且定时器T1>120s，，则判断为有车泊入、车位被占用，若地磁探测信号有效且定时器T1>300s，则判断为有车泊入、车位被占用，否则，车位判定为空闲，判断结束后，定时器T1清零。智能车位锁与数据处理控制器直接连接，接收数据处理控制器的开锁和关锁命令。若有车泊入或者离开，数据处理控制器利用第一数据传输模块的WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块向车位管理云服务器发送车位和智能车位锁的状态信息。
智能车位探测装置处理器中集成有嵌入式Web服务器，可通过网络对智能车位锁进行远程控制。智能车位锁通过串口与数据处理控制器相连接，智能车位锁包括串口通信模块、控制模块、供电模块、挡臂升降驱动模块，其中，通信模块、供电模块、挡臂升降驱动模块均与控制模块相连接。智能车位探测装置的数据处理控制器利用第一无线数据传输模块的串口通信模块发送车位“开启”或者“禁止”指令到智能车位锁的控制模块，控制模块控制挡臂升降驱动模块，使智能车位锁挡臂放下或者升起。智能车位探测装置可通过第一数据传输模块将车位和智能车位锁的状态信息发送到车位智能显示装置和车位管理云服务器。车位智能显示装置可以显示和设置智能车位探测装置的状态，同时其也可通过第二数据传输模块（无线或者有线）将车位和智能车位锁的状态信息发送到车位管理云服务器。车位管理云服务器可以通过第二数据传输模块（无线或者有线）远程设置和控制智能车位探测装置（远程预约、车位锁定等）。
如图3所示，车位智能显示装置安装在停车场视野开阔的位置，车位智能显示装置包括车位信息处理器、第二数据传输模块、LED显示屏和控制键盘，第二数据传输模块、LED显示屏和控制键盘均与车位信息处理器相连接。车位信息处理器优先接收控制键盘直接传送的对车位的控制信息，并通过第二数据传输模块接收智能车位探测装置传送来的即时车位占用信息，车位信息处理器将接收的车位占用信息显示在LED显示屏上，车位信息处理器将车位占用信息通过第二数据传输模块发送到远端的车位管理云服务器。
第二数据传输模块均包括射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块，车位信息处理器均包括通信接口，射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块均与通信接口相连接。
优选地，地磁传感器选用IMC数据采集模块CS-5008地磁传感器模块，超声波测距仪选用SONOCONTROL14超声波传感器，数据处理控制器选用三星S3C2440微处理器。射频收发模块选用USI公司的WM-G-MR-09模块，以太网通信模块选用88E1518-AO-NNB2C000QFN48，串口通信模块和GPRS通信模块选用Simcon公司的SIM100芯片，智能车位锁选用西力特品牌扩展型号CWZ2E803智能车位锁。
如图4所示，车位管理云服务器包括实时车位信息模块、实时计费服务模块、服务器管理系统、云车位服务目录、系统监控模块、部署工具和车位云数据服务平台。云车位服务目录分别与实时车位信息模块、实时计费服务模块、服务器管理系统、部署工具和车位云数据服务平台相连接，实时车位信息模块分别与实时计费服务模块、服务器管理系统相连接，服务器管理系统分别与系统监控模块、部署工具相连接，部署工具与车位云数据服务平台相连接，车位云数据服务平台分别与系统监控模块、实时计费服务模块相连接，系统监控模块与实时计费服务模块相连接。其中，部署工具负责准备车位云管理任务运行环境，服务器管理系统负责管理和分配所有云管理服务器可用资源，系统监控模块负责监视云服务器的运行状态，实时车位信息模块管理从智能车位探测装置和车位智能显示装置发送来的实时车位信息，并形成停车场车位实时信息数据库，实时计费服务模块对占用的车位建立记账信息，车位云数据服务平台负责管理车位实时信息、计费信息、记账信息、车位预约信息等，并与云服务器其他模块保持数据同步，云车位服务目录是用户可以访问的服务清单，并完成车位使用情况的统计。实时车位信息模块接收终端采集的数据，存储在车位云数据服务平台，用户通过web可以访问车位云数据服务平台实时查询车位使用情况、计费等信息。车位管理云服务器利用无线网络接收智能车位探测装置或者车位智能显示装置发送来的即时车位数据，存储在车位云数据服务平台模块，结合云车位服务目录和实时计费服务模块进行车位计费核算，用户可通过web、微信二维码、APP软件等访问车位云数据服务平台模块实时查询停车场动态车位信息和停车位停车计费信息。车位管理云服务器也可以接收、计算、分析经web、微信二维码等传送来的用户车位控制信息。
如图5所示，车位管理云服务器的实时计费服务模块包括web、微信、APP应用接口模块，车位实时数据库管理模块，车位实时计费信息数据库管理模块和web、微信、APP应用支付模块。其中，web、微信、APP应用接口模块将用户面向web网页、微信应用和APP应用的车位需求信息解析出来，形成对车位的具体需求；车位实时数据库管理模块基于停车场实时车位信息（需要与智能车位探测装置同步车位信息）和用户来自web、微信、APP应用的车位需求信息得到停车场车位的实时使用、预留和自由使用数据库，车位实时计费信息数据库管理模块根据车位实时数据库管理模块的车位实时使用、预留和可自由使用数据库得到车位实时应用信息、车位计费信息、车位记账信息、车位预约信息以及其他信息等。web、微信、APP应用支付模块根据车位实时计费信息数据库管理模块提供的车位计费、车位记账信息提供基于web、微信二维码、APP应用软件方式的支付应用接口。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明的工作过程如下：智能车位探测装置接收车位管理云服务器和车位状态智能显示装置发来的车位使用信息控制智能车位锁的开启和上锁；智能车位探测装置实时采集地磁传感器测量的磁电数据和超声波测距仪测量的声波数据，综合分析计算得到车位状态数据之后，通过第一数据传输模块实时将数据分别传送至车位智能显示装置和车位管理云服务器，其中第一数据传输模块可分别选用射频收发模块、以太网通信模块、串口电路模块和GPRS通信模块等方式传送相应数据；车位管理云服务器接收智能车位探测装置检测到的车位使用情况信息，并更新停车场车位使用情况信息数据库，车位管理云服务器接收用户通过web、微信二维码、APP软件等对车位的使用请求信息，并基于停车场车位使用情况信息数据库为用户提供车位预留等服务，车位管理云服务器基于停车场车位使用情况信息数据库开始计时、计费等服务。
本发明采用地磁传感技术、超声波检测技术、云计算技术实现对停车场车位的高准确度检测，且使用射频、GPRS等多种通信方式传输，集成化设计，可实现高精度检测，且低成本；基于云管理技术和web、微信二维码多种访问手段，实现了车位的便捷化管理；采用车位的泊车检测与智能车位锁的集成设计，并结合云平台管理技术可实现车位的检测和出租计费服务，可为停车位和停车场的无人化、智能化管理以及私人车位出租提供支持，对提高空闲车位的利用率将形成巨大的推动作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，其特征在于，包括智能车位探测装置、至少一个车位智能显示装置和若干个车位管理云服务器，智能车位探测装置通过数据传输模块与车位智能显示装置相连接，智能车位探测装置和车位智能显示装置通过数据传输模块与车位管理云服务器相连接；所述智能车位探测装置包括地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁、数据处理控制器和第一无线数据传输模块，地磁传感器、超声波测距仪、智能车位锁和第一无线数据传输模块均与数据处理控制器相连接，第一无线数据传输模块与车位智能显示装置相连接；
所述车位管理云服务器包括实时车位信息模块、实时计费服务模块、服务器管理系统、云车位服务目录、系统监控模块、部署工具和车位云数据服务平台，云车位服务目录分别与实时车位信息模块、实时计费服务模块、服务器管理系统、部署工具和车位云数据服务平台相连接，实时车位信息模块分别与实时计费服务模块、服务器管理系统相连接，服务器管理系统分别与系统监控模块、部署工具相连接，部署工具与车位云数据服务平台相连接，车位云数据服务平台分别与系统监控模块、实时计费服务模块相连接，系统监控模块与实时计费服务模块相连接；所述部署工具负责准备车位管理云服务器的运行环境，服务器管理系统负责管理和分配所有可用资源，系统监控模块负责监视云服务器的运行状态，实时车位信息模块管理智能车位探测装置的实时车位信息，实时计费服务模块对占用的车位建立记账信息，车位云数据服务平台负责管理车位实时信息、计费信息、记账信息和车位预约信息，并与其他模块保持数据同步，云车位服务目录是用户可以访问的服务清单，完成车位使用情况的统计；车位云数据服务平台接收终端采集的数据，存储在车位云数据服务平台中，用户通过web、微信、APP软件访问云车位服务目录来实时查询车位被占用情况信息；
所述车位智能显示装置安装在停车场视野开阔的位置，车位智能显示装置包括车位信息处理器、第二数据传输模块、LED显示屏和控制键盘，第二数据传输模块、LED显示屏和控制键盘均与车位信息处理器相连接，第二数据传输模块分别与第一无线数据传输模块、车位管理云服务器相连接；车位信息处理器优先接收控制键盘直接传送的对车位的控制信息，并通过第二数据传输模块接收智能车位探测装置传送来的即时车位占用信息，车位信息处理器将接收的车位占用信息显示在LED显示屏上，车位信息处理器将车位占用信息通过第二数据传输模块发送到远端的车位管理云服务器；
其工作过程为：智能车位探测装置接收车位管理云服务器和车位状态智能显示装置发来的车位使用信息控制智能车位锁的开启和上锁；智能车位探测装置实时采集地磁传感器测量的磁电数据和超声波测距仪测量的声波数据，综合分析计算得到车位状态数据之后，通过第一数据传输模块实时将数据分别传送至车位智能显示装置和车位管理云服务器；车位管理云服务器接收智能车位探测装置检测到的车位使用情况信息，并更新停车场车位使用情况信息数据库，车位管理云服务器接收用户通过web、微信二维码或APP软件对车位的使用请求信息，并利用车位云数据服务平台为用户提供车位预留服务，车位管理云服务器基于停车场车位使用情况信息开始计时和计费。
2.根据权利要求1所述的基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，其特征在于，所述第一无线数据传输模块和第二数据传输模块均包括射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块，数据处理控制器和车位信息处理器均包括通信接口，射频收发模块、WIFI网络接口、以太网通信模块、串口通信模块和GRRS通信接口模块均与通信接口相连接。
3.根据权利要求1所述的基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，其特征在于，所述智能车位锁通过串口与数据处理控制器相连接，智能车位锁包括串口通信模块、控制模块、供电模块、挡臂升降驱动模块，串口通信模块、供电模块、挡臂升降驱动模块均与控制模块相连接。
4.根据权利要求2所述的基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，其特征在于，所述地磁传感器感应车位是否泊车的磁力线变化并传送到数据处理控制器，超声波测距仪测量车位泊车后对所测量距离的变化并传送到数据处理控制器，数据处理控制器通过对传送来的地磁探测信号和超声波信号综合判断车位占用信息。
5.根据权利要求4所述的基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，其特征在于，所述地磁传感器和超声波测距仪将检测的地磁探测信号和超声波测距信号传送至数据处理控制器，若地磁探测信号和超声波测距信号其中任一个信号有效，数据处理控制器中启动一个定时器T1，当地磁探测信号和超声波测距信号同时有效时且定时器T1>120s，则判断为有车泊入、车位被占用，若地磁探测信号有效且定时器T1>300s，则判断为有车泊入、车位被占用，否则，车位判定为空闲，判断结束后，数据处理控制器将定时器T1清零。
6.根据权利要求1所述的基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，其特征在于，所述智能车位探测装置和车位智能显示装置上均集成有Web服务器，Web服务器通过网络浏览器访问智能车位探测装置和车位智能显示装置的信息。
7.根据权利要求1所述的基于云管理的停车场车位智能探测、计费管理系统，其特征在于，所述智能车位探测装置安装在车位的进入方向二分之一处。
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