CN108460985A - 一种无线室内车位管理系统及方法 - Google Patents

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CN108460985A CN201710094047.2A CN201710094047A CN108460985A CN 108460985 A CN108460985 A CN 108460985A CN 201710094047 A CN201710094047 A CN 201710094047A CN 108460985 A CN108460985 A CN 108460985A
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廖应成
张建福
潘宇清
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Abstract

本发明公开了一种无线室内车位管理系统及方法,利用车位有源电子标签和对应的车位有源电子标签读写器分别安装在车位上下方,使用高频微波频段的有源电子标签与读写器之间的通信状况,因而导致读写器接收电子标签信号时丢包率的突然变化来判断车位是否被占用;同时还通过读写器对停放车辆所携带的车载电子标签ID的读取,或通过车主手机与该车位上读写器之间的信息交流,使得车主以及管理后台知道车主车辆停放的具体位置,从而减少找车的麻烦,方便了管理。本发明还通过同一车位标签读写器间ID捆绑配对,来排除不同车位间的信号干扰,本发明还在车位读写器与管理计算机间使用了无线通信连接,大大降低了系统建设和管理成本,提高了系统的可靠性。

Description

一种无线室内车位管理系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及包括有源电子标签等低功耗无线通信技术,以及智能手机与有源电子 标签读写器之间不依赖移动网络的通信,还涉及车位共享,以及地下停车场的智能化管理。
背景技术
[0002] 现有地下停车场普遍采用的是超声波,红外或视频识别的方式来对地下停车场车 位进行管理,或仅仅通过进出地下停车场车辆的统计来获取可利用车位的数量信息 (ETCP),因而无法实现对车位的精细化管理,特别是大量混合所有制,以及居民小区停车场 的管理,更不用说充分利用现有各种车位资源,实现车位的共享。而且也无法解决经常发生 的车主寻找自己所停车辆位置的麻烦。
发明内容
[0003] 本发明提供了 一种无线室内车位管理系统,其特征在于,包括:系统至少包括一个 车位有源电子标签,一个车位有源电子标签读写器,一个车位占用信息显示灯,和一个可与 车位有源电子标签读写器进行有线或无线通信连接的后台计算机管理系统;所述车位有源 电子标签和对应的车位有源电子标签读写器分别安装在停车位的下方和上方;所述车位有 源电子标签和车位有源电子标签读写器各自都有一个唯一的ID号;所述车位有源电子标签 采用周期性睡眠苏醒后在预先确定的无线通信频道上,按照预先设定的发射功率,向同一 车位上方的车位有源电子标签读写器发射包括自身ID在内的无线信号;而所述车位上方的 车位有源电子标签读写器,平常处于在与同一车位的车位有源电子标签通信的频道上,等 待接收同一车位的车位有源电子标签发来的ID信息,并与同一车位的车位有源电子标签ID 号进行捆绑配对,使得同一车位上的车位有源电子标签读写器,只接收解析来自同一车位 的车位有源电子标签发来的ID信息,而不接收任何其它车位有源电子标签发来的ID信息; 系统利用所述车位上停放的车辆,对该车位上的车位有源电子标签所发射信号的遮挡,使 得所述车位有源电子标签读写器在接收该车位上的车位有源电子标签发射的ID信号时丢 包率的突然增加,来判断该车位上是否停有车辆,并将判断结果通过有线或无线通信方式 告知后台计算机管理系统。
[0004] 作为本发明的进一步改进,所述与车位有源电子标签读写器进行有线或无线通信 连接的后台计算机管理系统,采用了由一个或多个与之连接的无线通信基站,与多个车位 有源电子标签读写器,在不同于所述车位有源电子标签与车位有源电子标签读写器使用的 通信频道上,进行无线通信连接的方式,或利用每个车位有源电子标签读写器里集成的 WIFI无线通信模块,与对应的WIFI网络的通信,实现所述车位有源电子标签读写器与后台 计算机管理系统之间的通信连接;所述每个车位的车位有源电子标签读写器还通过自己内 部的CPU与该车位上方显示车位占用或预定与否的多色指示灯连接,并根据该车位占用情 况以及来自所述后台计算机管理系统发来的指令,对所述指示灯进行控制。
[0005] 作为本发明的进一步改进,为了凸显车位上汽车的停放给同一车位上车位有源电 子标签读写器,在接收来自该车位的车位有源电子标签发射的ID信号时带来的丢包率变 化,所述车位有源电子标签和对应的车位有源电子标签读写器之间的通信,使用了绕射能 力相对较差的2.4G或以上的微波高频通信频段;与此同时,所述车位有源电子标签的发射 功率是可调的,而且使用了一种临界发射功率向同一车位上的车位有源电子标签读写器发 射自己的ID信号;这里的临界发射功率是指所述车位有源电子标签,在使用所述临界发射 功率发射自身ID信号时,在该车位上没有停车的情况下,所述车位有源电子标签读写器,在 一段预先设定时间段内,平均能够接收到所述车位有源电子标签发射的85%以上的ID信号 包,而当该车位上有车辆停放时,所述车位有源电子标签读写器,在所述的时间段内,平均 只能接收到所述车位有源电子标签发射的不到30%的ID信号包。
[0006] 作为本发明的进一步改进,为了减少外界环境噪声对所述车位有源电子标签临界 发射功率的影响,所述车位有源电子标签每发射若干个ID信号后,还会通过监听所述车位 有源电子标签读写器的指令信号,包括监听回执的方式,接收所述车位有源电子标签读写 器发来的调整发射功率的指令;这里所述车位有源电子标签读写器是否需要向所述车位有 源电子标签下达调整发射功率的指令,是根据所述车位有源电子标签读写器在该车位有车 停放与没有车辆停放时,接收所述车位有源电子标签ID信号时的平均丢包率变化是否超过 50%的限值来决定的;当所述平均丢包率的变化小于50%的限值时,所述车位有源电子标 签读写器,将在车位上没有车辆停放的情况下,通过向所述车位有源电子标签发送调高或 调低所述车位有源电子标签的ID信号发射功率,来满足所述临界发射功率的定义要求;具 体的做法是,当所述车位上没有车辆停放时,所述平均丢包率大于50 %,则将所述车位有源 电子标签的发射功率调高,当所述车位上没有车辆停放时所述丢包率小于5%时,则将所述 车位有源电子标签的发射功率调低。
[0007] 作为本发明的进一步改进,系统为了能对停放在车位上车辆的身份进行识别,每 辆停放在所述车位上的车辆都携带了一个可以与所述车位有源电子标签读写器进行无线 通信的车载有源电子标签,所述车位有源电子标签读写器在做出本车位已有车辆停放的判 断后,还将使用有限的时间来读取该车载有源电子标签的ID信息,并将所读取到的车载有 源电子标签的ID信息,连同本车位已经占用的信息传给后台计算机管理系统。
[0008] 作为本发明的进一步改进,所述车载有源电子标签,就是一个平常处于周期性的 睡眠,苏醒后在不同于所述车位有源电子标签读写器与车位有源电子标签使用的通信频道 上,监听指令信号一瞬间的有源电子标签,它可以与所述车位有源电子标签读写器进行通 信;当所述车位有源电子标签读写器,通过接收该车位上车位有源电子标签发射的ID信号 丢包率的变化,探测到该车位有车辆进入停放时,所述车位有源电子标签读写器将启动读 取车载有源电子标签身份ID的程序,包括近距离地连续在一段超过车载有源电子标签睡眠 苏醒周期的一段时间内,向车载有源电子标签发射唤醒及读取ID的工作指令,以及等待接 收来自所述车载有源电子标签返回的ID信息,并向其推送回执的过程。
[0009] 作为本发明的进一步改进,所述车载有源电子标签,就是一个平常处于周期性的 睡眠,苏醒后在不同于车位有源电子标签读写器与车位有源电子标签的通信频道上发射自 身ID信号的有源电子标签,它与一个用于判定车辆是否处于行驶状态的加速度或振动传感 器连接,当所述车位有源电子标签读写器,通过接收该车位上车位有源电子标签发射的ID 信号丢包率的变化,探测到该车位有车辆进入停放时,所述车位有源电子标签读写器将跳 转到车载有源电子标签发射信号的频道上,读取车载有源电子标签身份ID信息,并在接收 到所述车载有源电子标签ID信息后,将本车位已被携带该ID号车载有源电子标签的车辆所 占用的信息传给后台计算机管理系统后,然后重新回到与本车位有源电子标签通信的频道 上,接收来自本车位有源电子标签发来的ID信;与此同时,当所述车载有源电子标签通过与 之连接的传感器,探测到携带自己的车辆从行驶状态进入到停放状态后,将以较小的发射 功率,在上述的不同于车位有源电子标签读写器与车位有源电子标签的通信频道上,周期 性地连续在一段给定的时间内,向所述车位有源电子标签读写器发射自身ID信号的同时, 监听来自所述车位有源电子标签读写器已经接收到自身ID信号的回执,并在接收到所述回 执信号后,不再向外发射任何射频信号,直到与之连接的加速度或振动传感器探测到携带 自己的车辆已经重新进入行驶状态后,才重新回到原来的周期性睡眠苏醒后发射自身ID信 号一瞬间的低功耗状态。
[0010]作为本发明的进一步改进,所述有源电子标签读写器,还集成了一个可以不依赖 移动公网与一般智能手机实现近距离通信的无线通信模块,包括但不限于低功耗蓝牙模 块;当所述车位有源电子标签读写器探测到车位上有车进入该车位停放时,所述车位有源 电子标签读写器将启动与之连接的所述无线通信模块,等待与车主手机中预先安装的停车 定位APP进行信息交流;这里所述的信息交流包括但不限于所述手机,向所述车位有源电子 标签读写器发送所述手机的号码,或所述手机读取代表本车位位置的车位有源电子标签读 写器的ID编号信息;为了减少所述手机的号码被附近其它车位有源电子标签读写器读到, 或所述手机接收到附近其它车位有源电子标签读写器的ID编号,所述车位有源电子标签读 写器只有在探测到本车位有车停放后,才会启动与之相连接的所述无线通信模块,使之在 一段预先确定的有限时间段内,保持可与所述手机停车定位APP进行通信的状态,并在确定 获取到所述手机的相关信息后,立即关闭所述车位有源电子标签读写器中所述的无线通信 模块。
[0011] 本发明提供了一种应用于上述任一项所述无线室内车位管理系统的方法,该方法 利用遮挡物阻断了有源电子标签与有源电子标签读写器之间高频射频信号的直接可视传 输,所造成的所述有源电子标签读写器在接收所述有源电子标签的信号时,丢包率的突然 变化来判断遮挡物的存在;为了凸显遮挡物存在给所述丢包率带来的变化,所述有源电子 标签所使用的无线通信频段以及所述有源电子标签的信号发射功率,是按照所述有源电子 标签与所述有源电子标签读写器之间在没有遮挡物与有遮挡物存在的情况下,所述有源电 子标签读写器,在接收与之对应的有源电子标签发射的信号时,丢包率将发生明显突然的 变化来设置的,包括但不限于采用尽可能高的无线通信频率,以及不高不低的临界发射功 率;而且为了避免附近其它有源电子标签和有源电子标签读写器,对所述有源电子标签和 所述有源电子标签读写器之间通信的干扰,所述有源电子标签与所述有源电子标签读写器 采用了彼此ID号捆绑的方式,使得所述有源电子标签读写器只接收解析与之ID号捆绑的所 述有源电子标签发来的信号。
[0012] 作为本发明的进一步改进,为了识别所述遮挡物的身份,所述方法还通过遮挡物 监管人手机与所述有源电子标签读写器之间的近距离信息交流,间接地实现了对所述遮挡 物身份的识别;为了尽可能确保所述有源电子标签读写器是与相关的遮挡物监管人手机而 不是与其他无关手机进行通信,所述方法还将所述有源电子标签读写器与遮挡物监管人手 机之间的通信时间,限制在所述有源电子标签读写器,在刚刚做出有遮挡物进入其与所述 有源电子标签之间的空间位置的判断后的有限时间内,并且还通过限制所述有源电子标签 读写器与所述遮挡物监管人手机之间的通信距离方式,来减少可能来自远处的其它有源电 子标签读写器和遮挡物监管人手机对所述通信的干扰。
[0013] 作为本发明的进一步改进,为了实现对所述遮挡物身份的识别,所述方法还在所 述遮挡物身上安装了,可与所述有源电子标签读写器进行无线通信的遮挡物电子标签,所 述有源电子标签读写器在与所述有源电子标签以及遮挡物电子标签通信时,分别使用了不 同的无线通信频道;并利用所述有源电子标签读写器对所述遮挡物电子标签ID的读取,实 现了对所述遮挡物身份的识别;为了尽可能确保所述有源电子标签读写器读取的是相关的 遮挡物电子标签ID,而不是其他无关的有源电子标签的ID,所述方法还将所述有源电子标 签读写器与所述遮挡物电子标签之间的通信时间,限制在所述有源电子标签读写器在刚刚 做出有遮挡物进入其与所述有源电子标签之间的空间位置判断后的有限时间段内,并且还 通过限制所述有源电子标签读写器与所述遮挡物电子标签之间的通信距离方式,来减少可 能来自远处其它有源电子标签读写器和遮挡物电子标签对所述通信的干扰。
[0014]与现有技术相比,本发明有以下优点:
[0015] 相比现有超声波,红外或视频识别的方式来对地下停车场车位进行管理的方法, 本发明不仅综合成本更低,工作更可靠,而且解决了现有其他技术无法实现的车辆定位(反 向寻车),车位导航等精细化管理的需要。特别是为大量混合所有制,特别是居民小区停车 场等实现车位共享,车位预定提供了经济有效地解决方法,这对缓解城市停车难问题,无疑 具有重要意义。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的 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。
[0017]图1为系统示意图;
[0018]图2为读写器与后台计算机管理系统的通信连接示意图;
[0019]图3为对所停车辆身份的识别方法示意图;
[0020]图4为车位电子标签的临界发射功率说明示意图。
具体实施方式
[G021]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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,附图中给出了本发明的较佳实施例。本发明可 以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例,相反地,提供这些实施例的目 的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例,本领域普通技 术人员在没有作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。
[0022]除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中 的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包 括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单 元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于己列出的步骤或单元,而是可选地还包括没 有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或 单元。
[0023] 在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包 含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同 的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和 隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0024] 本发明所要解决的问题,就是现有各种技术手段无法实现的,如何以一种低成本 的方式实现停车场智能化和精细化的管理,包括空车位精确导航,车辆定位(反向寻车),车 位预定,车位共享等。
[0025] 本发明利用停放在车位上的车辆,将极大地影响分别安装在车位上下方的车位有 源电子标签与车位有源电子标签读写器之间通信,从而导致车位有源电子标签读写器在接 收车位有源电子标签信号时丢包率的突然增加的原理,来判断车位是否被占用。
[0026] 为了避免不同车位上的车位有源电子标签读写器与车位有源电子标签通信时的 相互干扰,本发明采用了 ID配对捆绑的方式,让同一车位上的车位有源电子标签读写器只 接收来自同一车位有车位有源电子标签的ID信息,从而避免了不同车位上车位有源电子标 签读写器与电子标签之间通信时的相互干扰。
[0027] 本发明还利用无线信号频率越高,绕射能力越差的特点,在车位有源电子标签与 车位有源电子标签读写器之间采用了较高的2.4G微波通信频段来通信,以增加车辆停放给 车位有源电子标签读写器在接收车位有源电子标签信号包时的影响。(图1)
[0028] 本发明还通过车位有源电子标签读写器对停放车辆所携带的车载电子标签ID的 读取,或通过车主手机近距离直接读取所停车位上车位有源电子标签读写器的ID信息的方 式,来确定自己车辆停放的具体位置;或车位有源电子标签读写器直接近距离读取车主手 机号码的方式,间接地确定车主车辆所停放的具体位置;使得车主以及后台计算机管理系 统,清楚知道车辆停放的具体位置,从而大大减少车主找车的麻烦,方便了车场的管理。(图 2)
[0029]另外,车位上的电子标签读写器还采用了无线通信的方式,与后台计算机管理系 统进行连接,因而大大降低了系统的建设和管理成本,提高了系统工作的可靠性。
[0030] 系统结构
[0031] 本发明系统由各个车位上的车位有源电子标签,和与之对应的车位有源电子标签 读写器,和一个可与车位有源电子标签读写器进行有线或无线通信连接的后台计算机管理 系统,与车位有源电子标签读写器连接的车位占用指示灯,车位导航显示屏,必要时还包括 车载有源电子标签,或车主手机和车位定位APP。车位有源电子标签的发射功率可调,它和 对应的车位有源电子标签读写器分别安装在停车位的下方和上方。车位有源电子标签和车 位有源电子标签读写器各自都有一个唯一的ID号。
[0032] 车位有源电子标签米用周期性睡眠苏醒后在预先确定的无线通信频道上,按照预 先设定的发射功率,向同一车位上方的车位有源电子标签读写器发射自身ID信号。车位有 源电子标签一般安装在每个室内停车位中央地面上,通过钻孔方式嵌入到地板表面。而车 位上方的车位有源电子标签读写器,平常处于等待接收同一车位上的车位有源电子标签发 来的ID信息,并与同一车位的车位有源电子标签的ID号进行捆绑配对,使得同一车位上的 车位有源电子标签读写器,只接收解析来自同一车位的车位有源电子标签发来的ID信息, 而不接收任何其它车位有源电子标签发来的ID信息。
[0033] 车位有源电子标签读写器通过有线网络控制器或无线通信基站与后台计算机管 理系统连接;有线网络控制器通过有线网络与每个车位上的车位有源电子标签读写器连 接,而无线通信基站则通过无线的方式与每个车位有源电子标签读写器进行星状连接。无 线通信基站或有线网络控制器又可以通过有线或无线的方式与后台计算机管理系统连接。 车位有源电子标签读写器还可以通过集成在自己内部的WIFI模块或其他无线通信模块,通 过停车场的WIFI网络以及对应的其他,无线网络直接与后台管理计算机系统连接。(图3) [0034]每个车位读写器往往又与该车位上的车位占用情况的指示灯连接;后台计算机管 理系统,还可通过前述的网络控制器或无线通信基站与停车场的导航显示屏进行有线或无 线连接。
[0035] 为了便于与一般智能手机进行不依赖移动公网的近距离直接通信,这里的车位有 源电子标签读写器中还可以集成蓝牙或WiFi等无线通信模块。另外,如果我们需要通过车 位有源电子标签读写器来对每辆车进行识别的话,每辆停放的车辆还有一个与车辆对应的 车载有源电子标签。这里的电子标签都采用电池供电,而这里的车位有源电子标签读写器 和其他设备都采用外供电的方式。
[0036] 系统工作原理
[0037]车位有源电子标签采用周期性睡眠,苏醒后主动向外以临界发射功率向同一车位 上的车位有源电子标签读写器发送自身ID信号,这里的睡眠苏醒周期一般为卜4左右秒钟。 而同一车位上的车位有源电子标签读写器通过ID编号捆绑的方式,只接收解析同一车位上 车位有源电子标签发来的ID信息,并且每隔1 _2秒钟就对在前6-20秒时间段内,接收到的车 位有源电子标签信号的丢包率进行统计。如果丢包率在很短的时间内发生了突然变化,例 如从3〇%以下增加到60%以上,(具体判别标准可通过测试决定),则可认为该车位上有车 辆进入停放,否则,则认为该车位为空车位。
[0038]由于上述的丢包率变化是否明显,在其他通信条件固定不变的情况下,与车位有 源电子标签的发射功率有关,过大或过小都不行。为了凸显车辆停放时带来的丢包率变化, 我们需要将车位有源电子标签的发射功率大小调整我们称之为临界发射功率的范围内。这 里的临界发射功率,是指车位有源电子标签在使用临界发射功率发射自身ID信号时,在该 车位上没有停车的情况下,对应的车位有源电子标签读写器,在一段预先设定时间段内,平 均能够接收到所述车位有源电子标签发射的85%以上的ID信号包;而当该车位上有车辆停 放时,所述车位有源电子标签读写器,在同样的时间段内,平均只能接收到所述车位有源电 子标签发射的不到30 %的ID信号包。
[0039]由于丢包率还将受到环境噪声变化的影响,使得原先调好的临界发射功率发生变 化。为此,本发明还通过自动校正的方式,对可能的因为环境噪声的变化对车位有源电子标 签临界发射功率的影响进行校正。即车位有源电子标签每发射若干个ID信号后,例如,每隔 5分钟,以还会通过监听对应的车位有源电子标签读写器的指令信号,包括监听回执的方 式,接收所述车位有源电子标签读写器发来的调整发射功率的指令。
[0040] 这里所述车位有源电子标签读写器是否需要向所述车位有源电子标签下达调整 发射功率的指令,是根据所述车位有源电子标签读写器在该车位有车停放与没有车辆停放 时,接收所述车位有源电子标签ID信号时的平均丢包率变化是否超过50%的限值来决定 的;当所述平均丢包率的变化小于50%的限值时,所述车位有源电子标签读写器,将在车位 上没有车辆停放的情况下,通过向所述车位有源电子标签,发送调高或调低所述车位有源 电子标签的ID信号发射功率的指令,来满足上述临界发射功率的定义要求;具体的做法是, 当所述车位上没有车辆停放时所述平均丢包率大于50%,则将所述电子标签的发射功率调 高,当所述车位上没有车辆停放时所述丢包率小于5 %时,则将所述电子标签的发射功率调 低,这里需要注意的是,小于5%的丢包率计算,需要较大的统计样本,例如进入统计的电子 标签连续发射的ID信号包总数至少不小于100。
[0041]另外,我们知道,电子标签使用的工作频率越高,波长越短,绕射能力越差,而在本 发明应用的场景,低的电磁波绕射能力,将进一步降低车位电子标签读写器,在有车辆停放 时接收电子标签信号的能力,因而我们将选用尽可能高的微波频段作为电子标签的工作频 率,例如2.4G或以上。同时,在本发明的应用场景,通信距离本身很近,<5米,为了尽可能的 减少电子标签的功耗,我们可以采用尽可能高的通信速率,使得电子标签每次发射ID信号 的时间尽可能的短,从而节省电池功耗。
[0042]为了解决停放车辆的定位问题(反向寻车),本发明采用了如下两种手段:
[0043] 1)直接利用每个车位上的车位有源电子标签读写器,读取车载电子标签的方式。 此时,车载电子标签将是一个可以与车位读写器通信的电子标签。车位有源电子标签读写 器在做出本车位已有车辆停放的判断后的一段有限的时间段内,还将读取该车辆所携带的 车载电子标签的ID信息,并将所读取到的车载电子标签的ID信息,连同本车位已经被占用 的信息,通过有线或无线方式传给后台计算机管理系统。为了减少车位有源电子标签读写 器可能读取到附近其他车位上停放车辆所携带的电子标签带来的错误,这里的车位有源电 子标签读写器,只在探测到有车辆进入到本车位停放后的一段非常有限的时间段内,在与 现有车位有源电子标签及车位有源电子标签读写器使用的相同,或不同的无线频道上,通 过主动读取或被动接收的方式,获取车载电子标签的ID信息。
[0044] 这里的车载电子标签,就是一个平常处于周期性睡眠苏醒后工作一瞬间(发射ID 或监听信号)的有源电子标签。车载电子标签还可以集成一个加速度或震动传感器,用于探 测携带自己的车辆是否处于行驶状态还是停放状态,从而做出相应的动作,包括:
[0045] a.当车载电子标签通过传感器探测到车辆从移动状态进入停车状态后,在一段短 的时间内,车载电子标签将在车位电子标签读写器的接收频道上,按照预先设定的个数,周 期性地连续发射若干个ID信号给车位有源电子标签读写器,必要时包括监听读写器发来的 回执。如果车载电子标签发射ID信号的个数,超过预先设定的数值,或接收到车位电子标签 读写器已经收到自己ID信号的回执,车载电子标签将停止发射ID信号,直到与之连接的加 速度或振动传感器发现携带自己的车辆己经被重新启动。 L0046] b •车载电子标签采用周期性睡眠,苏醒后在车位有源电子标签读写器接收车位有 源电子标签信号所使用频道上或其他不同频道上,监听来自车位电子标签读写器读取自己 ID的工作指令信号,在接收到车位电子标签读写器的工作指令信号后,向车位有源电子标 签读写器发射自身ID信号,并在监听到读写器已经接收到自己ID信号的回执后,或发射次 数或时间超过预先设定的限值后,停止发射,然后再返回到原来的周期性睡眠,苏醒后监听 信号一瞬间的状态,或者完全停止周期性睡眠苏醒后监听信号的工作状态,直到与之连接 的加速度或振动传感器探测到谢盖自己车辆己经被重新启动。
[0047]除此之外,为了尽可能避免车位电子标签读写器在读取车载电子标签ID时,读取 到停在本车位以外的其它车载电子标签的ID信息,从而造成错误,车位电子标签读写器还 通过控制与车载电子标签通信距离的方式,使其在读取车载电子标签ID信息时,不仅时间 有限,而且距离范围也有限。
[0048] 2)本发明还可在车位标签读写器中集成一个可以与一般智能手机进行近距离通 信的低功耗蓝牙模块,WiFi模块或其它无线通信模块。在车主将车辆停好后,启动手机中的 停车定位APP,利用一般手机中已有的蓝牙模块或ffiFi,模块,读取车位电子标签读写器的 ID信息,并将该信息储存在手机中,并利用手机停车定位APP展示车辆在停车场中的具体位 置,以便在离开时很容易找到自己停放的车辆;或者在读取到车位电子标签读写器的ID编 号后,手机中的停车定位APP自动将车主的手机号,以及车主所停车位号,上传给后台计算 机管理系统,并在车主需要查找自己所停车辆的位置时,可以通过停车定位APP,直接向车 主推送车主所需的停车位置信息。
[0049] 本发明的有益效果
[0050]相比现有超声波,红外或视频识别的方式来对地下停车场车位进行管理的方法, 本发明不仅综合成本更低,工作更可靠,而且解决了现有其他技术无法实现的车辆定位(反 向寻车),车位导航等精细化管理的需要。特别是为大量混合所有制,特别是居民小区停车 场等实现车位共享,车位预定提供了经济有效地解决方法,这对缓解城市停车难问题,无疑 具有重要意义。
[0051] —种应用于所述无线室内车位管理系统的方法,包括:
[0052] 1)分别在每个车位正中间的上下方安装车位有源电子标签读写器,和车位有源电 子标签,读写器最好安装在停车位天花板下方50厘米左右电源线管的位置,与车位占用指 示灯连接,同时通过线路电源供电。这个位置应该能够较好的利用汽车顶与上层楼板之间 的空间,建立车位读写器与连接后台计算机管理系统的无线通信。电子标签可通过在楼板 上钻孔的方式或其他方式安装。
[0053] 2)无线通信基站应该安装在能够与尽可能多的读写器建立较好无线通信,同时便 于与后台计算机进行通信连接的位置。
[0054] 3)计算机中安装车位管理软件,同时在相关计算机网络中安装车主手机可以自动 下载读取车位电子标签读写器ID的车位定位APP。
[0055] 4)车位占用指示灯与读写器中的单片机连接,接收读写器单片机的控制。当车位 被占用时可以显示红灯,可以使用时显示绿灯,车位空闲但已被预订时可显示黄灯。后台计 算机可通过与车位读写器之间的通信实现对车位指示灯的控制。
[0056] 5)车载电子标签可以预先固定安装在与停车有关的车辆挡风玻璃或其他尽可能 靠近车位读写器的位置,也可临时通过车库门禁管理员发放后,放在车辆前方仪表板上。
[0057] 6)车辆的占用情况可通过后台管理计算机发布在对外的网络管理平台上。并通过 后台计算机管理系统实时显示在车位导航显不屏上。
[0058] 在本发明所提供的上述实施例中,应该理解到,所掲露的装置和方法,可以通过其 它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅 仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如,多个模块或组件可以结 合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
[0059] 所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显 示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个 网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目 的。
[0060] 以上仅为本发明的实施例,但并不限制本发明的专利范围,尽管参照前述实施例 对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来而言,其依然可以对前述各具体实 施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本 发明说明书及附图内容所做的等效结构,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理 在本发明专利保护范围之内。

Claims (11)

1. 一种无线室内车位管理系统,其特征在于,包括:系统至少包括一个车位有源电子标 签,一个车位有源电子标签读写器,一个车位占用信息显示灯,和一个可与车位有源电子标 签读写器进行有线或无线通信连接的后台计算机管理系统;所述车位有源电子标签和对应 的车位有源电子标签读写器分别安装在停车位的下方和上方;所述车位有源电子标签和车 位有源电子标签读写器各自都有一个唯一的ID号;所述车位有源电子标签采用周期性睡眠 苏醒后在预先确定的无线通信频道上,按照预先设定的发射功率,向同一车位上方的车位 有源电子标签读写器发射包括自身ID在内的无线信号;而所述车位上方的车位有源电子标 签读写器,平常处于在与同一车位的车位有源电子标签通信的频道上,等待接收同一车位 的车位有源电子标签发来的ID信息,并与同一车位的车位有源电子标签ID号进行捆绑配 对,使得同一车位上的车位有源电子标签读写器,只接收解析来自同一车位的车位有源电 子标签发来的ID信息,而不接收任何其它车位有源电子标签发来的ID信息;系统利用所述 车位上停放的车辆,对该车位上的车位有源电子标签所发射信号的遮挡,使得所述车位有 源电子标签读写器在接收该车位上的车位有源电子标签发射的ID信号时丢包率的突然增 加,来判断该车位上是否停有车辆,并将判断结果通过有线或无线通信方式告知后台计算 机管理系统。
2. 根据权利要求1所述的无线室内车位管理系统,其特征在于:所述与车位有源电子标 签读写器进行有线或无线通信连接的后台计算机管理系统,采用了由一个或多个与之连接 的无线通信基站,与多个车位有源电子标签读写器,在不同于所述车位有源电子标签与车 位有源电子标签读写器使用的通信频道上,进行无线通信连接的方式,或利用每个车位有 源电子标签读写器里集成的WIFI无线通信模块,与对应的WIFI网络的通信,实现所述车位 有源电子标签读写器与后台计算机管理系统之间的通信连接;所述每个车位的车位有源电 子标签读写器还通过自己内部的CPU与该车位上方显示车位占用或预定与否的多色指示灯 连接,并根据该车位占用情况以及来自所述后台计算机管理系统发来的指令,对所述指示 灯进行控制。
3. 根据权利要求1或2任一项所述的无线室内车位管理系统,其特征在于,为了凸显车 位上汽车的停放给同一车位上车位有源电子标签读写器,在接收来自该车位的车位有源电 子标签发射的ID信号时带来的丢包率变化,所述车位有源电子标签和对应的车位有源电子 标签读写器之间的通信,使用了绕射能力相对较差的2.4G或以上的微波高频通信频段;与 此同时,所述车位有源电子标签的发射功率是可调的,而且使用了一种临界发射功率向同 一车位上的车位有源电子标签读写器发射自己的ID信号;这里的临界发射功率是指所述车 位有源电子标签,在使用所述临界发射功率发射自身ID信号时,在该车位上没有停车的情 况下,所述车位有源电子标签读写器,在一段预先设定时间段内,平均能够接收到所述车位 有源电子标签发射的85%以上的ID信号包,而当该车位上有车辆停放时,所述车位有源电 子标签读写器,在所述的时间段内,平均只能接收到所述车位有源电子标签发射的不到 30 %的ID信号包。
4. 根据权利要求3所述无线室内车位管理系统,其特征在于,为了减少外界环境噪声对 所述车位有源电子标签临界发射功率的影响,所述车位有源电子标签每发射若千个ID信号 后,还会通过监听所述车位有源电子标签读写器的指令信号,包括监听回执的方式,接收所 述车位有源电子标签读写器发来的调整发射功率的指令;这里所述车位有源电子标签读写 器是否需要向所述车位有源电子标签下达调整发射功率的指令,是根据所述车位有源电子 标签读写器在该车位有车停放与没有车辆停放时,接收所述车位有源电子标签ID信号时的 平均丢包率变化是否超过50 %的限值来决定的;当所述平均丢包率的变化小于50%的限值 时,所述车位有源电子标签读写器,将在车位上没有车辆停放的情况下,通过向所述车位有 源电子标签发送调高或调低所述车位有源电子标签的ID信号发射功率,来满足所述临界发 射功率的定义要求;具体的做法是,当所述车位上没有车辆停放时,所述平均丢包率大于 50%,则将所述车位有源电子标签的发射功率调高,当所述车位上没有车辆停放时所述丢 包率小于5 %时,则将所述车位有源电子标签的发射功率调低。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的无线室内车位管理系统,其特征在于,系统为了能对 停放在车位上车辆的身份进行识别,每辆停放在所述车位上的车辆都携带了一个可以与所 述车位有源电子标签读写器进行无线通信的车载有源电子标签,所述车位有源电子标签读 写器在做出本车位已有车辆停放的判断后,还将使用有限的时间来读取该车载有源电子标 签的ID信息,并将所读取到的车载有源电子标签的ID信息,连同本车位己经占用的信息传 给后台计算机管理系统。
6. 根据权利要求5所述的无线室内车位管理系统,其特征在于,所述车载有源电子标 签,就是一个平常处于周期性的睡眠,苏醒后在不同于所述车位有源电子标签读写器与车 位有源电子标签使用的通信频道上,监听指令信号一瞬间的有源电子标签,它可以与所述 车位有源电子标签读写器进行通信;当所述车位有源电子标签读写器,通过接收该车位上 车位有源电子标签发射的ID信号丢包率的变化,探测到该车位有车辆进入停放时,所述车 位有源电子标签读写器将启动读取车载有源电子标签身份ID的程序,包括近距离地连续在 一段超过车载有源电子标签睡眠苏醒周期的一段时间内,向车载有源电子标签发射唤醒及 读取ID的工作指令,以及等待接收来自所述车载有源电子标签返回的ID信息,并向其推送 回执的过程。
7. 根据权利要求5所述的无线室内车位管理系统,其特征在于,所述车载有源电子标 签,就是一个平常处于周期性的睡眠,苏醒后在不同于车位有源电子标签读写器与车位有 源电子标签的通信频道上发射自身ID信号的有源电子标签,它与一个用于判定车辆是否处 于行驶状态的加速度或振动传感器连接,当所述车位有源电子标签读写器,通过接收该车 位上车位有源电子标签发射的ID信号丢包率的变化,探测到该车位有车辆进入停放时,所 述车位有源电子标签读写器将跳转到车载有源电子标签发射信号的频道上,读取车载有源 电子标签身份ID信息,并在接收到所述车载有源电子标签ID信息后,将本车位已被携带该 ID号车载有源电子标签的车辆所占用的信息传给后台计算机管理系统后,然后重新回到与 本车位有源电子标签通信的频道上,接收来自本车位有源电子标签发来的ID信;与此同时, 当所述车载有源电子标签通过与之连接的传感器,探测到携带自己的车辆从行驶状态进入 到停放状态后,将以较小的发射功率,在上述的不同于车位有源电子标签读写器与车位有 源电子标签的通信频道上,周期性地连续在一段给定的时间内,向所述车位有源电子标签 读写器发射自身ID信号的同时,监听来自所述车位有源电子标签读写器己经接收到自身ID 信号的回执,并在接收到所述回执信号后,不再向外发射任何射频信号,直到与之连接的加 速度或振动传感器探测到携带自己的车辆已经重新进入行驶状态后,才重新回到原来的周 期性睡眠苏醒后发射自身ID信号一瞬间的低功耗状态。
8. 根据权利要求1或2所述的无线室内车位管理系统,其特征在于,所述有源电子标签 读写器,还集成了一个可以不依赖移动公网与一般智能手机实现近距离通信的无线通信模 块,包括但不限于低功耗蓝牙模块;当所述车位有源电子标签读写器探测到车位上有车进 入该车位停放时,所述车位有源电子标签读写器将启动与之连接的所述无线通信模块,等 待与车主手机中预先安装的停车定位APP进行信息交流;这里所述的信息交流包括但不限 于所述手机,向所述车位有源电子标签读写器发送所述手机的号码,或所述手机读取代表 本车位位置的车位有源电子标签读写器的ID编号信息;为了减少所述手机的号码被附近其 它车位有源电子标签读写器读到,或所述手机接收到附近其它车位有源电子标签读写器的 ID编号,所述车位有源电子标签读写器只有在探测到本车位有车停放后,才会启动与之相 连接的所述无线通信模块,使之在一段预先确定的有限时间段内,保持可与所述手机停车 定位APP进行通信的状态,并在确定获取到所述手机的相关信息后,立即关闭所述车位有源 电子标签读写器中所述的无线通信模块。
9. 一种应用于权利要求1-8任一项所述无线室内车位管理系统的方法,其特征在于,该 方法利用遮挡物阻断了有源电子标签与有源电子标签读写器之间高频射频信号的直接可 视传输,所造成的所述有源电子标签读写器在接收所述有源电子标签的信号时,丢包率的 突然变化来判断遮挡物的存在;为了凸显遮挡物存在给所述丢包率带来的变化,所述有源 电子标签所使用的无线通信频段以及所述有源电子标签的信号发射功率,是按照所述有源 电子标签与所述有源电子标签读写器之间在没有遮挡物与有遮挡物存在的情况下,所述有 源电子标签读写器,在接收与之对应的有源电子标签发射的信号时,丢包率将发生明显突 然的变化来设置的,包括但不限于采用尽可能高的无线通信频率,以及不高不低的临界发 射功率;而且为了避免附近其它有源电子标签和有源电子标签读写器,对所述有源电子标 签和所述有源电子标签读写器之间通信的干扰,所述有源电子标签与所述有源电子标签读 写器采用了彼此ID号捆绑的方式,使得所述有源电子标签读写器只接收解析与之ID号捆绑 的所述有源电子标签发来的信号。
10. 根据权利要求9所述的方法,其特征在于,为了识别所述遮挡物的身份,所述方法还 通过遮挡物监管人手机与所述有源电子标签读写器之间的近距离信息交流,间接地实现了 对所述遮挡物身份的识别;为了尽可能确保所述有源电子标签读写器是与相关的遮挡物监 管人手机而不是与其他无关手机进行通信,所述方法还将所述有源电子标签读写器与遮挡 物监管人手机之间的通信时间,限制在所述有源电子标签读写器,在刚刚做出有遮挡物进 入其与所述有源电子标签之间的空间位置的判断后的有限时间内,并且还通过限制所述有 源电子标签读写器与所述遮挡物监管人手机之间的通信距离方式,来减少可能来自远处的 其它有源电子标签读写器和遮挡物监管人手机对所述通信的干扰。
11. 根据权利要求9所述的方法,其特征在于,为了实现对所述遮挡物身份的识别,所述 方法还在所述遮挡物身上安装了,可与所述有源电子标签读写器进行无线通信的遮挡物电 子标签,所述有源电子标签读写器在与所述有源电子标签以及遮挡物电子标签通信时,分 别使用了不同的无线通信频道;并利用所述有源电子标签读写器对所述遮挡物电子标签ID 的读取,实现了对所述遮挡物身份的识别;为了尽可能确保所述有源电子标签读写器读取 的是相关的遮挡物电子标签ID,而不是其他无关的有源电子标签的ID,所述方法还将所述 有源电子标签读写器与所述遮挡物电子标签之间的通信时间,限制在所述有源电子标签读 写器在刚刚做出有遮挡物进入其与所述有源电子标签之间的空间位置判断后的有限时间 段内,并且还通过限制所述有源电子标签读写器与所述遮挡物电子标签之间的通信距离方 式,来减少可能来自远处其它有源电子标签读写器和遮挡物电子标签对所述通信的干扰。
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