CN108615399A - 互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，包括监控与测速模块、停车位数据采集模块、GPS定位模块、中央处理器、微信公众号与电子地图。本系统以ZigBee传输组网为核心，收集监控与测速模块、停车位数据采集模块、GPS定位模块的数据并传输到中央处理器中，经过处理将数据显示在特定的实时电子地图网页上，用户可由微信公众号打开推送网页，即可快速查询相应内容。本发明可以帮助驾驶员迅速准确地找到空闲停车位，并可以对驾驶员行驶车速进行有效监控，极大方便了驾驶员停车，节约了时间，保障了驾驶员与行人的安全。

Description

互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统

技术领域

本发明涉及电子控制领域、互联网技术，具体涉及一种互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统。

背景技术

随着社会快速发展和机动车保有量的迅速增加，泊车问题日益成为影响交通可持续发展的瓶颈。有智能停车系统的开发与应用越来越受到人们的重视。目前区域化停车普遍存在的问题是驾驶人无法及时、准确地获取剩余车位数量及具体位置信息。

ZigBee无线通信技术是一种近年来兴起的无线网络通信技术标准，2004年底由Zigbee联盟发布。而ZigBee技术相对于传统的无线通信技术如WiFi、蓝牙等，它的优点更为显著，主要表现在以下几个方面：(1)低功耗，在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长，这是Zigbee的突出优势，而蓝牙最多只能工作数周，WiFi只可工作数小时；(2)低成本，通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且Zigbee免协议专利费；(3)短时延，Zigbee的响应速度很快，一般从休眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能，相比较，蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s以上；(4)高容量，Zigbee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点。同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。因此，ZigBee通信技术相比传统通信技术更适用于面积一定的区域范围内智能停车系统的信息传输。

根据交通法规的要求，机动车辆在我国校园范围内必须低速行驶，然而因为缺乏行之有效的监测手段，只能主要依靠驾驶人的自觉，统计数据表明，校园范围内交通事故的原因分析中，因为机动车辆超速的接近54％，如能有效地监测且能主动给予警示的手段，则能在相当程度上降低校园交通事故率。此外，不容忽视的是，机动车在校园停车场泊车过程中，因为速度和视野盲区导致行人安全不能保障和汽车剐蹭现象频频发生，而现有的智能停车软件几乎没有关注到这个实际问题。

本发明针对校园环境的特点和要求，设计了一套汽车导航监控泊车一体化系统，优化信息传输通道，并在此基础上融入测速安全监控、电子地图智能显示等功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，以确保行车安全并引导驾驶员找到空闲停车位。该系统融合监控测速技术以及GPS定位技术，选用低成本高效能的ZigBee技术进行无线通信，减少了系统的能耗，优化了信息传输的效率与质量。

本发明采用的技术方案为：一种互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，该系统以ZigBee传输组网为核心，包括监控与测速模块、停车位数据采集模块、GPS定位模块、中央处理器、微信公众号与电子地图；

所述监控与测速模块用于监控校园范围内车辆行驶速度，若监测到车辆超速，则通过信息发送模块发送警告信息至驾驶人手机；同时进入停车场范围内后，监控已停车辆的情况，以防发生停车剐蹭；

所述停车位数据采集模块通过红外传感器监控车位状态，掌握车辆信息；

所述GPS定位模块由上述停车位数据采集模块所控制，当停车位数据采集模块反馈至GPS定位模块的信息为该停车位为空闲停车位，则GPS模块将该停车位位置信息发送至中央处理器；空闲停车位地理位置信息经由中央处理器处理后，通过微信公众号与驾驶人进行信息交互，驾驶人发送特定文字至该公众号，即可获得空闲停车位信息；车辆超速时，该公众号则反馈警告信息至驾驶人手机；

反映停车位信息的电子地图显示在网页上，该网页通过超链接与微信公众号连接；

所述ZigBee传输组网用于信息的传输交互。ZigBee的传输速率低，而且采用了休眠模式，所以ZigBee设备非常省电，其功耗远远低于其他无线设备。ZigBee通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，适用于对实时定位要求较高的应用。

作为优选，所述监控与测速模块主要由前段监控单元、数据传输单元、中心管理单元三部分组成。前段监控单元包括闪光灯、摄像机等负责采集信息；数据传输单元将前段监控单元的信息传输到中心管理单元；中心管理单元主要包括系统的管理软件及其存储设备，负责对传回的数据进行处理并将其存入数据库，便于以后车辆信息的汇总调取。

当车辆驶入监控区域，前端监控单元采集车辆通过的时间、速度等信息。当检测到车辆超速时，启动抓拍对超速车辆进行拍摄，并将车牌号码和车牌图像数据上传到中央处理器。前端监控单元获取的车辆行驶记录以及车辆图片通过ZigBee无线网络发送给中央处理器进行保存。中央处理器负责处理前端传回的车辆记录和图片信息。若当汽车经过监控区域时超速行驶，中央处理器将超速警告上传到网站从而对驾驶人起到警告和约束的作用。测速系统测速流程如图3所示。

另外，在停车位处竖杆中安装有摄像头，用于实时监控车位情况并保存一定时长内的视频录像，在停车期间若用户的车辆出现问题，车主可以通过系统的视频监控设备查看录像回放。

作为优选，所述停车位数据采集模块在每个停车位地面中央设有2个红外线发射器，两停车位之间设有一个竖杆，上置有左右各2个红外接收器，负责接收两个停车位的红外传输信号。当车辆驶入停车位时，红外线被遮挡无法照射接收器而产生一个电信号，ZigBee发射器将此信号上传至中央处理器，从而知晓停车情况。

作为优选，所述ZigBee传输组网大量传感节点部署在目标的邻近区域，通过自组织方式构成网络，协同形成对目标检测的感知视场。传感节点检测的目标信号经过本地处理后通过邻近节点多跳传输到观测节点。中央处理器通过网络与观测节点进行交互，观测节点可向传感器节点发布查询请求和控制指令，接收传感节点返回的目标信息。

作为优选，本系统通过扫描二维码关注微信公众号的方式加入，关注微信公众号之后，底部的菜单栏向用户展示对应系统的功能。点击需要的菜单栏后，会跳转到一个与系统相关联的网页链接中。该网页集合了本系统的所有数据，同时会加载出一个电子地图，将必要的信息展示在电子地图上，用户可直观地在地图上查询相关的信息。

作为优选，所述监控与测速模块与信息发射装备之间设有数模转换器，监控与测速模块将采集到的车速信息进行编码，然后由数模转换器转换成模拟信号，经由发射装备发射出去，再将信息编码成文字信息，通过信息发送模块将信息传递给用户。

现有的智能停车系统都有自己的特点，也有自己的弊端，不能完全解决“停车难“问题。鉴于此，本系统灵活地融合了监控测速技术以及GPS定位技术，巧妙运用ZigBee通信组网代替传统通信技术，达到了低功耗、实时性好、安全便民的互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统开发的目的。本系统拟解决的核心问题是：帮助驾驶人在校园范围内准确地获取特定区域范围内剩余车位数量及具体位置信息，并通过系统的导航功能与监控测速功能安全引导驾驶人找到空闲停车位。

有益效果：1)本发明可以帮助驾驶员迅速准确地找到空闲停车位，并可以对驾驶员行驶车速进行有效监控，极大方便了驾驶员停车，节约了时间，保障了驾驶员与行人的安全。2)本发明采用的ZigBee无线通信技术具有低功耗、低成本、短时延、高容量等优点，更加环保便捷。

附图说明

图1为本发明互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统示意图；

图2为本发明监控与测速模块的示意图；

图3为本发明监控与测速模块流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1为本发明的系统示意图。本系统以ZigBee传输组网为核心，收集监控与测速模块、停车位数据采集模块、GPS定位模块的数据并传输到中央处理器中，经过处理将数据显示在特定的实时电子地图网页上，用户可由微信公众号打开推送网页，即可快速查询相应内容。下面将分模块配合附图进行说明。

1、监控与测速模块

监控与测速模块主要由前段监控单元、数据传输单元、中心管理单元三部分组成。前段监控单元包括闪光灯、摄像机等负责采集信息；数据传输单元将前段监控单元的信息传输到中心管理单元；中心管理单元主要包括系统的管理软件及其存储设备，负责对传回的数据进行处理并将其存入数据库，便于以后车辆信息的汇总调取。

当车辆驶入监控区域，前端监控单元采集车辆通过的时间、速度等信息。当检测到车辆超速时，启动抓拍对超速车辆进行拍摄，并将车牌号码和车牌图像数据上传到中央处理器。前端监控单元获取的车辆行驶记录以及车辆图片通过ZigBee无线网络发送给中央处理器进行保存。中央处理器负责处理前端传回的车辆记录和图片信息。若当汽车经过监控区域时超速行驶，中央处理器将超速警告上传到网站从而对驾驶人起到警告和约束的作用。测速系统测速流程如图3所示。

另外，在停车位处竖杆中安装有摄像头，用于实时监控车位情况并保存一定时长内的视频录像，在停车期间若用户的车辆出现问题，车主可以通过系统的视频监控设备查看录像回放。

2、停车位数据采集模块

在每个停车位地面中央设有2个红外线发射器，两停车位之间设有一个竖杆，上置有左右各2个红外接收器，负责接收两个停车位的红外传输信号。当车辆驶入停车位时，红外线被遮挡无法照射接收器而产生一个电信号，ZigBee发射器将此信号上传至中央处理器，从而知晓停车情况。

3、GPS定位模块

该模块应用由空间部分、控制部分和用户部分组成。

1)空间部分

GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。GPS用户利用这些信号进行工作。

2)控制部分

GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能。监控的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态；注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。

3)用户部分(地面接收)

GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS系统。

本系统通过安装在各个停车位的GPS模块对其进行在线定位。

4、ZigBee传输组网

大量传感节点部署在目标的邻近区域，通过自组织方式构成网络，协同形成对目标检测的感知视场。传感节点检测的目标信号经过本地处理后通过邻近节点多跳传输到观测节点。中央处理器通过网络与观测节点进行交互，观测节点可向传感器节点发布查询请求和控制指令，接收传感节点返回的目标信息。

5、微信公众号与电子地图

本系统通过扫描二维码关注微信公众号的方式加入，关注微信公众号之后，底部的菜单栏向用户展示对应系统的功能。点击需要的菜单栏后，会跳转到一个与系统相关联的网页链接中。该网页集合了本系统的所有数据，同时会加载出一个电子地图，将必要的信息展示在电子地图上，用户可直观地在地图上查询相关的信息。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，其特征在于：该系统以ZigBee传输组网为核心，包括监控与测速模块、停车位数据采集模块、GPS定位模块、中央处理器、微信公众号与电子地图；

所述监控与测速模块用于监控校园范围内车辆行驶速度，若监测到车辆超速，则通过信息发送模块发送警告信息至驾驶人手机；同时进入停车场范围内后，监控已停车辆的情况，以防发生停车剐蹭；

所述停车位数据采集模块通过红外传感器监控车位状态，掌握车辆信息；

所述GPS定位模块由上述停车位数据采集模块所控制，当停车位数据采集模块反馈至GPS定位模块的信息为该停车位为空闲停车位，则GPS定位模块将该停车位位置信息发送至中央处理器；空闲停车位地理位置信息经由中央处理器处理后，通过微信公众号与驾驶人进行信息交互，驾驶人发送特定文字至该公众号，即可获得空闲停车位信息；车辆超速时，该公众号则反馈警告信息至驾驶人手机；

反映停车位信息的电子地图显示在网页上，该网页通过超链接与微信公众号连接；

所述ZigBee传输组网用于信息的传输交互。

2.根据权利要求1所述的互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，其特征在于：所述监控与测速模块主要由前段监控单元、数据传输单元、中心管理单元三部分组成；前段监控单元包括闪光灯、摄像机负责采集信息；数据传输单元将前段监控单元的信息传输到中心管理单元；中心管理单元包括系统的管理软件及其存储设备，负责对传回的数据进行处理并将其存入数据库，便于以后车辆信息的汇总调取；

当车辆驶入监控区域，前端监控单元采集车辆通过的时间、速度信息；当检测到车辆超速时，启动抓拍对超速车辆进行拍摄，并将车牌号码和车牌图像数据上传到中央处理器；前端监控单元获取的车辆行驶记录以及车辆图片通过ZigBee无线网络发送给中央处理器进行保存；中央处理器负责处理前端传回的车辆记录和图片信息；若当汽车经过监控区域时超速行驶，中央处理器将超速警告上传到网站从而对驾驶人起到警告和约束的作用；

另外，在停车位处竖杆中安装有摄像头，用于实时监控车位情况并保存一定时长内的视频录像，在停车期间若用户的车辆出现问题，车主可以通过系统的视频监控设备查看录像回放。

3.根据权利要求1所述的互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，其特征在于：所述停车位数据采集模块在每个停车位地面中央设有2个红外线发射器，两停车位之间设有一个竖杆，上置有左右各2个红外接收器，负责接收两个停车位的红外传输信号；当车辆驶入停车位时，红外线被遮挡无法照射接收器而产生一个电信号，ZigBee发射器将此信号上传至中央处理器，从而知晓停车情况。

4.根据权利要求1所述的互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，其特征在于：所述ZigBee传输组网大量传感节点部署在目标的邻近区域，通过自组织方式构成网络，协同形成对目标检测的感知视场；传感节点检测的目标信号经过本地处理后通过邻近节点多跳传输到观测节点；中央处理器通过网络与观测节点进行交互，观测节点向传感器节点发布查询请求和控制指令，接收传感节点返回的目标信息。

5.根据权利要求1所述的互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，其特征在于：本系统通过扫描二维码关注微信公众号的方式加入，关注微信公众号之后，底部的菜单栏向用户展示对应系统的功能；点击需要的菜单栏后，会跳转到一个与系统相关联的网页链接中；该网页集合了本系统的所有数据，同时会加载出一个电子地图，将必要的信息展示在电子地图上，用户可直观地在地图上查询相关的信息。

6.根据权利要求1所述的互联网+校园汽车导航监控泊车一体化系统，其特征在于：所述监控与测速模块与信息发射装备之间设有数模转换器，监控与测速模块将采集到的车速信息进行编码，然后由数模转换器转换成模拟信号，经由发射装备发射出去，再将信息编码成文字信息，通过信息发送模块将信息传递给用户。