CN108898881A

CN108898881A - 基于蓝牙广播和地磁监测的停车方法和地磁检测设备

Info

Publication number: CN108898881A
Application number: CN201810797542.4A
Authority: CN
Inventors: 弭强
Original assignee: Dynamic (beijing) Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Reciprocity Technology Co ltd
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2018-11-27

Abstract

本发明公布了一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法和设备，包括手机客户端、远程服务器和地磁检测设备；其中，地磁检测设备包括微处理器、地磁传感器、蓝牙广播模块、供电模块以及无线通信模块；当车辆靠近地磁检测设备时，会引起地磁检测设备附近的地磁场强度和方向发生变化；根据地磁场的变化，识别汽车停靠或驶离停车位。本发明可以实现车辆与停车位自动化绑定对应关系，进而可以实现逆向寻车、停车计时收费等功能。

Description

基于蓝牙广播和地磁监测的停车方法和地磁检测设备

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，涉及智能停车技术领域，尤其涉及一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法和设备。

背景技术

现有的停车位检测车辆是否停靠主要通过两种技术方法，一种是安装摄像头，通过视频处理识别车辆停靠，另一种是通过在地面安装地磁检测设备，通过车辆停靠会引起地磁变化的特性来判断车辆是否停靠。但通过地磁传感器变化监测停车位上是否有车辆停靠的方式存在的缺陷是无法自动匹配车辆与车位的对应关系，而车辆和车位的对应关系在逆向寻车、车位计时收费等应用中是必不可少的。为解决这一问题，现有的解决方案是通过在停车管理软件上人工手动输入停车位编号，或者在车辆上增加额外的设备(如专利申请号：201710455034.3公开的方法)，来实现车辆的停车位的对应，但这些方法都给用户停车带来不便，很难在实际场景中推广应用。

发明内容

为了克服上述现有停车技术的不足，本发明提供一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法和设备，通过本发明可以实现车辆与停车位自动化绑定对应关系，进而可以实现逆向寻车、停车计时收费等功能。

本发明的核心是：为解决检测车辆是否停靠过程中无法自动匹配车辆与车位的对应关系的问题，本发明将蓝牙广播和地磁传感器结合在一起，本发明将ibeacon作为蓝牙广播的一种形式，属于蓝牙广播，因此在本发明中使用的蓝牙广播包括ibeacon。当车辆停靠车位后，地磁传感器监测的地磁信息会受到车辆的影响而发生变化，根据这一变化判断是否有车辆停靠，当判断有车辆停靠时，通过蓝牙广播发送车辆停靠信息。由于车辆用户的手机一般都具有蓝牙通信功能，因此，在手机客户端完成停车操作时，手机会接收到蓝牙广播信息，该蓝牙广播信息中包含了车位信息，从而实现车辆与车位的绑定。逆向寻车或停车计时收费就可以根据这一绑定信息进一步实现。当车辆驶离停车位时，通过地磁传感器监测到地磁变化，由此监测到车辆驶离停车位，通过控制蓝牙模块发送蓝牙广播包，停车用户手机客户端接收到该蓝牙广播包的驶离停车位信息后作车辆驶离标志，完成停车计费。

本发明提供的技术方案是：

一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，包括手机客户端、远程服务器和地磁检测设备；其中，地磁检测设备包括微处理器、地磁传感器、蓝牙广播模块、供电模块以及无线通信模块，地磁传感器用来监测地磁场的变化，微处理器通过连接地磁传感器的数据接口读取地磁信息，并由微处理器通过数据分析判断是否有车辆停靠在该停车位上，蓝牙信息广播模块用于发送车位信息到车辆用户手机客户端上，供电部分为整套系统供电，无线通信模块是直接或者间接把地磁场信息以及车辆停靠信息发送到远程服务器，微处理器作为数据处理以及逻辑控制的单元。蓝牙模块发送的广播信息可以包含车位编号(或与车位一一对应的设备编号)、停车成功标志、驶离成功标志等信息中的一个或多个。可将地磁检测设备组装在一个小盒子(可不同形状，如圆形)中，可以安装在停车位地面、停车位的侧面、前面或后面，也可以安装在停车位的顶部。当车辆靠近地磁检测设备时，会引起地磁检测设备附近的地磁场强度和方向发生变化。根据地磁场的变化，识别汽车停靠或驶离停车位。

地磁检测设备中，微处理器可以采用STM32系列微处理器、MSP430系列微处理器等各种微处理器；地磁传感器可以是HMC5883L、LIS3MDL等各种磁力计；蓝牙可以采用带Ibeacon功能的各种芯片，如CC2541等；供电可以采用锂亚硫酰氯等各种类型电池；无线通信模块可以是lora无线模块、NB-IOT等各种无线通信模块。

基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备在工作时，具体执行如下操作：

1)当车辆驶入停车位后，该设备的地磁传感器监测到车辆停靠，开启蓝牙广播模块并广播车位编号信息和停靠完成标志信息；当手机接收到这个信息就知道车辆停靠在这个车位上了。

2)当车辆用户的手机客户端接收到唯一的车位编号广播信息，手机客户端记录并保存车位编号，完成停车过程；

3)当车辆用户的手机客户端接收到两个或两个以上车位编号广播信息时，则车辆用户手机客户端显示当前接收到的全部车位编号，用户选择停靠的实际车位编号，手机客户端记录保存车位编号，完成停车；

4)当车辆用户要取车时，可以通过手机客户端记录的车位编号，在手机客户端显示车辆位置并指引用户到达停车位；

5)当车辆用户驶离车位时，该设备的地磁传感器监测到车辆驶离，开启蓝牙信息广播模块并广播车位编号信息和车辆驶离信息；

6)用户手机客户端接收到步骤5)的广播信息，并与停车时记录的车位编号信息进行对比，对比成功后完成驶离过程；

7)根据停车场计费规则完成收费。

上述检测过程中，车辆的停靠或者驶离会引起地磁传感器输出信号的变化，由微处理器检测到变化并做出判断，然后通过地磁检测设备的无线通信模块发送到远程服务器。服务器统计车位占用情况，并将车位占用信息发送到手机客户端，用于客户端用户寻找车位。

上述检测过程可采用节能模式，蓝牙广播模块只在车辆停靠或驶离停车位的一小段时间内开启并发送广播信息。具体地，微处理器每隔一段时间读取地磁传感器中的磁场数值，当判断车辆停靠或者驶离时，微处理器控制蓝牙模块开启并发送蓝牙广播信息，发送一段时间后，微处理器控制关闭蓝牙广播。如果不考虑功耗，也可以通过蓝牙广播模块连续发送广播信息，通过广播信息中的停靠完成标志信息和车辆驶离信息，告知车辆用户手机客户端当前使用的车位，从而区分开蓝牙广播模块广播的其他车位的信息。

更进一步，通过地磁检测设备内的蓝牙广播模块发送广播信息，手机接收到广播信息后，可以利用已知的发送设备的位置信息以及发送信号强度，再利用三角定位等算法，即可实现停车场内部的定位，从而避免了地下停车场不能通过卫星定位以及及时能够通过卫星定位但精度不足的问题。

具体地，停车场内部的定位可执行如下操作：

11)在安装地磁检测设备时，测量得到每个地磁检测设备的坐标(x_i,y_i)；

12)手机接收到地磁检测设备发送的ibeacon信息，并选择其中的3个，获取信号强度值RSSI；

13)根据RSSI值计算手机与每个地磁检测设备之间的距离r，分别为r₁、r₂、r₃:

r＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n)) (式1)

其中，r为手机与每个地磁检测设备之间的距离，单位是m；r分别表示r₁、r₂、r₃；RSSI为接收的rssi信号的强度值，为负数；A为距离探测设备1m时的rssi信号的强度值的绝对值，最佳范围在45-49之间；n为环境衰减因子，可通过测试矫正，最佳范围在3.25-4.5之间。

14)手机根据蓝牙广播模块中ibeacon包含的设备号获知设备坐标；

15)已知三个地磁检测设备的坐标、手机与这三个设备的距离，求以手机为圆心、以手机分别与三个地磁检测设备的距离为半径的三个圆的交点，即得到手机的坐标：

(x₁–x)^2+(y₁-y)^2＝r₁^2

(x₂–x)^2+(y₂-y)^2＝r₂^2

(x₃–x)^2+(y₃-y)^2＝r₃^2 (式2)

其中，手机的坐标为(x,y)；三个地磁检测设备的坐标分别为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；r₁、r₂、r₃分别为手机与三个地磁检测设备的距离。

通过式2求得手机的坐标，即可实现对使用手机的车辆用户的定位。

同理，可以根据地磁检测设备的三维坐标，手机通过接收四个地磁检测设备发送的ibeacon信息，计算得出手机当前位置的三维坐标。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法和设备，通过本发明可以克服现有的通过地磁传感器变化监测停车位上车辆停靠中无法自动匹配车辆与车位对应关系的缺陷，实现车辆与停车位自动化绑定对应关系，进而可以便捷地实现逆向寻车、停车计时收费等功能。

附图说明

图1为本发明提供的地磁检测设备的组成结构框图。

图2为本发明实施例在路侧停车场地面安装基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车地磁检测设备的安装示意图。

图3是本发明实施例中停车地磁检测设备安装在停车位的侧面和前面位置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例进一步描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。

本发明提供一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法和地磁检测设备，通过本发明可以克服现有的通过地磁传感器变化监测停车位上车辆停靠中无法自动匹配车辆与车位对应关系的缺陷，实现车辆与停车位自动化绑定对应关系，进而可以实现逆向寻车、停车计时收费等功能。

图1为本发明提供的地磁检测设备的结构组成框图。该设备包括微处理器、地磁传感器、蓝牙广播模块、供电部分以及无线通信模块，地磁传感器用来监测是否有车辆停靠在该停车位上，蓝牙广播模块用于发送车位信息到车辆用户手机客户端上。蓝牙模块发送的广播信息可以包含车位编号(或与车位一一对应的设备编号)、停车成功标志、驶离成功标志等信息中的一个或多个。

在路侧停车位或者停车场的停车位安装上述地磁检测设备，可以安装在停车位的下方(地埋式)，或者停车位的一侧，或者停车位的上方。图2为本发明实施例在路侧停车场地面安装基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车地磁检测设备的安装示意。图3所示是将停车地磁检测设备安装在停车位的侧面或前面的位置。

将基于蓝牙广播和地磁监测的地磁检测设备用于停车时，包括地磁检测设备、手机客户端和远程服务器。当地磁检测设备的地磁传感器监测到车辆在停车位停放或驶离停车位时，地磁场发生变化，地磁传感器根据地磁场的变化判断是否有车辆停放。

当车辆驶入停车位时，地磁检测设备通过地磁传感器监测到驶入车辆，并开启蓝牙广播，广播发送车位编号，停车用户的手机客户端无需蓝牙配对过程就可以直接接收到该广播信息，省去了蓝牙配对带来的不便，如果手机客户端只收到一个广播车位编号，则自动记录，通过手机客户端通知用户停车完成，客户端记录收到的车位编号。

当车辆用户取车但忘记车辆位置，需要逆向寻车时，开启手机客户端，查找车辆位置，客户端根据记录的车位编号信息，展示车辆停放位置，并引导用户到达该车位。这个过程实现的前提是，地磁检测设备发送的车位编号在手机或服务器中有记录，这样才能根据记录的车位编号信息找到停车位置。

若用户开车驶离车位，地磁传感器监测到驶离信息，开启蓝牙广播，发送车位编号，手机客户端接收到该编号，与存储的停车时编号进行比对，比对成功后，完成驶离过程。

如果是即时付费停车位，由于车辆的停靠、驶离等信息都会通过设备的无线通信模块直接或间接发送到远程服务器，因此，计费过程可以由手机客户端完成或者服务器完成计费并发送到客户端，完成收费过程。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，包括手机客户端、远程服务器和地磁检测设备；当车辆靠近地磁检测设备时，引起地磁检测设备附近的地磁场强度和方向发生变化；根据地磁场信息的变化，识别汽车停靠或驶离停车位；

其中，地磁检测设备包括微处理器、地磁传感器、蓝牙广播模块、供电模块和无线通信模块；地磁传感器用于监测地磁场的变化；微处理器作为数据处理和逻辑控制的单元，通过连接地磁传感器的数据接口读取地磁信息，通过数据分析判断是否有车辆停靠在停车位上；蓝牙广播模块包括ibeacon，用于发送停车位信息到车辆用户的手机客户端上；无线通信模块用于将地磁场信息及停车位信息直接或者间接地发送到远程服务器；供电模块为整套地磁检测设备供电。

2.如权利要求1所述基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，其特征是，蓝牙广播模块发送的广播信息包括车位编号或与车位一一对应的设备编号、停车成功标志、驶离成功标志信息中的一个或多个。

3.如权利要求1所述基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，其特征是，将地磁检测设备配置于一个小盒子中，安装在停车位地面或顶部。

4.如权利要求1所述基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，其特征是，将地磁检测设备安装在停车位的侧面、前面或后面。

5.如权利要求1所述基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，其特征是，微处理器为STM32系列微处理器、MSP430系列微处理器中的一种；地磁传感器是HMC5883L、LIS3MDL磁力计中的一种。

6.如权利要求1所述基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，其特征是，蓝牙广播模块为带Ibeacon的芯片，优选为CC2541蓝牙模块；无线通信模块采用lora无线模块、NB-IOT无线模块中的一种；供电模块采用锂亚硫酰氯电池。

7.一种基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法，利用基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车设备，当车辆靠近地磁检测设备时，引起地磁检测设备附近的地磁场强度和方向发生变化；根据地磁场信息的变化，识别汽车停靠或驶离停车位；执行如下操作：

1)将地磁检测设备安装在停车位地面或顶部；地磁检测设备包括微处理器、地磁传感器、蓝牙广播模块、供电模块和无线通信模块；地磁传感器用于监测地磁场的变化；微处理器作为数据处理和逻辑控制的单元，通过数据分析判断是否有车辆停靠在停车位上；蓝牙广播模块用于发送停车位信息到车辆用户的手机客户端上；无线通信模块用于将地磁场信息及停车位信息直接或者间接地发送到远程服务器；供电模块为整套地磁检测设备供电；

2)当车辆驶入停车位后，地磁传感器监测到车辆停靠，蓝牙广播模块广播车位编号信息和停靠完成标志信息；

3)当车辆用户的手机客户端接收到蓝牙广播模块广播的车位编号广播信息，手机客户端记录并保存车位编号，完成停车过程；若车辆用户的手机客户端接收到两个或两个以上车位编号广播信息，则车辆用户手机客户端显示当前接收到的全部车位编号，车辆用户选择停靠的实际车位编号，手机客户端记录保存车位编号，完成停车过程；

4)当车辆用户要取车时，可通过手机客户端记录的车位编号，在手机客户端显示车辆位置并指引用户到达停车位；

5)当车辆用户驶离车位时，地磁传感器监测到车辆驶离，开启蓝牙信息广播模块并广播车位编号信息和车辆驶离信息；

6)用户手机客户端接收到步骤5)的广播信息，与停车时记录的车位编号信息进行对比，对比成功后完成驶离过程；

7)根据停车场计费规则完成收费。

8.如权利要求7所述的基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法，其特征是，当车辆停靠或驶离停车位时，引起地磁传感器输出信号的变化，由微处理器检测到变化，通过数据处理分析识别是否有车辆停靠在停车位上，再通过无线通信模块发送到远程服务器；远程服务器统计车位占用信息，并将车位占用信息发送到手机客户端，由此实现车位定位，用于客户端用户寻找车位。

9.如权利要求8所述的基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法，其特征是，蓝牙广播模块可采用节能模式，只在车辆停靠或驶离停车位的一段时间内开启并发送广播信息；或蓝牙广播模块连续发送广播信息，通过广播信息中的停靠完成标志信息和车辆驶离信息，使得车辆用户手机客户端获知当前使用的车位，从而通过蓝牙广播模块的广播区分当前使用的车位与其他车位。

10.如权利要求8所述的基于蓝牙广播和地磁车位监测的停车方法，其特征是，通过蓝牙广播模块发送广播信息，手机客户端接收到广播信息后，利用已知的发送设备的位置信息及发送信号强度，通过三角定位方法，实现停车场内部的定位；具体执行如下操作：

r＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n)) (式1)

(x₁–x)^2+(y₁-y)^2＝r₁^2

(x₂–x)^2+(y₂-y)^2＝r₂^2

(x₃–x)^2+(y₃-y)^2＝r₃^2 (式2)

其中，手机的坐标为(x,y)；三个地磁检测设备的坐标分别为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；r₁、r₂、r₃分别为手机与三个地磁检测设备的距离；通过手机的坐标，即可实现对使用手机的车辆用户的定位。