CN109215143A - 基于物联网的电动汽车智能停车系统及管理办法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的电动汽车智能停车系统及管理办法，系统包括车位管理装置、电动汽车充电桩、停车场服务器、云端服务器、移动智能终端和道闸档杆系统，车位管理装置用于检测车位状态以及执行对车位的锁定和解锁；电动汽车充电桩用于电动汽车充电以及充电计费；停车场服务器用于采集停车场内充电桩信息、车位状态信息、转发和授权车位控制命令；云端服务器用于采集、发布车位状态信息，采集、监控充电桩信息，处理预约请求和费用支付信息；移动智能终端用于与所述云端服务器进行数据交互；道闸档杆系统用于识别车辆类型，控制车辆进出。本发明可以统一管理一个区域的电动汽车停车位资源，提高电动汽车专属停车位、充电桩的利用率。

Description

基于物联网的电动汽车智能停车系统及管理办法

技术领域

本发明属于智能停车领域，特别是一种基于物联网的电动汽车智能停车系统及管理办法。

背景技术

随着石油等能源的日益紧张和短缺，可持续发展理念的倡导，新能源的研发也越来越迫切。近年来电动汽车逐渐发展，成为当前重要的交通工具之一，发挥着非常重要的作用。经历了产业萌芽初创期后，以电动汽车为主的新能源汽车行业的发展已进入快车道，目前新能源车销量增长已越过拐点，开始进入爆发期。

然而，电动汽车的迅猛发展给我国城市交通基础设施建设带来了一系列新的问题，充电设施普及率低、停车位与充电桩一体化问题、对于电网的要求以及续航问题等成为制约我国城市交通进一步发展的绊脚石。快速激增的电动汽车数量确实给人们的出行和交通带来了高效与便利，但同时也使得城市电动汽车停放问题成为城市建设时的一个必须要考虑的难题。在当前电动汽车数量的增长速度远远超过停车位数量增长速度的大形势下，仅仅多建设公共停车场而不考虑停车效率问题是不够的，停车场的智能化、高效化已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的电动汽车智能停车系统及管理办法，实现对一块区域乃至一个城市的停车场的电动汽车专属停车位进行统一管理和对电动汽车专属停车位信息进行发布，用户可先预约再停车，提高电动汽车专属停车位利用效率。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于物联网的电动汽车智能停车系统，包括：

车位管理装置，用于检测车位状态以及执行对车位的锁定和解锁；

电动汽车充电桩，用于电动汽车充电以及充电计费；

停车场服务器，用于采集停车场内充电桩信息、车位状态信息、转发和授权车位控制命令；

云端服务器，用于采集、发布车位状态信息，采集、监控充电桩信息，处理预约请求和费用支付信息；

移动智能终端，用于与所述云端服务器进行数据交互；

道闸档杆系统，用于识别车辆类型，控制车辆进出；

所述车位管理装置、停车场服务器、云端服务器和移动智能终端之间通过无线连接。

一种基于物联网的电动汽车智能停车系统的管理方法，包括以下步骤：

S1，车位管理装置将检测到的车位信息发送至停车场服务器，停车场服务器将车位信息转发到云端服务器，云端服务器将车位信息对外发布；

S2，用户通过在移动智能终端上安装的应用程序申请注册，注册成功后，查询到合适车位，通过移动智能终端上的应用程序在线缴纳预约停车充电保证金；

S3，用户通过在移动智能终端上的应用程序预约车位，通过网络将预约车位的请求发送至云端服务器，云端服务器接收并处理用户请求，将锁定车位信息发送至停车场服务器，停车场服务器将所述信息发送至车位管理装置；

S4，车位管理装置接受并执行所述锁定车位信息，车位管理装置将已执行锁定命令的信息发送至停车场服务器，停车场服务器将所述信息转发至云端服务器；

S5，车辆进入停车场后，所述停车场服务器将智能车位锁和智能充电桩的控制权移交给用户，用户通过移动智能终端控制所述智能车位锁的升降和智能充电桩的充电过程，车辆行驶至预约车位前，用户通过所述移动智能终端上的应用程序控制智能车位锁放下，将电动汽车停放至预约车位；

S6，当车位检测器检测到车辆停车到位，向停车场服务器发送停车计时开始信号、实时停车费用信息，当智能充电桩的充电枪插入电动汽车充电槽，开始充电，智能充电桩向停车场服务器发送充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息，停车场服务器转发停车计时开始信号、实时停车费用信息和充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息至云端服务器，云端服务器转发停车计时开始信号、实时停车费用信息和充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息至移动终端，用户在所述移动智能终端的应用程序上查询实时的电池电量信息、停车、充电费用信息，同时可以中断充电过程。

S7，当车位检测器检测到车辆驶离车位，则向停车场服务器发送停车计时结束信号，当智能充电桩检测到充电枪离开电动汽车充电槽，则向停车场服务器发送充电计时结束信号，所述停车场服务器转发停车计时结束信号和充电计时结束信号至云端服务器，云端服务器计算出用户需支付的停车、充电费并发送至用户账号，用户驶离停车场时，在所述自助缴费终端上完成在线支付。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明通过车位管理装置对电动汽车专属停车位进行管理，确保电动汽车专属停车位被电动汽车使用，杜绝电动汽车专属停车位被非法占用的情况；(2)本发明通过车位管理装置对停车场电动汽车专属停车位的状态进行采集，停车场服务器收集车位的状态并把状态数据传到云端服务器，云端服务器将空闲车位的信息对外发布，用户通过网络可以查询车位状态，并可以预约某个停车场的空闲电动汽车专属停车位，云端服务器接收了用户的预约请求并处理，并对该停车场车位管理装置发出控制命令，等待用户到达预约车位处；(3)本发明通过无线网络将智能充电桩的充电信息实时分享给用户，用户可通过移动智能终端来实现对充电过程的控制，真正实现智能化充电；(4)本发明利用云平台强大的处理能力和处理速度整合管理一块区域甚至一座城市的停车场，支持网络查询车位，预约车位，自动锁定已预约成功的车位，车位状态检测，车位信息发布，车位授权控制，在线支付等一体化操作，提高停车场电动汽车专属车位的利用率，使电动汽车车主更容易找到停车充电点；(5)利用信息化手段实现对停车场电动汽车专属停车位统一管理，使得电动汽车专属停车位信息透明，将车位信息及时提供给用户，让原本紧张的电动汽车专属停车位流转起来，提高了电动汽车专属停车位利用效率。

附图说明

图1是本发明基于物联网的电动汽车智能停车系统的原理框图。

图2是智能充电桩的结构原理图。

图3是智能车位锁的结构原理图。

图4是车位检测器的结构原理图。

图5是本发明基于物联网的电动汽车智能停车系统的管理方法流程图。

图6是用户账号注册的具体工作流程图。

图7是车辆进入停车场的具体工作流程图。

具体实施方式

结合图1，一种基于物联网的电动汽车智能停车系统，包括：

车位管理装置，用于检测车位状态以及执行对车位的锁定和解锁；

电动汽车充电桩，用于电动汽车充电以及充电计费；

停车场服务器，用于采集停车场内充电桩信息、车位状态信息、转发和授权车位控制命令；

云端服务器，用于采集、发布车位状态信息，采集、监控充电桩信息，处理预约请求和费用支付信息；

移动智能终端，用于与所述云端服务器进行数据交互；

道闸档杆系统，用于识别车辆类型，控制车辆进出；

所述车位管理装置、停车场服务器、云端服务器和移动智能终端之间通过无线连接。

进一步的，所述道闸档杆系统包括车牌识别装置、自助缴费装置和道闸档杆控制装置，车牌识别装置、自助缴费装置和道闸档杆控制装置分别与停车场服务器无线连接，所述停车场服务器与道闸档杆系统联动控制。道闸档杆系统设置在室外停车场的出入口，当用户预约好车位后，到达停车场时，车牌识别装置会对用户的车牌进行识别，首先判别是否为新能源汽车专用车牌，然后将识别的将车牌信息上传到停车场服务器，与停车场服务器中的车牌号码进行匹配，若系统判别出该车辆为非电动汽车，则按传统汽车的方法取票停车；若停车场服务器判别出该车辆为电动汽车且有预约车位，则闸档杆控制装置升起档杆放行，同时停车场服务器将预约车位的智能车位锁和智能充电桩的控制权移交给用户；若停车场服务器判别出该车辆为电动汽车但无预约车位，则停车场服务器核查此时停车场空闲电动汽车停车位的数量，若此时停车场有空闲的电动汽车专属停车位，则用户取票，道闸档杆控制装置升起档杆放行，停车场服务器将一个电动汽车专属停车位的智能车位锁放下，若此时停车场没有空闲的电动汽车专属停车位，则按非电动汽车的方法取票停车。

进一步的，所述云端服务器包括用户管理单元、信息交互管理单元、信息发布单元、授权控制单元和费用支付单元；所述用户管理单元用于车位、充电桩和用户信息的管理；所述信息交互管理单元用于处理用户的请求、处理车位预定信息；所述信息发布单元用于发布当前时间车位状态信息和停车诱导信息；所述授权控制单元用于车位管理装置控制权的转换；所述费用支付处理单元用于处理停车费用、充电费用支付信息。

如图2所示，所述电动汽车充电桩包括第一微处理器单元、触摸液晶屏单元、语音单元、漏电保护单元、电池管理系统BMS、计费控制单元和第一通信单元，第一微处理器单元用于处理整个充电过程相关的指令；触摸液晶屏单元用于显示实时充电信息以及计费信息；语音单元用于操作提示和异常报警；漏电保护单元用于保障充电桩使用安全；电池管理系统BMS用于优化充电过程和监控电动汽车电池状态；计费控制单元用于计算充电服务费用以及实现在线支付；第一通信单元用于将充电桩的实时充电、计费信息发送至停车场服务器和云端服务器，第一通信单元为ZigBee单元。当充电枪插入电动汽车充电槽，在智能充电桩上点击开始时，智能充电桩开始进行充电计费，并将实时的充电费用和电动汽车电池电量信息通过ZigBee单元发送给停车场服务器，停车场服务器将实时的充电费用和电动汽车电池电量信息转发给云端服务器，云端服务器将实时的充电费用和电动汽车电池电量信息转发至移动智能终端，用户可以在线查看实时的充电费用和电动汽车电池电量信息，以便做出行决策。

进一步的，所述车位管理装置包括智能车位锁和车位检测器，智能车位锁用于对车位进行锁定和解锁，车位检测器用于检测车位状态。车位管理装置安装在每个车位的中前方位置，每排停车位间设置一处ZigBee路由器，各车位管理装置通过ZigBee路由器组成无线网络，经过ZigBee协调器与停车场服务器连接。

如图3所示，所述智能车位锁包括机械装置和控制模块，机械装置包括底座和档杆，控制模块包括第一电源单元、第二通信单元、第二微控制器单元、提示单元和机电动作单元，第二微控制器单元分别与第一电源单元、第二通信单元、提示单元和机电动作单元连接，所述第二通信单元为ZigBee单元，与停车场服务器通信；提示单元用于语音提示车位锁状态；机电动作单元用于控制档杆升降。

如图4所示，所述车位检测器包括第二电源单元、传感器单元、第三微控制器单元、第三通信单元，第三微控制器单元分别与第二电源单元、传感器单元、第三通信单元连接，第三通信单元为ZigBee单元，传感器单元用于检测车位状态；第三微控制器单元用于处理车位检测器车位状态信息，第三通信单元用于发送车位状态信息至停车场服务器。

如图5所示，一种基于物联网的电动汽车智能停车系统的管理方法，包括以下步骤：

S1，车位管理装置将检测到的车位信息发送至停车场服务器，停车场服务器将车位信息转发到云端服务器，云端服务器将车位信息对外发布；

S2，用户通过在移动智能终端上安装的应用程序申请注册，注册成功后，查询到合适车位，通过移动智能终端上的应用程序在线缴纳预约停车充电保证金；

S3，用户通过在移动智能终端上的应用程序预约车位，通过网络将预约车位的请求发送至云端服务器，云端服务器接收并处理用户请求，将锁定车位信息发送至停车场服务器，停车场服务器将所述信息发送至车位管理装置；

S4，车位管理装置接受并执行所述锁定车位信息，车位管理装置将已执行锁定命令的信息发送至停车场服务器，停车场服务器将所述信息转发至云端服务器；

S5，车辆进入停车场后，所述停车场服务器将智能车位锁和智能充电桩的控制权移交给用户，用户通过移动智能终端控制所述智能车位锁的升降和智能充电桩的充电过程，车辆行驶至预约车位前，用户通过所述移动智能终端上的应用程序控制智能车位锁放下，将电动汽车停放至预约车位；

S6，当车位检测器检测到车辆停车到位，向停车场服务器发送停车计时开始信号、实时停车费用信息，当智能充电桩的充电枪插入电动汽车充电槽，开始充电，智能充电桩向停车场服务器发送充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息，停车场服务器转发停车计时开始信号、实时停车费用信息和充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息至云端服务器，云端服务器转发停车计时开始信号、实时停车费用信息和充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息至移动终端，用户在所述移动智能终端的应用程序上查询实时的电池电量信息、停车、充电费用信息，同时可以中断充电过程。

S7，当车位检测器检测到车辆驶离车位，则向停车场服务器发送停车计时结束信号，当智能充电桩检测到充电枪离开电动汽车充电槽，则向停车场服务器发送充电计时结束信号，所述停车场服务器转发停车计时结束信号和充电计时结束信号至云端服务器，云端服务器计算出用户需支付的停车、充电费并发送至用户账号，用户驶离停车场时，在所述自助缴费终端上完成在线支付。

如图6所示，S2中用户账号注册的具体过程为：

S201，用户在移动智能终端上打开应用程序，点击注册，上传电动汽车车牌信息、电动汽车的行驶证、本人驾驶证照片至云端服务器；

S202，所述云端服务器接收到所述请求，审核上传的证件的有效性以及判别申请车辆是否为电动汽车，若上传证件有效且申请车辆为电动汽车，执行S203，否则，执行S204。

S203，注册成功；

S204，注册失败。

如图7所示，S5中车辆进入停车场的具体过程为：

S501，当用户驾车至停车场入口处，道闸档杆系统中的车牌识别装置识别用户的车牌，判别是否为新能源汽车专用车牌，若是，执行S502，若不是，则执行S505；

S502，道闸档杆系统将车牌信息上传到停车场服务器中，停车场服务器接收车牌信息并与预约的车牌信息进行比对，若匹配成功，执行S503，否则，执行S504；所述车位信息包括停车场名称、车位编号和到预约车位的诱导信息。

S503，道闸档杆控制装置升起档杆放行，同时停车场服务器将预约车位的智能车位锁和智能充电桩的控制权移交给用户；

S504，停车场服务器核查此时停车场空闲电动汽车停车位的数量，若此时停车场有空闲的电动汽车专属停车位，则用户取票，道闸档杆控制装置升起档杆放行，停车场服务器将一个电动汽车专属停车位的智能车位锁放下，若此时停车场没有空闲的电动汽车专属停车位，则执行S505；

S505，用户按非电动汽车的方法取票停车。

Claims (10)

1.一种基于物联网的电动汽车智能停车系统，其特征在于，包括：

车位管理装置，用于检测车位状态以及执行对车位的锁定和解锁；

电动汽车充电桩，用于电动汽车充电以及充电计费；

停车场服务器，用于采集停车场内充电桩信息、车位状态信息、转发和授权车位控制命令；

云端服务器，用于采集、发布车位状态信息，采集、监控充电桩信息，处理预约请求和费用支付信息；

移动智能终端，用于与所述云端服务器进行数据交互；

道闸档杆系统，用于识别车辆类型，控制车辆进出；

所述车位管理装置、停车场服务器、云端服务器和移动智能终端之间通过无线连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的电动汽车智能停车系统，其特征在于，所述道闸档杆系统包括车牌识别装置、自助缴费装置和道闸档杆控制装置，车牌识别装置、自助缴费装置和道闸档杆控制装置分别与停车场服务器无线连接，所述停车场服务器与道闸档杆系统联动控制。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的电动汽车智能停车系统，其特征在于，所述云端服务器包括用户管理单元、信息交互管理单元、信息发布单元、授权控制单元和费用支付单元；所述用户管理单元用于车位、充电桩和用户信息的管理；所述信息交互管理单元用于处理用户的请求、处理车位预定信息；所述信息发布单元用于发布当前时间车位状态信息和停车诱导信息；所述授权控制单元用于车位管理装置控制权的转换；所述费用支付处理单元用于处理停车费用、充电费用支付信息。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的电动汽车智能停车系统，其特征在于，所述电动汽车充电桩包括第一微处理器单元、触摸液晶屏单元、语音单元、漏电保护单元、电池管理系统BMS、计费控制单元和第一通信单元，第一微处理器单元用于处理整个充电过程相关的指令；触摸液晶屏单元用于显示实时充电信息以及计费信息；语音单元用于操作提示和异常报警；漏电保护单元用于保障充电桩使用安全；电池管理系统BMS用于优化充电过程和监控电动汽车电池状态；计费控制单元用于计算充电服务费用以及实现在线支付；第一通信单元用于将充电桩的实时充电、计费信息发送至停车场服务器和云端服务器，第一通信单元为ZigBee单元。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的电动汽车智能停车系统，其特征在于，所述车位管理装置包括智能车位锁和车位检测器，智能车位锁用于对车位进行锁定和解锁，车位检测器用于检测车位状态。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的电动汽车智能停车系统，其特征在于，所述智能车位锁包括机械装置和控制模块，机械装置包括底座和档杆，控制模块包括第一电源单元、第二通信单元、第二微控制器单元、提示单元和机电动作单元，第二微控制器单元分别与第一电源单元、第二通信单元、提示单元和机电动作单元连接，所述第二通信单元为ZigBee单元，与停车场服务器通信；提示单元用于语音提示车位锁状态；机电动作单元用于控制档杆升降。

7.根据权利要求5所述的基于物联网的电动汽车智能停车系统，其特征在于，所述车位检测器包括第二电源单元、传感器单元、第三微控制器单元、第三通信单元，第三微控制器单元分别与第二电源单元、传感器单元、第三通信单元连接，第三通信单元为ZigBee单元，传感器单元用于检测车位状态；第三微控制器单元用于处理车位检测器车位状态信息，第三通信单元用于发送车位状态信息至停车场服务器。

8.一种如权利要求1所述基于物联网的电动汽车智能停车系统的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，车位管理装置将检测到的车位信息发送至停车场服务器，停车场服务器将车位信息转发到云端服务器，云端服务器将车位信息对外发布；

S2，用户通过在移动智能终端上安装的应用程序申请注册，注册成功后，查询到合适车位，通过移动智能终端上的应用程序在线缴纳预约停车充电保证金；

S3，用户通过在移动智能终端上的应用程序预约车位，通过网络将预约车位的请求发送至云端服务器，云端服务器接收并处理用户请求，将锁定车位信息发送至停车场服务器，停车场服务器将所述信息发送至车位管理装置；

S4，车位管理装置接受并执行所述锁定车位信息，车位管理装置将已执行锁定命令的信息发送至停车场服务器，停车场服务器将所述信息转发至云端服务器；

S5，车辆进入停车场后，所述停车场服务器将智能车位锁和智能充电桩的控制权移交给用户，用户通过移动智能终端控制所述智能车位锁的升降和智能充电桩的充电过程，车辆行驶至预约车位前，用户通过所述移动智能终端上的应用程序控制智能车位锁放下，将电动汽车停放至预约车位；

S6，当车位检测器检测到车辆停车到位，向停车场服务器发送停车计时开始信号、实时停车费用信息，当智能充电桩的充电枪插入电动汽车充电槽，开始充电，智能充电桩向停车场服务器发送充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息，停车场服务器转发停车计时开始信号、实时停车费用信息和充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息至云端服务器，云端服务器转发停车计时开始信号、实时停车费用信息和充电计时开始信号、实时电池电量信息、充电费用信息至移动终端，用户在所述移动智能终端的应用程序上查询实时的电池电量信息、停车、充电费用信息，同时可以中断充电过程。

S7，当车位检测器检测到车辆驶离车位，则向停车场服务器发送停车计时结束信号，当智能充电桩检测到充电枪离开电动汽车充电槽，则向停车场服务器发送充电计时结束信号，所述停车场服务器转发停车计时结束信号和充电计时结束信号至云端服务器，云端服务器计算出用户需支付的停车、充电费并发送至用户账号，用户驶离停车场时，在所述自助缴费终端上完成在线支付。

9.根据权利要求8所述的管理方法，其特征在于，S2中用户账号注册的具体过程为：

S201，用户在移动智能终端上打开应用程序，点击注册，上传电动汽车车牌信息、电动汽车的行驶证、本人驾驶证照片至云端服务器；

S202，所述云端服务器接收到所述请求，审核上传的证件的有效性以及判别申请车辆是否为电动汽车，若上传证件有效且申请车辆为电动汽车，执行S203，否则，执行S204。

S203，注册成功；

S204，注册失败。

10.根据权利要求8所述的管理方法，其特征在于，S5中车辆进入停车场的具体过程为：

S501，当用户驾车至停车场入口处，道闸档杆系统中的车牌识别装置识别用户的车牌，判别是否为新能源汽车专用车牌，若是，执行S502，若不是，则执行S505；

S502，道闸档杆系统将车牌信息上传到停车场服务器中，停车场服务器接收车牌信息并与预约的车牌信息进行比对，若匹配成功，执行S503，否则，执行S504；所述车位信息包括停车场名称、车位编号和到预约车位的诱导信息。

S503，道闸档杆控制装置升起档杆放行，同时停车场服务器将预约车位的智能车位锁和智能充电桩的控制权移交给用户；

S504，停车场服务器核查此时停车场空闲电动汽车停车位的数量，若此时停车场有空闲的电动汽车专属停车位，则用户取票，道闸档杆控制装置升起档杆放行，停车场服务器将一个电动汽车专属停车位的智能车位锁放下，若此时停车场没有空闲的电动汽车专属停车位，则执行S505；

S505，用户按非电动汽车的方法取票停车。