CN110136468B - 一种大型停车场寻车装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车场管理技术领域，提供了一种大型停车场寻车装置和方法，包括zigbee发送模块：所述zigbee发送模块为zigbee设备类型中的协调器模块，设置在车辆内，用于建立一个zigbee网络，等待终端模块连接到网络；zigbee接收模块：所述zigbee接收模块为zigbee设备类型中的终端模块，由车主随身携带，用于加入到所述zigbee发送模块建立的zigbee网络，并从所述zigbee发送模块获取RSSI值，然后根据RSSI值计算出与所述zigbee发送模块之间的实时距离，并进行显示，所述RSSI值表示接收信号的强度。本发明使用方便，成本低廉，对停车场设备没有任何要求，可以广泛应用于停车场管理技术领域。

Description

一种大型停车场寻车装置和方法
技术领域
本发明属于车场管理技术领域，具体涉及一种大型停车场寻车装置和方法。
背景技术
随着汽车使用数量的增加，停车场的建设规模也越来越大，在方便了车主停车的同时也带来一个问题，这就是人们在处理完自己的事情后，经常会忘记自己的停车位置，很多停车场并没有车辆定位系统，在这样停车场寻车非常困难，车主在寻找自己车辆上很容易浪费了大量时间。
目前车场寻车系统可以采用全球定位系统（The Global Positioning System,GPS）定位，技术非常成熟，使用方便，但是在室内、特别是地下室停车场，GPS信号不能覆盖，导致定位失败。移动通信基站定位也存在信号覆盖问题，其定位精度依赖基站数量和分布，有时候误差能达到1公里。wifi基站定位需要布置大量的WIFI基站，RFID定位需要安装大量的标签来记录车辆行走路径，视频探测定位需要安装大量的摄像头和通信网络。这些方案都需要对车场进行大规模改造，成本高，施工难度大。此外，市面上也出现了zigbee相关车场定位的系统，但都是需要建立大量zigbee基站，复杂的组网，增加大量的成本。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种大型停车场寻车装置，以实现对停放在大型停车场的车辆准确定位和寻车功能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种大型停车场寻车装置，其特征在于，包括：
zigbee发送模块：所述zigbee发送模块为zigbee设备类型中的协调器模块，设置在车辆内，用于建立一个zigbee网络，等待终端模块连接到网络；
zigbee接收模块：所述zigbee接收模块为zigbee设备类型中的终端模块，由车主随身携带，用于加入到所述zigbee发送模块建立的zigbee网络，并从所述zigbee发送模块获取RSSI值，然后根据RSSI值计算出与所述zigbee发送模块之间的实时距离，并进行显示，所述RSSI值表示接收信号的强度。
所述zigbee接收模块内设置有通信模块，校准模块，距离计算模块和显示模块，所述通信模块用于实现无线数据的收发和RSSI值的获取，所述校准模块用于根据距离校准时通信模块接收到的至少两组不同距离下的RSSI值，通过校准公式计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n，并发送到所述距离计算模块，所述距离计算模块用于根据实时RSSI值，利用距离计算公式计算得到zigbee接收模块与zigbee发送模块之间的距离d；
所述校准模块应用的校准公式为：RSSI=A-10nlg(d/d0)，其中d0表示单位距离值，所述距离计算公式为：d=d0*10(A-RSSI)/10n。
所述zigbee接收模块上设置有校准按钮，所述校准按钮与所述通信模块电连接，所述校准按钮用于在到达校准距离位置时触发所述通信模块提取RSSI值并发送到所述校准模块，所述校准模块用于根据所述通信模块被触发时发送的RSSI值和对应的校准距离值，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n。
所述zigbee接收模块上设置有校准按钮和键盘，所述校准按钮和键盘与所述校准模块连接，所述校准按钮用于确定校准时刻，所述键盘用于输入校准时刻的距离值d，所述校准模块用于根据所述校准按钮的按下时刻RSSI值，和键盘输入的对应距离值d，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n。
所述校准次数为至少2次。
所述zigbee接收模块的硬件模块包括主芯片CC2530，电源管理模块、电源检测模块、供电电池、显示模块、天线、LED指示灯、晶振和蜂鸣器。
本发明还提供了一种大型停车场寻车方法，采用上述的一种大型停车场寻车装置，包括以下步骤：
S1、离开车辆前，将放置在车辆内的zigbee发射模块打开，下车后把随身携带zigbee接收模块打开，使发射模块和接收模块组网；
S2、离开车位一定距离时，按下校准键；离开车位到另一个距离时，再次按下校准键；校准模块根据两次按键时的RSSI值和对应的距离值，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n的值；
S3、关掉zigbee接收模块，直至需要寻车时，打开zigbee接收模块，使发射模块与接收模块自组网；
S4、通过zigbee接收模块上显示的实时距离值的变化，调整行走方向为实时距离值减小的方向，直至找到车辆。
所述步骤S4的具体方法为：沿一个方向向前行走，观察zigbee接收模块上显示的实时距离值是否变小，若变小，则不改变行走方向，若不变小，则改变行走方向为相反；若变小到一定值后又开始变大，则改变行走方向为与之前的方向垂直，并观察zigbee接收模块上显示的实时距离值是否变小，若变小，则不改变行走方向继续向前直至找到车辆，若变大，则改变行走方向直至找到车辆。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供了一种大型停车场寻车装置，包括放置车内和随身携带的一对zigbee无线收发模块，这对zigbee无线收发模块自组网，根据RSSI无线测距原理，测量驾驶员和车辆相对距离，通过距离的变化指导车主调整寻车方向，可以协助驾驶员快速寻找到自己车辆所在位置；本发明不论在室外停车场还是地下停车场都可以使用，不需要停车场设置wifi基站，zigbee基站，也不需要GPS和电信基站覆盖，使用方便，成本低廉，对停车场设备没有任何要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的寻车装置中其中一个zigbee无线收发模块的结构框图；
图2为本发明实施例提供的寻车装置中zigbee接收模块的硬件结构框图；
图3为本发明实施例提供的寻车方法的工作流程图；
图4为本发明实施例提供的寻车方法的寻车原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做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所示，本发明实施例提供了一种大型停车场寻车装置，包括：
zigbee发送模块：所述zigbee发送模块为zigbee设备类型中的协调器模块，设置在车辆内，用于建立一个zigbee网络，等待终端模块连接到网络；
zigbee接收模块：所述zigbee接收模块为zigbee设备类型中的终端模块，由车主随身携带，用于加入到所述zigbee发送模块建立的zigbee网络，并从所述zigbee发送模块获取RSSI值，然后根据RSSI值计算出与所述zigbee发送模块之间的实时距离，并进行显示，所述RSSI值表示接收信号的强度。
具体地，本实施例中，所述zigbee接收模块内设置有通信模块，校准模块，距离计算模块和显示模块，所述通信模块用于实现无线数据的收发和RSSI值的获取，所述校准模块用于根据距离校准时通信模块接收到的至少两组不同距离下的RSSI值，通过校准公式计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n，并发送到所述距离计算模块，所述距离计算模块用于根据实时RSSI值，利用距离计算公式计算得到zigbee接收模块与zigbee发送模块之间的距离d。
具体地，本实施例中，采用的是RRSI(Received Signal Strength Indication)测距原理，即接收信号强度指示和无线收发距离满足如下关系：
RSSI=A-10*n*lg(d/d0)；（1）
其中RSSI为距离为d时的接收信号强度（dbm），A为距离为d0（1m）接收信号强度（dbm），n是路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速率。它的值依赖于环境和建筑物的的类型,属于经验值。对（1）式进行变形，可以得到距离与信号强度关系为：
d=d0*10(A-RSSI)/10n；（2）
因此，通过（1）式可以知道，当有两组无线收发距离值d和对应的RSSI值时，可以计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n；然后将单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n代入（2）式，即可以知道距离与RSSI值之间的对应关系，实际上，zigbee接收模块与zigbee发送模块进行实时通讯时，其RSSI值是可以实时记录的，也就是说，通过校准模块，距离计算模块根据RSSI值实时计算得到无线收发距离。此外，也可以通过多组无线收发距离值d和对应的RSSI值，利用最小二乘法或者其他方法拟合得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n。
进一步地，如图2所示，所述zigbee接收模块硬件模块包括主芯片CC2530，电源管理模块、电源检测模块、供电电池、显示模块、天线、LED指示灯、晶振和蜂鸣器。zigbee发送模块的硬件与接收模块基本相同，但其不具有显示器，蜂鸣器。此外，zigbee发送模块为zigbee设备类型中的协调器模块，被设置为用于建立zigbee网络，等待终端模块连接到网络；所述zigbee接收模块被设置为zigbee设备类型中的终端模块，用于加入到所述zigbee发送模块建立的zigbee网络，并通过从网络获取的RSSI值来计算无线收发距离。其中，显示模块可以为液晶显示屏，其用于显示距离值，当进行寻车时，越来越接近车辆时，蜂鸣器越急促，指示灯闪烁频率越快。
进一步地，本实施例中，所述zigbee接收模块上设置有校准按钮，所述校准按钮与所述通信模块电连接，所述校准按钮用于在到达校准距离位置时触发所述通信模块提取RSSI值并发送到所述校准模块，所述校准模块用于根据所述通信模块被触发时发送的RSSI值和对应的校准距离值，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n。
如图3所示，本实施例还提供了一种大型停车场寻车方法，采用如上所述的一种大型停车场寻车装置，其包括以下步骤：
S1、离开车辆前，将放置在车辆内的zigbee发射模块打开，下车后把随身携带zigbee接收模块打开，使发射模块和接收模块组网。
S2、离开车位一定距离时，按下校准按钮；离开车位到另一个距离时，再次按下校准按钮；校准模块根据两次按键时的RSSI值和对应的距离值，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n的值。
其中，第一个校准距离可以为5m，第二个校准距离可以为10m，也就是说，离开zigbee发送模块大概5m时，需要按下校准按钮一次，校准模块从通讯模块中读取对应的RSSI值，然后离开zigbee发送模块大概10m时，需要再次按下校准按钮，校准模块从通讯模块中读取对应的RSSI值，两组校准值即可以得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n，即可以得到距离与RSSI值之间的对应关系。
S3、关掉zigbee接收模块，直至需要寻车时，打开zigbee接收模块，使发射模块与接收模块自组网；
S4、通过zigbee接收模块上显示的实时距离值的变化，调整行走方向为实时距离值减小的方向，直至找到车辆。
如图4所示，假设车辆位于D点，车主位于A点，车库的道路为水平或竖直，与坐标轴平行，当车主沿水平坐标轴方向向右行走时，显示的无线收发距离值为减小，从A点到B点再到C点时，无线收发距离值均为减小，当车主超过C点继续向前行走时，无线收发距离会增大，则提醒车主改变行走方向为沿竖直坐标轴方向的道路行走。也就是说，通过本实施例提供的寻车装置和寻车方法，可以保证车主在寻车时不走冤枉路，可以快速找到车辆。
因此，步骤S4的具体方法为：沿一个方向向前行走，观察zigbee接收模块上显示的实时距离值是否变小，若变小，则不改变行走方向，若不变小，则改变行走方向为相反；若变小到一定值后又开始变大，则改变行走方向为与之前的方向垂直，并观察zigbee接收模块上显示的实时距离值是否变小，若变小，则不改变行走方向继续向前直至找到车辆，若变大，则改变行走方向直至找到车辆。一般，经过两次路线的变化，即可以顺利的找到车辆。
实施例二
本发明实施例二提供了一种大型停车场寻车装置，其结构与实施例基本相同，不同的是，本实施例中，所述zigbee接收模块上还设置有键盘，所述键盘与所述校准模块连接，所述键盘用于输入校准时刻的距离值d，所述校准模块用于根据所述校准按钮的按下时刻RSSI值，和键盘输入的对应距离值d，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n。
也就是说，本实施例中，校准距离不是预先设定的，车主可以根据自己的喜好设定，例如，车主了解自己的步距为0.6m，则在行走10步后，第一次按下校准按钮，同时输入校准距离为6m，步行20步后，第二按下校准按钮，并输入校准距离为12米。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种大型停车场寻车装置，其特征在于，包括：
zigbee发送模块：所述zigbee发送模块为zigbee设备类型中的协调器模块，设置在车辆内，用于建立一个zigbee网络，等待终端模块连接到网络；
zigbee接收模块：所述zigbee接收模块为zigbee设备类型中的终端模块，由车主随身携带，用于加入到所述zigbee发送模块建立的zigbee网络，并从所述zigbee发送模块获取RSSI值，然后根据RSSI值计算出与所述zigbee发送模块之间的实时距离，并进行显示，所述RSSI值表示接收信号的强度；所述zigbee接收模块内设置有通信模块，校准模块，距离计算模块和显示模块，所述通信模块用于实现无线数据的收发和RSSI值的获取，所述校准模块用于根据距离校准时通信模块接收到的至少两组不同距离下的RSSI值，通过校准公式计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n，并发送到所述距离计算模块，所述距离计算模块用于根据实时RSSI值，利用距离计算公式计算得到zigbee接收模块与zigbee发送模块之间的距离d；
所述校准模块应用的校准公式为：RSSI=A-10nlg(d/d0)，其中d0表示单位距离值，所述距离计算公式为：d=d0*10(A-RSSI)/10n；
所述zigbee接收模块上设置有校准按钮，所述校准按钮与所述通信模块电连接，所述校准按钮用于在到达校准距离位置时触发所述通信模块提取RSSI值并发送到所述校准模块，所述校准模块用于根据所述通信模块被触发时发送的RSSI值和对应的校准距离值，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n；或者，所述zigbee接收模块上设置有校准按钮和键盘，所述校准按钮和键盘与所述校准模块连接，所述校准按钮用于确定校准时刻，所述键盘用于输入校准时刻的距离值d，所述校准模块用于根据所述校准按钮的按下时刻RSSI值，和键盘输入的对应距离值d，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n。
2.根据权利要求1所述的一种大型停车场寻车装置，其特征在于，所述校准次数为至少2次。
3.根据权利要求1所述的一种大型停车场寻车装置，其特征在于，所述zigbee接收模块的硬件模块包括主芯片CC2530，电源管理模块、电源检测模块、供电电池、显示模块、天线、LED指示灯、晶振和蜂鸣器。
4.一种大型停车场寻车方法，采用如权利要求1所述的一种大型停车场寻车装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1、离开车辆前，将放置在车辆内的zigbee发射模块打开，下车后把随身携带zigbee接收模块打开，使发射模块和接收模块组网；
S2、离开车位一定距离时，按下校准键；离开车位到另一个距离时，再次按下校准键；校准模块根据两次按键时的RSSI值和对应的距离值，计算得到单位距离的信号接收强度A以及路径损耗指数n的值；
S3、关掉zigbee接收模块，直至需要寻车时，打开zigbee接收模块，使发射模块与接收模块自组网；
S4、通过zigbee接收模块上显示的实时距离值的变化，调整行走方向为实时距离值减小的方向，直至找到车辆。
5.根据权利要求4所述的一种大型停车场寻车方法，其特征在于，所述步骤S4的具体方法为：沿一个方向向前行走，观察zigbee接收模块上显示的实时距离值是否变小，若变小，则不改变行走方向，若不变小，则改变行走方向为相反；若变小到一定值后又开始变大，则改变行走方向为与之前的方向垂直，并观察zigbee接收模块上显示的实时距离值是否变小，若变小，则不改变行走方向继续向前直至找到车辆，若变大，则改变行走方向直至找到车辆。
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