CN110503848B - 一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统，包括：车位检测单元，用于检测停车场内的车位信息；所述车位信息包括空车位信息；道路车辆信息采集单元，用于获取停车场内的道路拥堵状态；车位引导单元，与车位检测单元和道路车辆信息采集单元通信连接，用于根据车位信息及道路拥堵信息确定最佳车位的引导路径。本发明的基于物联网的停车场最佳车位引导系统，能对最佳停车位进行引导，提高了停车场的运行效率。

Description

一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统。

背景技术

随着经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，居民汽车保有量急剧增加，作为重要配套设施的停车场在使用过程中存在如下问题，泊车者入场后无法迅速的进入泊车位置停放车辆，只能在场内无序流动中人工寻找空余车位，不但占用场内出入主车道资源，甚至造成场内交通拥堵。

目前很多停车场管理系统只是单纯地完成相应的收费和监控管理，无法根据停车场内车位使用情况告知车辆驾驶人所停车位位置，从而不能有效引导车辆快速进入空车位。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统，包括：

车位检测单元，用于检测停车场内的车位信息；所述车位信息包括空车位信息；

道路车辆信息采集单元，用于获取停车场内的道路拥堵状态；

车位引导单元，与车位检测单元和道路车辆信息采集单元通信连接，用于根据车位信息及道路拥堵信息确定最佳车位的引导路径。

作为优选方案，所述车位检测单元包括：

超声波传感器，对应于车位设置，用于检测车位的占用状态；

Zigbee终端节点，与超声波传感器通信连接，用于驱动超声波传感器启动检测以获取车位的占用状态信息；

节点控制器，与Zigbee终端节点通信连接，用于接收车位的占用状态信息。

作为优选方案，所述车位检测单元还包括：

磁感应线圈，分别设于停车场内道路的两端且与节点控制器通信连接，用于检测车辆的驶入数量和驶出数量；

所述节点控制器还用于根据车辆的驶入数量和驶出数量以及车位的占用状态对车位的占用状态信息进行确认。

作为优选方案，所述停车场最佳车位引导系统还包括上位机；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量不一致，节点控制器发送报警信号至上位机；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量一致，节点控制器发送车位占用状态至上位机以进行车位信息更新。

作为优选方案，所述车位检测单元还包括对应于Zigbee终端节点设置的LED灯；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量一致，则节点控制器反馈至Zigbee终端节点，以控制LED灯状态改变。

作为优选方案，所述道路车辆信息采集单元利用节点控制器获取磁感应线圈的检测结果和超声波传感器的检测结果对道路拥堵状态进行判断，并将道路拥堵信息发送至上位机。

作为优选方案，所述节点控制器每隔预定时间对道路拥堵状态进行周期性判断。

作为优选方案，所述停车场最佳车位引导系统还包括信息发布单元，信息发布单元通过手机APP和停车场设置的电子显示屏发布车位信息。

作为优选方案，所述电子显示屏包括停车场外部电子显示屏和停车场内部电子显示屏，停车场外部电子显示屏用于显示停车场内各个区域的空闲车位，停车场内部电子显示屏用于显示区域空闲车位数量和引导箭头；通过手机APP，选择相应的出口，获取最佳车位和对应的引导路线，到达停车场后根据引导箭头和电子显示屏到达最近车位。

上面已解释。

作为优选方案，所述根据车位信息及道路拥堵信息确定最佳车位的引导路径，具体包括：通过手机APP显示每个出口对应的目的地，根据需求选择相应的目标出口，并以目标出口为中心，50m为半径搜索车位，若没找到车位则逐次增加50m，将搜索到的空车位集合记为P，每个空车位标记为Pq，其中q∈[0，h-1]，h为搜索到的空车位数目；

假设搜索的空车位数目为m，集合记为A＝{a_i|i＝1,2,…,m}；车位属性有n个，集合为B＝{b_i|i＝1,2,…,n}；构建决策矩阵X，X＝{X_ij|i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n}，理想方案为a₀；

对决策矩阵进行无量纲化处理得到无量纲矩阵R＝(r_ij)_(m*n)，计算过程为：

其中

为每列的平均值；

假设相对最佳方案a₀＝(r₀₁,r₀₂,…,r_0n)，用ζ_ij表示最佳方案a₀与备选方案a_i相对b_i的决策值分别为r_0j、r_ij，其灰色关联系数为：

其中ρ∈[0,1]；

构建灰色关联系数矩阵R_ζ＝(ζ_ij)，通过层次分析法得到权向量W，确定灰色关联决策矩阵Z＝(z_ij)_(m*n)＝R_ζ*W；

计算各个方案指标关联系数的均值：

根据α_i的大小对集合A中的车位进行排序，从而确定最佳车位；

根据道路拥堵信息，结合Dijskra算法，规划到达最佳车位的最短路径。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的基于物联网的停车场最佳车位引导系统，能对最佳停车位进行引导，提高了停车场的运行效率。

附图说明

图1是本发明实施例的基于物联网的停车场最佳车位引导系统的连接示意图；

图2是发明实施例的停车场内道路两端设置磁感应线圈的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

如图1所示，本发明实施例的基于物联网的停车场最佳车位引导系统，包括车位检测单元、道路车辆信息采集单元、车位引导单元、信息发布单元和上位机：

车位检测单元，用于检测停车场内的车位信息；车位信息包括空车位信息；具体地，车位检测单元包括：

超声波传感器，对应于车位设置，用于检测车位的占用状态；

Zigbee终端节点，与超声波传感器通信连接，用于驱动超声波传感器启动检测以获取车位的占用状态信息；

节点控制器，与Zigbee终端节点通信连接，用于接收车位的占用状态信息。

其中，在zigbee-CC2530模块构建无线传输网络之后，通过Zigbee终端节点驱动超声波传感器监测车位的占用状态，然后将信息发送给节点控制器。

另外，车位检测单元还包括：磁感应线圈2，如图2所示，分别设于停车场内道路的两端且与节点控制器通信连接，用于检测车辆的驶入数量和驶出数量；相应地，节点控制器还用于根据车辆的驶入数量和驶出数量以及车位的占用状态对车位的占用状态信息进行确认。

当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量不一致，节点控制器发送报警信号至上位机，以便通知管理员进行处理；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量一致，节点控制器发送车位占用状态至上位机以进行车位信息更新。

而且，车位检测单元还包括对应于Zigbee终端节点设置的LED灯；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量一致，则节点控制器反馈至Zigbee终端节点，以控制LED灯状态改变。

其中，道路车辆信息采集单元，用于获取停车场内的道路拥堵状态；道路车辆信息采集单元主要通过以STM32为核心的节点控制器读取停车场内道路两端地磁感应线圈的检测结果和超声波传感器的检测结果对道路的拥堵情况进行判断，然后将道路拥堵信息发送给上位机，每隔一段时间检测一次。即节点控制器每隔预定时间对道路拥堵状态进行周期性判断。

车位引导单元，与车位检测单元和道路车辆信息采集单元通信连接，用于根据车位信息及道路拥堵信息确定最佳车位的引导路径。

本发明实施例的信息发布单元通过手机APP和停车场设置的电子显示屏发布车位信息。其中，电子显示屏包括停车场外部电子显示屏和停车场内部电子显示屏，停车场外部电子显示屏用于显示停车场内各个区域的空闲车位，停车场内部电子显示屏用于显示区域空闲车位数量和引导箭头；通过手机APP，选择相应的出口(用户在停好车后，需步行离开停车场，停车场内部的安全出口和电梯有多个，且每个出口对应的是不同的区域，选择一个合适的出口可以方便用户到达目的地)，获取最佳车位和对应的引导路线，到达停车场后根据引导箭头和电子显示屏到达最近车位。另外，完成停车后，可通过APP显示离场路径。

本发明实施例的车位引导单元根据车位信息及道路拥堵信息确定最佳车位的引导路径，由于停车场有多个出口供用户步行离场，但不是每个出口都方便到达用户所要去的目的地，其中，用户进入停车场停车是为了前往停车场附近的某一地区，为减少步行时间，用户在停车场内反复寻泊以寻找到一个距离目的地近的停车场出口附近的停车区域，若从不合适的出口出去很可能要绕路，增加步行距离，且不方便。通过手机APP显示每个出口方便到达的场所，用户根据需求选择合适的出口，通过手机APP显示每个出口对应的目的地，根据需求选择相应的目标出口，并以目标出口为中心，50m为半径搜索车位，若没找到车位则逐次增加50m，将搜索到的空车位集合记为P，每个空车位标记为Pq，其中q∈[0，h-1]，h为搜索到的空车位数目；

假设搜索的空车位数目为m，集合记为A＝{a_i|i＝1,2,…,m}；车位属性有n个，集合为B＝{b_i|i＝1,2,…,n}；构建决策矩阵X，X＝{X_ij|i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n}，理想方案为a₀；其中，车位属性包括入口到车位的距离、车位出入难度、是否处于监控范围等。即根据行车距离、车位出入难度、是否处于监控范围，对集合P中的空车位进行筛选。

对决策矩阵进行无量纲化处理得到无量纲矩阵R＝(r_ij)_(m*n)，计算过程为：

其中

为每列的平均值；

假设相对最佳方案a₀＝(r₀₁,r₀₂,…,r_0n)，用ζ_ij表示最佳方案a₀与备选方案a_i相对b_i的决策值分别为r_0j、r_ij，其灰色关联系数为：

其中ρ∈[0,1]；

构建灰色关联系数矩阵R_ζ＝(ζ_ij)，通过层次分析法得到权向量W，确定灰色关联决策矩阵Z＝(z_ij)_(m*n)＝R_ζ*W；

计算各个方案指标关联系数的均值：

根据α_i的大小对集合A中的车位进行排序，从而确定最佳车位；

根据道路拥堵信息，结合Dijskra算法，规划到达最佳车位的最短路径。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统，其特征在于，包括：

车位检测单元，用于检测停车场内的车位信息；所述车位信息包括空车位信息；

道路车辆信息采集单元，用于获取停车场内的道路拥堵状态；

车位引导单元，与车位检测单元和道路车辆信息采集单元通信连接，用于根据车位信息及道路拥堵信息确定最佳车位的引导路径；

所述车位检测单元包括：

超声波传感器，对应于车位设置，用于检测车位的占用状态；

Zigbee终端节点，与超声波传感器通信连接，用于驱动超声波传感器启动检测以获取车位的占用状态信息；

节点控制器，与Zigbee终端节点通信连接，用于接收车位的占用状态信息；

所述车位检测单元还包括：

磁感应线圈，分别设于停车场内道路的两端且与节点控制器通信连接，用于检测车辆的驶入数量和驶出数量；

所述节点控制器还用于根据车辆的驶入数量和驶出数量以及车位的占用状态对车位的占用状态信息进行确认；

所述停车场最佳车位引导系统还包括上位机；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量不一致，节点控制器发送报警信号至上位机；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量一致，节点控制器发送车位占用状态至上位机以进行车位信息更新；

所述停车场最佳车位引导系统还包括信息发布单元，信息发布单元通过手机APP和停车场设置的电子显示屏发布车位信息；

所述根据车位信息及道路拥堵信息确定最佳车位的引导路径，具体包括：通过手机APP显示每个出口对应的目的地，根据需求选择相应的目标出口，并以目标出口为中心，50m为半径搜索车位，若没找到车位则逐次增加50m，将搜索到的空车位集合记为P，每个空车位标记为Pq，其中q∈[0，h-1]，h为搜索到的空车位数目；

假设搜索的空车位数目为m，集合记为A＝{a_i|i＝1,2,…,m}；车位属性有n个，集合为B＝{b_i|i＝1,2,…,n}；构建决策矩阵X，X＝{X_ij|i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n}，理想方案为a₀；

对决策矩阵进行无量纲化处理得到无量纲矩阵R＝(r_ij)_(m*n)，计算过程为：

其中rj为每列的平均值；

假设相对最佳方案a₀＝(r₀₁,r₀₂,…,r_0n)，用ζ_ij表示最佳方案a₀与备选方案a_i相对b_i的决策值分别为r_0j、r_ij，其灰色关联系数为：

其中ρ∈[0,1]；

构建灰色关联系数矩阵R_ζ＝(ζ_ij)，通过层次分析法得到权向量W，确定灰色关联决策矩阵Z＝(z_ij)_(m*n)＝R_ζ*W；

计算各个方案指标关联系数的均值：

根据α_i的大小对集合A中的车位进行排序，从而确定最佳车位；

根据道路拥堵信息，结合Dijskra算法，规划到达最佳车位的最短路径；

其中，所述道路车辆信息采集单元利用节点控制器获取磁感应线圈的检测结果和超声波传感器的检测结果对道路拥堵状态进行判断，并将道路拥堵信息发送至上位机；

所述节点控制器每隔预定时间对道路拥堵状态进行周期性判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的停车场最佳车位引导系统，其特征在于，所述车位检测单元还包括对应于Zigbee终端节点设置的LED灯；当节点控制器确认车辆的驶入数量与驶出数量之差与车位的占用数量一致，则节点控制器反馈至Zigbee终端节点，以控制LED灯状态改变。

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