CN110969894A - 一种基于LoRa技术的地磁监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于LoRa技术的地磁监测装置及系统。用于对车位进行监测，包括：一主控电路，所述主控电路上包括一处理模块；一地磁检测模块，包括：一磁感应芯片检测所述车位的磁场，输出相应的电平信号；一三轴传感器，接收所述电平信号并发送至所述处理模块，所述处理模块接收所述电平信号并对所述电平信号进行处理得到所述车位的状态信息；一LoRa传输模块，包括：一射频芯片，所述射频芯片连接所述处理模块的输出端，将所述车位的状态信息输出。上述技术方案的有益效果在于：具有覆盖范围广、易于部署、高效智能化的优点。

Description

一种基于LoRa技术的地磁监测装置及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于LoRa技术的地磁监测装置及系统。

背景技术

目前,“停车难”已日益成为制约城市经济与社会发展的“瓶颈”,有很多地区没有能停车的正规车位，只能在路边随意停靠。带来的直接问题就是影响大家的日常出行，例如车主乱停车，未停入规划车位内、规划停车位利用率低、入场取卡和出场读卡收费造成出入口堵、车主找车空位时间长等各种问题。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于LoRa技术的地磁监测装置及系统。

一种基于LoRa技术的地磁监测装置，用于对车位进行监测，其特征在于，所述地磁监测装置与所述车位对应，所述地磁监测装置中包括一对应的所述车位的位置信息；

所述地磁检测装置中还包括：

一主控电路，所述主控电路上包括：

一处理模块；

一地磁检测模块，所述地磁检测模块连接所述处理模块，包括：

一磁感应芯片，所述磁感应芯片检测所述车位的磁场，输出相应的电平信号；

一三轴传感器，所述三轴传感器分别与所述磁感应芯片、所述处理模块连接，用于接收所述电平信号并发送至所述处理模块，所述处理模块接收所述电平信号并对所述电平信号进行处理得到所述车位的状态信息；

一LoRa传输模块，所述LoRa传输模块连接所述处理模块，包括：

一射频芯片，所述射频芯片连接所述处理模块的输出端，将所述车位的状态信息输出；

一外壳，所述外壳罩住所述主控电路。

优选的，所述LoRa传输模块还包括：

一天线，所述天线连接所述射频芯片，所述射频芯片通过所述天线将所述车位的状态信息输出。

优选的，所述主控电路中还包括：

一供电模块，所述供电模块向所述主控电路板供电，所述供电模块中包括：

一锂电池，所述锂电池与所述处理模块连接；

一第一指示灯，所述第一指示灯与所述锂电池连接，用于检测所述锂电池的工作状态。

优选的，所述主控电路板中还包括：

一蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述微控制模块连接，用于进行调节所述主控电路板中的配置信息。

优选的，所述主控电路板中还包括：

一检测模块，用于检测所述蓝牙模块的工作状态，所述检测模块中包括：

一第二指示灯，所述第二指示灯与所述蓝牙模块连接，当所述蓝牙模块为广播状态时，所述第二指示灯点亮；

一第三指示灯，所述第三指示灯与所述蓝牙模块连接，当所述蓝牙模块为连接状态时，所述第三指示灯点亮。

优选的，所述外壳采用加强尼龙和玻纤材料进行制作。

优选的，所述地磁监测装置采用地埋的方式进行安装。

一种基于LoRa技术的地磁监测系统，其特征在于，包括多个如上述任意一项所述的地磁监测装置，所述地磁监测装置与所述车位一一对应，每个所述地磁监测装置中预先设置有对应的所述车位的位置信息，所述地磁监测装置用于获取所述车位的当前状态信息，并将所述当前状态信息和所述车位的所述位置信息包括在车位信息中输出；

所述地磁监测系统中还包括多个客户端与一服务端，多个所述客户端分别远程连接所述服务端；

所述服务端包括：

查询单元，所述查询单元用于接收所述客户端发送的查询请求，并获取所述车位信息，将所述车位信息发送至所述客户端；

预订单元，所述预定单元用于接收所述客户端发送的预定请求，并更改所述当前状态信息，将更改后的所述当前状态信息发送至所述客户端。

优选的，所述服务端中还包括：

一路径规划单元，所述路径规划单元与所述预订单元连接，在所述预定单元更改所述车位信息后，根据所述车位信息中的所述位置信息生成一路径规划结果，并将所述路径规划结果发送至所述客户端。

优选的，所述服务端中还包括：

一计费单元，用于根据所述车位信息，结合收费标准，生成一车位费用，并将所述车位费用发送至所述客户端。

上述技术方案的有益效果在于：具有覆盖范围广、易于部署、高效智能化的优点。

附图说明

图1是本发明的一种较优实施例中的装置结构示意图；

图2是本发明的一种较优实施例中的处理模块电路示意图；

图3是本发明的一种较优实施例中的射频芯片电路示意图；

图4是本发明的一种较优实施例中的电源模块电路示意图；

图5是本发明的一种较优实施例中的装置结构示意图；

图6是本发明的一种较优实施例中的信号传输装置电路示意图；

图7是本发明的一种较优实施例中的接口电路示意图；

图8是本发明的一种较优实施例中的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种基于LoRa技术的地磁监测装置1，用于对车位进行监测，如图1所示，地磁监测装置1与车位对应，地磁监测装置中包括一对应的车位的位置信息；

所述地磁检测装置1中还包括：

一主控电路11，主控电路11上包括：

一处理模块111；

一地磁监测模块112，地磁监测模块112连接处理模块111，包括：

一磁感应芯片1121，磁感应芯片1121检测车位的磁场，输出相应的电平信号；

一三轴传感器1122，三轴传感器1122分别与磁感应芯片1121、处理模块111连接，用于接收电平信号并发送至处理模块111，处理模块111接收电平信号并对电平信号进行处理得到车位的状态信息；

一LoRa传输模块113，LoRa传输模块113连接处理模块111，包括：

一射频芯片1131，射频芯片1131连接处理模块111，将车位的状态信息发送至服务端2；

一外壳12，外壳12罩住主控电路11。

具体地，主控电路11中包括处理模块111，处理模块111为一型号为STM8L052R8T6的处理芯片，对地磁监测装置1中获取的信息进行处理，处理模块111连接一ST-Link下载接口117，通过Link接口117将控制程序下载至处理模块111中。处理模块111还连接一调试模块118，通过调试模块118对处理模块111进行调试，让处理模块111的处理结果更加准确。此外，还具有一复位按键119和一干簧管1110，复位按键119用于进行复位，干簧管1110用于程序死机时，利用一外部磁体，进行故障监测。

具体地，地磁监测模块112包括一磁感应芯片1121和三轴传感器1122，磁感应芯片1121监测车位环境中的磁场变化，当车位中有车占用时，磁感应芯片1121输出高电平信号，当车位中无车占用时，磁感应芯片1121输出低电平信号。

具体地，三轴传感器1122与磁感应芯片1121连接，此处的三轴传感器1122选取信号为HMC5983的传感器，通过SPI或I2C协议将信号传输至处理模块111，并且在三轴传感器1122与磁感应芯片1121连接的电路中设置一跳线帽01，以实现三轴传感器1122与磁感应芯片1121之间的通断控制。

具体地，处理模块111将电平信号转换为数字信号进行处理，后转换为模拟信号作为车位状态信息，输出至LoRa传输模块113，LoRa传输模块113中的射频芯片1131为型号SX1278的无线射频芯片1131，通过SX1278与STM8L052R8T6连接，将车位状态信息输出至服务端2，通过LoRa传输模块113，监测到的车位状态信息至服务端2的传输过程中不超过5秒，具有非常高效便捷的传输性能。

优选的，在处理模块111与LoRa传输模块113进行信号传输的过程中，如图2和图3所示，可将处理模块的芯片的第35号引脚、第36号引脚、第37号引脚、第38号引脚、第47号引脚、第46号引脚、第45号引脚、第44号引脚、第43号引脚、第42号引脚和第48号引脚，分别与LoRa传输模块113中的射频芯片1131的第19号引脚、第16号引脚、第18号引脚、第17号引脚、第8号引脚、第9号引脚、第10号引脚、第11号引脚、第12号引脚、第13号引脚和第7号引脚连接，用于将处理模块111获取的车位状态信息，通过LoRa传输模块输出。

优选的，还包括一为处理模块11供电的电源模块1111，如图4所示，将5V电压降至适用于处理模块11的工作的3.3V电压，并分别接入处理模块12的第11号引脚、第12号引脚、第55号引脚以及第59号引脚。

具体地，如图5所示，外壳12罩住主控电路11，以形成地磁监测装置1。

进一步地，地磁监测装置1中的监测高度达到0.5米，传输距离达到250米以上，抗干扰程度符合国标GB/T17626.8-2006等级1，防护等级为IP67，并且支持无线升级。

进一步地，地磁监测装置1具有无需布线、安装简单、维护时间的时间间隔较长、成本低等优点。

本发明的一种较优实施例中，LoRa传输模块113还包括：

一天线1132，天线1132连接射频芯片1131，射频芯片1131通过天线1132将车位的状态信息发送至服务端2。

具体地，射频芯片1131通过一信号传输装置1133将状态信息通过1132发送至服务端2。

优选的，如图6和图7所示，在LoRa传输模块113输出车位状态信息时，常将射频芯片1131的第1号引脚、第27号引脚和第20号引脚分别与信号传输装置1133的第2号引脚、第5号引脚和第5号引脚的“RX/TXMOD”端口连接，信号传输装置1133的第4号引脚连接一接口1134的第1号引脚，信号传输装置1133的第5号引脚的“RF_TX/RX”端口连接一处理模块11的第17号引脚，天线1132插入接口1134，即可实现LoRa传输模块113输出车位信息的功能。

本发明的一种较优实施例，主控电路11中还包括：

一供电模块114，供电模块114向主控电路11板供电，供电模块114中包括：

一锂电池1141，锂电池1141与处理模块111连接；

一第一指示灯1142，第一指示灯1142与锂电池1141连接，用于监测锂电池1141的工作状态。

具体地，在主控电路11板中，还包括供电模块114。其中的锂电池1141为额定电压3.6伏的大容量锂电池1141，工作寿命约为10年，第一指示灯1142与锂电池1141之间设有跳线帽01。

本发明的一种较优实施例，主控电路11板中还包括：

一蓝牙模块115，蓝牙模块115与处理模块111连接，用于进行调节主控电路11板中的配置信息。

具体地，在地磁监测装置1故障时，通过蓝牙模块115进行匹配，调节装置中的配置参数，以实现故障维修的功能。

本发明的一种较优实施例，主控电路11板中还包括：

一检测模块116，用于检测蓝牙模块115的工作状态，检测模块116中包括：

一第二指示灯1161，第二指示灯1161与蓝牙模块115连接，当蓝牙模块115为广播状态时，第二指示灯1161点亮；

一第三指示灯1162，第三指示灯1162与蓝牙模块115连接，当蓝牙模块115为连接状态时，第三指示灯1162点亮。

具体地，蓝牙模块115为广播状态时，第二指示灯1161点亮，蓝牙模块115为连接状态时，第三指示灯1162点亮，在故障维修时，让维修工作者确定蓝牙的工作状态，以便于工作者继续维修。此外蓝牙模块115与第二指示灯1161之间具有跳线帽01，蓝牙模块115与第三指示灯1162之间与具有跳线帽01，以此实现电路的通断控制。

本发明的一种较优实施例，外壳12采用加强尼龙和玻纤材料进行制作。

本发明的一种较优实施例，地磁监测装置1采用地埋的方式进行安装。

具体地，采用地埋的方式进行安装时，其中包括，平埋安装：取孔器钻头直径为98mm，打孔深度68mm；齐台安装：取孔器钻头直径为85mm，打孔深度58mm；以及胶封：用适量调配好的封固胶封固5～10分钟。

一种基于LoRa技术的地磁监测系统，包括多个如上述所述的地磁监测装置1，地磁监测装置1与车位一一对应，每个地磁监测装置1中预先设置有对应的车位的位置信息，地磁监测装置1用于获取车位的当前状态信息，并将当前状态信息和车位的位置信息包括在车位信息中输出；

所述地磁监测系统中还包括多个客户端3与一服务端2，多个客户端3分别远程连接服务端2；

所述客户端3中包括：

一查询单元31，查询单元31用于接收客户端2发送的查询请求，并获取所述车位信息，将车位信息发送至客户端2；

一预定单元32，预定单元32用于接收客户端2发送的预定请求，并更改当前状态信息，将更改后的当前状态信息发送至客户端2；

本发明的一种较优实施例中，服务端3中还包括：

一路径规划单元33，路径规划单元33与预订单元32连接，在预定单元更改车位信息后，根据车位信息中的位置信息生成一路径规划结果，并将路径规划结果发送至所述客户端。

本发明的一种较优实施例中，服务端3中还包括：

一计费单元34，用于根据车位信息，结合收费标准，生成一车位费用，并将车位费用发送至客户端2。

具体地，本技术方案中将LoRa传输模块113和地磁监测模块112结合形成地磁监测装置1，通过地磁监测模块112中的磁感应芯片1121，动态跟踪车位的磁场参数变化，并相应输出变化的电压信号，地磁监测装置1中的处理模块111运行信号处理算法，以得到判别车位的状态信息，并且通过LORA传输模块113快速上传至服务端2，客户端3通过对服务端2获取车位信息并根据客户的自身需求进行相应操作，即可获取车位的车位信息。另外，车位状态信息中包括“车位占用”和“车位空闲”这两种情况，这两种情况不能共存。

进一步地，考虑到车位的分布范围较广，以及客户的自身停车习惯及需要，查询单元31中可包括多个子查询单元，按照车位信息中的车位位置信息进行划分，多个子查询单元31分别获取对应的范围内车位的车位信息，让用户能够更加清晰明确的查看所有车位的车位信息。

进一步地，考虑到大多数用户查询的目的是为了获取目前可以进行停车的车位，因此，查询单元31中还可包括一空闲车位查询单元，在查询单元31获取所有车位信息后，空闲车位查询单元对车位信息中的车位状态进行判断，以此筛选得到所有处于“车位空闲”的车位状态信息，并将筛选结果发送至客户端，以供用户查看。

具体地，预定单元32可以用于，客户端3根据查询得到的车位信息，选取符合自身需求的空闲的车位进行预订，预订单元将根据选定的车位，将选定的车位对应的车位状态信息由“车位空闲”改为“车位占用”，以此实现用户预订。

进一步地，预定单元32中可包括预订时间单元，服务端2设定一预定时间后，以及在供其他用户查询时，能够将包括预订时间的车位信息供其他的用户查看，以此，提高车位的利用率。

具体地，路径规划单元33是由于停车库在设计过程中，是通过停车通道将各个车位隔开，相应地，用户也需通过停车通道才能到达相应的车位，服务端2与停车库的监控系统连接，调用停车库监控系统中的车位的位置信息，以获取选定的车位与多个停车库入口之间的停车通道，路径规划单元33则根据客户端3的当前位置，选定一与客户端3最近的停车库入口，由此确定停车库入口与车位之间的停车通道，将停车通道作为路径规划结果输出，以供用户查看。

具体地，计费单元34根据车位被占用的时间，结合收费标准中的费用，可得到车位费用，并将车位费用发送至客户端3，以供用户查看。

此外，计费单元34同时将车位费用发送至停车库的工作人员，让工作人员收取车位费用，或者绑定理财app便于用户进行线上缴费。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于LoRa技术的地磁监测装置，用于对车位进行监测，其特征在于，所述地磁监测装置与所述车位对应，所述地磁监测装置中包括一对应的所述车位的位置信息；

所述地磁检测装置中还包括：

一主控电路，所述主控电路上包括：

一处理模块；

一地磁检测模块，所述地磁检测模块连接所述处理模块，包括：

一磁感应芯片，所述磁感应芯片检测所述车位的磁场，输出相应的电平信号；

一三轴传感器，所述三轴传感器分别与所述磁感应芯片、所述处理模块连接，用于接收所述电平信号并发送至所述处理模块，所述处理模块接收所述电平信号并对所述电平信号进行处理得到所述车位的状态信息；

一LoRa传输模块，所述LoRa传输模块连接所述处理模块，包括：

一射频芯片，所述射频芯片连接所述处理模块的输出端，将所述车位的状态信息输出；一外壳，所述外壳罩住所述主控电路。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的地磁监测装置，其特征在于，所述LoRa传输模块还包括：

一天线，所述天线连接所述射频芯片，所述射频芯片通过所述天线将所述车位的状态信息输出。

3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的地磁监测装置，其特征在于，所述主控电路中还包括：

一供电模块，所述供电模块向所述主控电路板供电，所述供电模块中包括：

一锂电池，所述锂电池与所述处理模块连接；

一第一指示灯，所述第一指示灯与所述锂电池连接，用于检测所述锂电池的工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的地磁监测装置，其特征在于，所述主控电路板中还包括：

一蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述处理模块连接，用于进行调节所述主控电路板中的配置信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的地磁监测装置，其特征在于，所述主控电路板中还包括：

一检测模块，用于检测所述蓝牙模块的工作状态，所述检测模块中包括：

一第二指示灯，所述第二指示灯与所述蓝牙模块连接，当所述蓝牙模块为广播状态时，所述第二指示灯点亮；

一第三指示灯，所述第三指示灯与所述蓝牙模块连接，当所述蓝牙模块为连接状态时，所述第三指示灯点亮。

6.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的地磁监测装置，其特征在于，所述外壳采用加强尼龙和玻纤材料进行制作。

7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的地磁监测装置，其特征在于，所述地磁监测装置采用地埋的方式进行安装。

8.一种基于LoRa技术的地磁监测系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-7任意一项所述的地磁监测装置，所述地磁监测装置与所述车位一一对应，每个所述地磁监测装置中预先设置有对应的所述车位的位置信息，所述地磁监测装置用于获取所述车位的当前状态信息，并将所述当前状态信息和所述车位的所述位置信息包括在车位信息中输出；

所述地磁监测系统中还包括多个客户端与一服务端，多个所述客户端分别远程连接所述服务端；

所述服务端包括：

查询单元，所述查询单元用于接收所述客户端发送的查询请求，并获取所述车位信息，将所述车位信息发送至所述客户端；

预订单元，所述预定单元用于接收所述客户端发送的预定请求，并更改所述当前状态信息，将更改后的所述当前状态信息发送至所述客户端。

9.根据权利要求8所述的一种基于LoRa技术的地磁监测系统，其特征在于，所述服务端中还包括：

一路径规划单元，所述路径规划单元与所述预订单元连接，在所述预定单元更改所述车位信息后，根据所述车位信息中的所述位置信息生成一路径规划结果，并将所述路径规划结果发送至所述客户端。

10.根据权利要求8所述的一种基于LoRa技术的地磁监测系统，其特征在于，所述服务端中还包括：

一计费单元，用于根据所述车位信息，结合收费标准，生成一车位费用，并将所述车位费用发送至所述客户端。

Images