CN111091717B - 一种基于rfid和地磁的路侧停车检测装置 - Google Patents

一种基于rfid和地磁的路侧停车检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其中，包括：车辆停靠检测过程中，RFID射频识读单元扫描汽车标识信号，地磁检测单元检测地磁信号；当RFID射频识读单元的识读范围内出现汽车标识后，路侧停车控制单元记录汽车标识盘点次数；RFID标签安装在车轮上，多个RFID天线分别设置在车位的不同位置，路侧停车控制单元根据不同天线能够获取的RFID标签的数量，判断车辆停放是否出现违规；路侧停车控制单元根据RFID标签TID信息，判断车位中车辆停放的变化。本发明能够在保证停靠车辆精准识别的前提下，通过RFID汽车标识技术解决车辆的异常停放问题和对车辆身份进行识别。

Description

一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置
技术领域
本发明涉及智能停车检测领域，具体涉及一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置。
背景技术
随着城市现代化建设的不断加快以及城市人口和机动车辆的迅速增加，城市交通相关问题，例如拥堵、停车等问题变得日益严重。对于停车难问题城市规划了各种规模的停车场以及对路侧停车位进行合理分配，从而缓解停车难的问题。停车场对车辆具有集中管理的功能，为了使车主更方便的找到空闲车位，停车场配备有相应的导引设备。然而路侧停车具有停车空间不封闭、停车环境复杂、停车资源紧缺、车位分散等特点，为了解决这些问题，智能路侧停车设备正受到广泛关注。
现阶段的智能路侧停车设备的识别技术中最具代表性的是基于地磁的停车行为识别技术和基于视频的停车行为识别技术。经过几十年的发展，地磁技术和视频技术已发展形成商用产品，并在许多城市得到应用。其中基于地磁的停车行为识别技术主要依赖地磁感应设备对车辆停车行为进行分析。但该技术在的缺点是不能获取车辆信息，同时对于复杂的异常停车行为(例如逆向停车、跟车停放、半侧位压线等停车行为)地磁技术往往无效。基于视频的停车行为识别技术采用摄像头车牌识别技术对车辆进行信息采集，但现有的此种技术对路侧停车场的现场环境要求较高，须有固定的入口和出口，特别是摄像头识别技术在停车位之间距离过近时存在无法识别车牌号的问题。
RFID射频识别技术作为路侧停车中较为新颖的技术，RFID技术可以精确识别车辆的信息，但是目前单独使用存在问题较大，需要结合摄像机的辅助或者地感的辅助。
发明内容
本发明目的提供一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，借助RFID汽车标识一方面解决对车位停放车辆的身份识别的问题，另一方面解决单一地磁技术中的无法识别车辆异常停放问题。
本发明一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，包括：路侧停车控制单元、RFID射频识读单元、地磁检测单元、离线数据存储单元和RFID天线；车辆停靠检测过程中，RFID射频识读单元扫描汽车标识信号，地磁检测单元检测地磁信号；当RFID射频识读单元的识读范围内出现汽车标识后，路侧停车控制单元记录汽车标识盘点次数，当在T1时间内，总盘点次数大于COUNT时，则读取汽车标识信息，否则认为车辆存在异常停放或者驶离检测区域；路侧停车控制单元中定时器记录地磁检测单元的地磁信号触发时长，当连续触发达到T2时长时，则认为车辆停入车位，并记录车辆入库时间；RFID标签安装在车轮上，多个RFID天线分别设置在车位的不同位置，路侧停车控制单元根据不同天线能够获取的RFID标签的数量，判断车辆停放是否出现违规；路侧停车控制单元根据RFID标签TID信息，判断车位中车辆停放的变化。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，RFID天线为两个，在车位边缘对角设置，且在车辆合规停放时，一个天线与车辆安装RFID天线车轮的位置相对应。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，车位中心地磁检测单元检测车辆停放后，在阈值时间内，RFID射频识读单元不能读到或仅能读到少量汽车标识数据，则认为车辆违规停放。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，还包括：数据缓存单元以及数据交互单元，路侧停车控制单元判断当前网络状况，网络中断时，将数据包离线缓存至离线数据缓存单元，网络正常时，将数据包发送至数据交互单元，上传至后台服务器。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，路侧停车控制单元判断，如果车辆停放过程能够识读到汽车标签数据，而无法获取地磁数据，则判定本次数据无效，并生成报警信息，将报警信息上传。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，RFID标签安装在车辆的右前轮拱内侧。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，所述路侧停车控制单元通过UART接口获取地磁检测单元和RFID射频识读单元采集的停靠车辆实时信息，将数据解析打包后，通过数据交互单元将数据上传至后台服务器。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，所述的汽车电子标识射频识读单元采用UHF射频。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，还包括：声光报警单元，用于提醒司机停车规范性和/或提醒检修人员设备状态。
根据本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一实施例，其中，声光报警单元采用三色高亮LED和无源蜂鸣器。
本发明的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，将RFID汽车标识技术用在地磁检测装置上，能够在保证停靠车辆精准识别的前提下，通过RFID汽车标识技术解决车辆的异常停放问题和对车辆身份进行识别，从而获取更多的车辆实时状态信息，更可通过结合后台服务器查询TID得到对应车辆信息。
附图说明
图1所示为本发明一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置第一种组成方式示意图；
图2所示为本发明装置的典型工作流程；
图3所示为本发明装置的车辆停靠检测工作流程；
图4所示为本发明装置的车辆停车规范检测工作流程图；
图5所示为本发明装置数据上传及离线缓存工作流程；
图6所示为本发明一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置第二种组成方式示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的一种组成方式示意图，如图1所示，包括：路侧停车控制单元、RFID射频识读单元、地磁检测单元、数据交互单元、离线数据存储单元、声光报警单元、供电单元和独立天线构成。
如图1所示，RFID射频识读单元和数据交互单元通过硬件电路方式与路侧停车控制单元连接，如UART、IIC总线；地磁检测单元通过硬件电路连接的方式与路侧停车控制单元连接，如RS485、RS232总线；离线数据存储单元通过硬件电路连接的方式与路侧停车控制单元连接，如SPI总线；声光报警单元通过硬件电路连接的方式与路侧停车控制单元连接，如GPIO等。RFID射频读写单元通过射频技术与汽车标识通讯；数据交互单元通过运营商专用网络与后台服务器建立连接。
图2所示为本发明装置的典型工作流程图，如图2所示，基于RFID和地磁的路侧停车检测装置的工作包括：设备初始化、车辆停靠检测、车辆停车规范检测、数据上传及离线缓存；
图3所示为本发明装置的车辆停靠检测工作流程图，如图3所示，装置中射频识读单元开始扫描汽车标识信号，地磁检测单元开始检测地磁信号；当识读范围内出现汽车标识后，路侧停车控制单元开始记录汽车标识盘点次数，当在T1时间内，总盘点次数大于COUNT时，则读取汽车标识信息，否则认为车辆存在异常停放或者驶离检测区域。与此同时，路侧停车控制单元中定时器记录地感触发时长，当连续触发达到T2时长时，则认为车辆停入车位，并记录车辆入库时间；路侧停车控制单元做数据判断，如果整个过程仅含有汽车标签数据，则判定本次数据无效，并生成报警信息，将报警信息上传，同时触发声光报警单元。如果同时接到汽车标签数据和地磁数据时，则进入停车规范检测流程。
图4所示为本发明装置的车辆停车规范检测工作流程，如图4所示，首先将停车数据汇总，地感数据持续存在，判断当前得到汽车标识TID数据和之前停放车辆是否一致，如不一致则为跟车停放；继续判断接收数据天线位置，右下天线持续接收数据，则认为顺行车道逆向停放，左上天线持续接收数据则为正常停放，将数据或报警记录打包，做数据上传准备。
图5所示为本发明装置的数据上传及离线缓存工作流程图，如图5所示，路侧停车控制单元判断当前网络状况，网络中断时，将数据包离线缓存至离线数据缓存单元，网络正常时，将数据包发送至数据交互单元，上传至后台服务器。
图6所示为一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置第二种组成方式示意图，如图6所示，包括：路侧停车控制单元、RFID射频识读单元、地磁检测单元、数据交互单元、离线数据存储单元、声光报警单元、供电单元和独立天线。
本发明装置第一种组成方式在路侧车位的典型安装，该停车场景为路侧停车位，车位为标准车位，长5m*宽2.5m，安装方式为埋入式安装，在车位几何正中间打孔，将设备嵌入钻孔中，无需切割路面和高空作业，安装方便。
本发明装置第二种组成方式在路侧车位，该停车场景为路侧停车位，车位为标准车位，长5m*宽2.5m，发明装置安装方式为埋入式安装，在车位几何正中间打孔，将设备嵌入钻孔中。独立天线安装方式为埋入式安装，在车位左前侧和右后侧，距离边界400～500cm处打孔，将天线嵌入钻孔中。独立天线与设备采用有线方式连接，在天线与检测装置之间切割一条2cm～3cm宽的布线槽，将馈线埋入，实现两者之间连接。
标签安装在车辆底盘靠中间平坦位置，采用的汽车标签为抗金属标签，普通轿车安装高度离地面12CM～17.5CM，SUV标签安装高度离地面17.9CM～19.5CM。
标签安装在车辆的右前轮拱内侧，采用的汽车标签为普通标签，普通轿车标签安装高度离地面40～60CM，SUV标签安装高度离地面40～80CM。
如图1以及图2所示，本发明的一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，所述路侧停车控制单元主控芯片采用四核ARM核处理器，核心控制电路包括两路由UART或IIC总线端口控制RFID射频识读单元和数据交互单元，一路SPI总线控制离线数据存储单元，一路RS485或RS232总线控制地磁检测单元，两路GPIO接口控制声光报警单元。具体的，路侧停车控制单元支持下述功能：
通过UART接口获取地磁检测单元和RFID射频识读单元采集的停靠车辆实时信息，将数据解析打包后，通过数据交互单元将数据上传至后台服务器。
通过采集到的停靠车辆信息，通过运营商专网向后台发送数据，具体的，包括车辆的停靠时间和车辆的TID编号。
进一步的，所述的汽车电子标识射频识读单元采用UHF(超高频)射频，通信频段支持GB/T29786-2013标准要求的920MHz-925MHz。
进一步的，所述数据交互单元采用窄带物联网(NB-IOT，Narrow Band Internetof Things)技术，通信频段支持运营商专用频段(800MHZ，900MHZ，1800MHZ)，通过无线方式实时的与运营商专网进行数据交互。
进一步的，所述地磁检测单元采用地磁传感器，传感器检测高度>＝80cm，检测半径覆盖范围随车位大小可调节。当车辆存在时传感器向外输出低电平(0V)或者是高电平(5V、12V)。
进一步的，所述供电单元采用大容量锂电池供电，供电电压范围(5V-12V)，使用年限为3-5年。
进一步的，离线数据储存单元采用外接高速大容量TF卡，当数据交互单元通信中断时，将数据临时存储在TF卡中，通讯恢复后实现断线重传。
进一步的，声光报警单元光报警部分采用三色高亮LED，声报警部分采用无源蜂鸣器，用于提醒司机停车规范性或提醒检修人员设备状态。
进一步的，根据装置的组成方式不同，车辆的汽车标签贴卡方式有差异，方式一中的汽车标签粘贴在车辆的底盘靠中间的位置，汽车标签采用抗金属标签，方式二中的汽车标签粘贴在车辆右前轮拱内侧，汽车标签采用普通标签。
进一步的，嵌入式天线和独立式天线安装位置不同，天线与RFID射频识读单元连接，用于采集车辆信息的同时解决停靠车辆异常停放的问题，解决3种异常停放的方法包含但不限于下列方法。
顺行车道逆向停放：装置组成方式2中，由于标签安装在右前轮轮拱内侧，车辆进入路侧车位，地磁检测单元能够检测到车辆进入，而正常情况的左上角RFID分离天线并不能读到标签，右下角的天线能够长时间读到标签，从而可以判断车辆停放出现违规行为。
跟车停放：由于本泊位车辆离开时，后续车辆快速进入该泊位，导致地磁检测单元仍误认原车未离开。RFID由于标签TID的唯一性，当新车快速跟入车位时，RFID射频识读单元能够检测到车辆TID变化，从而可以判断原车辆驶出。
半侧位压线停放：由于车辆边侧触发车位中心地磁检测单元，导致误认为车辆正常停入车位，由于车辆不规范停放，导致汽车标识离天线距离较远，在规定时间内，RFID射频识读单元不能读到或仅能读到少量汽车标识数据，从而可以判断车辆停放出现违规行为。
本发明结合了RFID汽车标识技术的唯一性、防伪造、抗干扰特性和地磁技术的高识读率特性，将RFID汽车标识技术用在地磁检测装置上，能够在保证停靠车辆精准识别的前提下，通过RFID汽车标识技术解决车辆的异常停放问题和对车辆身份进行识别，从而获取更多的车辆实时状态信息，更可通过结合后台服务器查询TID得到对应车辆信息。一方面通过两检测技术互补互校的方式，提高了传统路侧智能停车的车位检测准确性。另一方面依托RFID汽车标识采集车辆信息功能，能够实现如停车自主缴费等一系列功能，辅助工作人员管理路侧车位。通过在硬件上融合两种技术，大大提升了路侧停车检测装置的实用性，利于推广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，包括：路侧停车控制单元、RFID射频识读单元、地磁检测单元和RFID天线；
车辆停靠检测过程中，RFID射频识读单元扫描汽车标识信号，地磁检测单元检测地磁信号；当RFID射频识读单元的识读范围内出现汽车标识后，路侧停车控制单元记录汽车标识盘点次数，当在T1时间内，总盘点次数大于COUNT时，则读取汽车标识信息，否则认为车辆存在异常停放或者驶离检测区域；路侧停车控制单元中定时器记录地磁检测单元的地磁信号触发时长，当连续触发达到T2时长时，则认为车辆停入车位，并记录车辆入库时间；
RFID标签安装在车轮上，多个RFID天线分别设置在车位的不同位置，路侧停车控制单元根据不同天线能够获取的RFID标签的数量，判断车辆停放是否出现违规；路侧停车控制单元根据RFID标签TID信息，判断车位中车辆停放的变化；
RFID天线为两个，在车位边缘对角设置，且在车辆合规停放时，一个天线与车辆安装RFID天线车轮的位置相对应；
RFID标签安装在车辆的一车轮上。
2.如权利要求1所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，车位中心地磁检测单元检测车辆停放后，在阈值时间内，RFID射频识读单元不能读到或仅能读到少量汽车标识数据，则认为车辆违规停放。
3.如权利要求1所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，还包括：数据缓存单元以及数据交互单元，路侧停车控制单元判断当前网络状况，网络中断时，将数据包离线缓存至离线数据缓存单元，网络正常时，将数据包发送至数据交互单元，上传至后台服务器。
4.如权利要求1所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，路侧停车控制单元判断，如果车辆停放过程能够识读到汽车标签数据，而无法获取地磁数据，则判定本次数据无效，并生成报警信息，将报警信息上传。
5.如权利要求1所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，RFID标签安装在车辆的右前轮拱内侧。
6.如权利要求1所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，所述路侧停车控制单元通过UART接口获取地磁检测单元和RFID射频识读单元采集的停靠车辆实时信息，将数据解析打包后，通过数据交互单元将数据上传至后台服务器。
7.如权利要求1所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，所述的汽车电子标识射频识读单元采用UHF射频。
8.如权利要求1所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，还包括：声光报警单元，用于提醒司机停车规范性和/或提醒检修人员设备状态。
9.如权利要求8所述的基于RFID和地磁的路侧停车检测装置，其特征在于，声光报警单元采用三色高亮LED和无源蜂鸣器。
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