CN202257958U - 基于物联网的停车场车位引导及管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，特征在于：包括车位传感器、分区控制器、中央控制器以及信息显示屏；车位传感器内设置有与分区控制器进行通信的无线通信模块，分区控制器内设置有用于与车位传感器、中央控制器进行通信的无线通信模块，信息显示屏内设置有与中央控制器进行通信的无线通讯模块；中央控制器内设置有实现与分区控制器、信息显示屏进行通信的无线通信模块。本实用新型有效地实现了停车场内车位状态信息的采集、传送和显示，起到了停车场的高效管理以及对泊车者的有效引导，可使车主在最短的时间内找到空车位；避免了现有停车场由于车主找车位所造成的交通拥挤，提高了停车场的管理水平和车位利用率。

Description

基于物联网的停车场车位引导及管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网的停车场车位引导及管理系统，更具体的说，尤其涉及一种便于停车场管理和泊车者快速泊车的基于物联网的停车场车位引导及管理系统。

背景技术

随着城市居民汽车拥有量急剧增加，在拥挤的市区里汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。公用停车场日渐无法满足越来越多的停车需求。如何充分利用有限的停车场资源来最大程度满足车辆的停泊需求，成了当前急需解决的问题。

目前停车场管理普遍存在的问题有：（1）停车场内到底还有多少停车位可以使用，管理者一无所知，只能靠人工去勘察；（2）泊车者进入停车场后无法迅速的进入停车位置停放车辆，只能在场内无序流动寻找空余车位，不但占用场内出入主车道资源，甚至会造成场内交通拥堵；（3）必须配备大量的专职管理人员在停车场内人工引导车辆停放，增加停车场管理成本；（4）管理者每天无法及时统计不同时期的车流量，不能及时优化车位资源配置，导致停车场利用率低下。

目前停车场车位管理方式主要有两种。第一种是出入口计数方式，根据进入车辆数减去开出车辆数与车库总车位数量进行比较得出停车场当前空车位数量，并在出入口用LED显示屏给予显示。这种方法既不能对进入车辆寻找车位进行有效的引导，进入场内后，泊车者依然只能无序流动寻找空余车位，即无法减少泊车者找寻车位时间，更无法解决场内交通拥堵的情况。由于缺乏对进入车辆进行有效的引导，因此从根本上无法解决停车场现存在的普遍问题。

第二种是有线布网车位管理方式，有线布网车位管理系统方式一般采用RS485等总线技术进行组网，将每个车位探测器采集的信息通过RS485总线进行数据传输，因RS485技术的限制，所以每一定数量的车位探测器(一般三十到六十个)即需有一个节点控制器进行数据处理、转发，节点控制器与中央控制器、中央控制器与上位机软件都以RS485进行通信。有线布网车位管理系统能对进出车辆进行有效的车位引导，并能显示各区空余车位数。该系统各部分组网一般采用的是RS485通信技术，在一个网络上节点数量过多时，链路通信质量将降低，因此在分区组网的时，每个网络的节点数量不能过多，这将需要更多的节点控制器的加入。而且，在RS485网络中，当某些节点出故障霸占网络时，将造成整个网络的瘫痪。有线的布线组网方式将加大施工成本与施工难度、网络扩展灵活性不高、且不易维护。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种便于停车场管理和泊车者快速泊车的基于物联网的停车场车位引导及管理系统。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特别之处在于：包括对车位状态进行检测的车位传感器、用于对局部区域进行控制的分区控制器、对整个系统进行控制的中央控制器以及进行车位信息显示的信息显示屏；所述车位传感器内设置有与分区控制器进行通信的无线通信模块，所述分区控制器内设置有用于与车位传感器、中央控制器进行通信的无线通信模块，信息显示屏内设置有与中央控制器进行通信的无线通讯模块；所述中央控制器内设置有实现与分区控制器、信息显示屏进行通信的无线通信模块。车位传感器对停车位上有无车辆进行检测，并通过无线通信模块将相应信息发送给分区控制器；分区控制器用于接收相应区域内的所有车位传感器发送的数据，并将相应信息通过无线通讯模块发送给中央控制器；中央控制器用于接收所有分区控制器发送的数据，并将剩余的车位数发送给信息显示屏，通过信息显示屏对相应区域剩余车位数进行显示，以便实现对车辆的引导停车作用。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，还包括用于进行远程监控、信息收集和数据存储的管理服务器，该管理服务器通过以太网与中央控制器相连接。管理服务器上运行有对该系统的进行管理和监控的应用程序，以便获取整个停车场的信息；并且将相应的数据行进存储。中央控制器采用Internet与管理服务器相连接，有效地实现了远程监控和管理。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，所述车位探测器、分区控制器、中央控制器以及信息显示屏上设置的无线通信模块为基于自组织无线传感器网络技术的通讯模块。基于自组织无线传感器网络技术可有效地实现组网、网络通信和数据交换，具有组网方便和工作稳定的特点。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，分区控制器中的无线通信模块包括与中央控制器进行远距离、大功率通信的第一无线通信模块以及实现与车位传感器进行近距离、小功率通信的第二无线通信模块。第一无线通信模块适于停车场内区域之间的数据交换，第二无线通信模块适于区域内的数据交换。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，所述信息显示屏包括用于对局部区域车位状态进行显示的若干区域显示屏以及用于对整个停车场车位状态进行显示的总显示屏。区域显示屏与停车场被分割成的局部区域数相等，并设置在相应的局部区域处，以便实现对局部区域剩余车位数的显示；总显示屏设置在停车场入口处，用于对整个停车场所剩余的车位数分别显示。通过总显示屏和区域显示屏对空车位数的显示，有效地实现了对泊车者的引导。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，所述车位探测器包括用于判定车位使用状态的超声波测距模块、用于组网和通信的无线通信模块以及车位状态显示灯，所述车位状态显示灯包括两组不同发光颜色的LED灯珠。超声波测距模块用于判定车位使用状态，并将判定的结构通过车位状态显示灯进行显示；例如，当车位中有车辆时，通过红色LED灯珠进行显示，无车辆存在时通过绿色LED灯珠进行显示，进一步提高了泊车者寻找车位的方便性。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，所述信息显示屏包括电源模块、驱动模块和无线通信模块的LED显示屏。

本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，单个分区控制器所对应的局部区域停车场内所设置的车位探测器的最大数目为128个；中央控制器所连接的分区控制器和信息显示屏的最大数量分别为20个和10个。由于采用自组织无线传感器网络技术，使得每个分区控制器所能控制的车位探测器的数目比采用RS465通讯模式下所能检测的探测器数多得多，更加适合应用在现有较大停车场的引导和管理上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置基于自组织无线传感器网络技术进行通信的车位探测器、分区控制器、中央控制器以及信息显示频，有效地实现了停车场内车位状态信息的采集、传送和显示，起到了停车场的高效管理以及对泊车者的有效引导，可使车主在最短的时间内找到空车位；避免了现有停车场由于车主找车位所造成的交通拥挤，提高了停车场的管理水平和车位利用率。

同时，结合本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统中各个部分所采用的具体硬件结构，其还具有一下诸多优点：

（1）系统中的车位探测器、分区控制器、中央控制器及LED信息显示屏均具有基于自组织无线传感器网络技术的通讯模块，运营维护均无需任何通讯费用。

（2）中央控制器、分区控制器、LED信息显示屏构成的无线网络采用远距离无线通信模块，可实现多链路、远距离通讯。

（3）分区控制器与车位探测器构建的传感器网络，采用“小功率”、“分布式”、“自组织”无线传感器网络技术，抗干扰能力强，组网方便快捷，具有高可靠性通讯能力。

（4）组网快捷，施工安装方便，只需接上电源无需其他线缆，即可建立系统，简化了布线方案，节约了大量布线费用、施工费用。

（5）扩展简单方便，只需在相应车位上安装传感器，进行简单的无线配置，即可实现对相应车位的监控。

（6）探测器采用超声波测距的工作原理采集停车场的实时车位数据，超声波探测为非接触式探测，安装及应用方便，数据精度高。并在探测器软件及硬件上进行了防干扰措施，保证了所探测车位状态的可靠性。

（7）车位探测高度、探测灵敏度、探测的频率设置灵活，从而适应不同类型的停车场。

（8）整个系统中各部分信息交换速率可调，从车进入车位，车位状态灯在2秒内即显示车位变化状态，中央控制器及LED显示屏能最快在6秒内即显示车位变化状态。

（9）车位配置车位灯指示车位状态，方便泊车者迅速找到空闲车位。

（10）在停车场的关键位置布放LED显示屏，显示相关区域的空闲车位，引导泊车者停车。

（11）管理软件能实时显示每个车位状态，存储车位的历史信息，实现了每个车位的远程监控，并能够对车位的利用率进行统计，为优化配置车位资源提供基础。

（12）以太网技术的应用，中央控制器直接接入以太网网络，在与之联网的任何一台电脑，都可通过车位管理程序进行管理监控，自动判断接入局域网或互联网，真正实现了物联网技术的应用。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图。

1车位探测器，2分区控制器，3中央控制器，4管理服务器，5区域显示屏，6总显示屏，7车位指示灯。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型的基于物联网的停车场车位引导及管理系统的系统原理图，其包括车位探测器1、分区控制器2、中央控制器3、管理服务器4、区域显示屏5、总显示屏6、车位指示灯7；所示的车位探测器1在每个车位的上方均有设置，用于对车位上有无车辆实现检测；车位探测器1包括超声波测距模块、无线通信模块和车位状态显示灯，无线通信模块实现了组网、网络通信和数据交换。测距模块用于判定车位使用状态，并就将车位信息通过车位指示灯指示。车位指示灯指示可采用6颗红色6颗绿色共12颗LED灯珠组成，亮度高，功耗低；当车位上有车时红色LED灯珠亮，无车时绿色LED灯珠亮。每个车位探测器的通信频段采用ISM频段，无运营费用，由于采用了无线方式，维护简单，降低了维护费用，另扩展方便。分区控制器2用于对相应区域的内的车位探测器1进行管理和控制，一个局部区域对应有一个分区控制器2，分区控制器2由微处理器模块和用于与车位探测器1和中央控制器3通信的无线通信模块组成。分区控制器2中的无线通信模块可采用两个，第一个模块具有功率大、通信距离远的特点，适合停车场内区域之间的数据交换，即与中央控制器3进行数据发送和接收；第一个模块具有有体积小、功率小、距离近的特点，适合区域内部的数据交换，即与本区域内的车位探测器1的通信。

中央控制器3具有TFT彩屏模块、以太网模块、无线通信模块组成。以太网负责远程网络通信；无线通信模块负责区域网络通信，TFT彩屏负责系统配置、管辖区域车位状态信息显示。中央控制器3用于实现与分区控制器2、区域显示屏5和总显示屏6的通信，中央控制器3将接收到的分区控制器2传送的数据再发送给区域显示屏5和总显示屏6进行显示。区域显示屏5设置在相应的局部区域中，进行空车位数量的显示；总显示屏6设置在停车场入口处，用于对总的空余车位数进行显示。中央控制器3通过以太网模块实现与管理服务器4的远程通信，管理服务器4装载有相应的应用程序，用于对整个系统进行远程监控、信息收集和数据存储。

如图1所示，给出的局部区域数为三个，即A区、B区和C区，相应的空车为1个、2个和0个，区域显示屏5进行了单个显示，而在总显示屏6上均进行了显示。这样，泊车者就可根据总显示屏6显示的信息和区域显示屏5显示的信息来进行有目标的泊车。

本实用新型的的基于物联网的停车场车位引导及管理系统在功耗方面：从硬件和软件方面进行了低功耗设计，硬件采用低功耗的CMOS器件，软件方面尽可能增加休眠时间。CPU供电电压为3.3V，休眠电流150nA。该系统的射频模块发射电流30mA，接收电流20mA。供电电压3V。整个系统功耗在100mW左右。

在成本投入方面：每个车位探测器的通信模块具有低功耗、近距离、低成本、小体积特点。与有线相比，减少了布线费用，降低了施工难度，减少了施工费用。另外服务器操作系及数据库采用开源的，具有稳定性高、安全性好，投资少。

在运营费用方面：每个车位探测器的通信频段采用ISM频段，无运营费用，由于采用了无线方式，维护简单，降低了维护费用，另扩展方便。

在产生效益方面：通过使用停车场场内引导系统，平均节约寻找车位时间15分钟，节约寻找车位里程数45%，从而也减少了汽车尾气排放50%，符合低碳节能的社会发展趋势。提高了停车流转率，减少了停车场的管理人员，降低了运营费用。

管理系统软件采用B/S结构，只要是能接入互联网，可以在任何地方进行远程管理。界面采用图表方式展现，具有直观、形象、方便。且使用寿命可长达10年。

具体实施方法：

（1）将停车场内车位根据地理特点，划分成多个区域。每个区域安装1个区域控制器，通信距离为半径50米的球体，每个分区控制器可连接128个车位探测器。

（2）在区域内每个车位，安装1个车位探测器及车位指示灯。

（3）1个中央控制器可连接20个分区控制器及10个LED屏，通信距离为半径200米左右的球体。

（4）中央控制器通过网口，连接到网络。

（5）管理服务器要连接到互联网。

（6）管理软件可以在任何登陆互联网的电脑上可实现管理。

Claims (8)

1.一种基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：包括对车位状态进行检测的车位传感器（1）、用于对局部区域进行控制的分区控制器（2）、对整个系统进行控制的中央控制器（3）以及进行车位信息显示的信息显示屏；所述车位传感器内设置有与分区控制器进行通信的无线通信模块，所述分区控制器内设置有用于与车位传感器、中央控制器进行通信的无线通信模块，信息显示屏内设置有与中央控制器进行通信的无线通讯模块；所述中央控制器内设置有实现与分区控制器、信息显示屏进行通信的无线通信模块。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：还包括用于进行远程监控、信息收集和数据存储的管理服务器（4），该管理服务器通过以太网与中央控制器（3）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：所述车位探测器（1）、分区控制器（2）、中央控制器（3）以及信息显示屏上设置的无线通信模块为基于自组织无线传感器网络技术的通讯模块。

4.根据权利要求1或2所述的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：分区控制器（2）中的无线通信模块包括与中央控制器（3）进行远距离、大功率通信的第一无线通信模块以及实现与车位传感器（1）进行近距离、小功率通信的第二无线通信模块。

5.根据权利要求1或2所述的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：所述信息显示屏包括用于对局部区域车位状态进行显示的若干区域显示屏（5）以及用于对整个停车场车位状态进行显示的总显示屏（6）。

6.根据权利要求1或2所述的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：所述车位探测器（1）包括用于判定车位使用状态的超声波测距模块、用于组网和通信的无线通信模块以及车位状态显示灯，所述车位状态显示灯包括两组不同发光颜色的LED灯珠。

7.根据权利要求1或2所述的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：所述信息显示屏包括电源模块、驱动模块和无线通信模块的LED显示屏。

8.根据权利要求1或2所述的基于物联网的停车场车位引导及管理系统，其特征在于：单个分区控制器（2）所对应的局部区域停车场内所设置的车位探测器（1）的最大数目为128个；中央控制器（3）所连接的分区控制器和信息显示屏的最大数量分别为20个和10个。