CN202816156U - 一种停车位检测节点装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种停车位检测节点装置，涉及无线传感器网络技术。本实用新型公开的装置包括：无线收发模块，接收管理平台发送的数据并分别传送给中央处理单元和RSSI模块，将中央处理单元传送的数据上传发送给管理平台；RSSI模块，对无线收发模块传送的数据的频谱信息进行信号强度分析，将分析得到的信号强度指示值传输给中央处理单元；中央处理单元，接收无线收发模块传送的数据及RSSI模块传送的信号强度指示值，将接收到的信号强度指示值与历史记录数据进行比对以更新RSSI阈值，以及将信号强度指示值与更新后的RSSI阈值进行比较，判断停车位是否有车，将判断结果发送给无线收发模块。本申请技术方案可精确测量车位，并降低成本。

Description

一种停车位检测节点装置

技术领域

本实用新型涉及无线传感器网络技术，特别涉及一种停车位检测节点装置。

背景技术

当前的交通问题已经成为大城市的通病，汽车保有量的飞速增长使出行和停车问题日益严峻，停车难已经严重影响的人们的出行质量。而智能停车位检测则能够实时提供停车场的车位信息，城市停车场的综合管理系统使人们能够实时了解当前的车位占用情况，合理的诱导人们驶入空闲停车场，减少停车时间，提高效率。

目前主要采用如下几种进行停车位检测：

红外检测器通过红外的反射测量车辆的有无，测量通过红外发送接收对实现，能快速有效检测车辆状态，但是对红外检测器的安装有环境要求，不能有污物、遮盖物影响红外接收发射设备。这类传感器比较适用于室内停车场，长期有人照料的环境，对于道路两侧辅路停车位则不适用。

超声波检测器通过超声波的发射和反射测量车辆状态，但该方式同样要求不能有污物、遮盖物遮挡超声波发射和接收装置，否则影响准确性，适用于室内停车场，也不适用于道路辅路停车场。

视频检测装置通过视频的图像对比来测量车辆的状态，由于摄像头的安装位置对环境要求比较高，图像对比算法复杂，还需要地面的参考点辅助图像对比识别车位，系统适合简单环境的少数车位检测，对复杂路段的停车位检测难度很大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种停车位检测装置，以提高测量精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种停车位检测节点装置，至少包括中央处理单元、无线收发模块和接收信号强度指示(RSSI)模块，其中：

所述无线收发模块，接收管理平台发送的数据并分别传送给所述中央处理单元和所述RSSI模块，并将所述中央处理单元传送的数据上传发送给管理平台；

所述RSSI模块，对所述无线收发模块传送的数据的频谱信息进行信号强度分析，将分析得到的信号强度指示值传输给所述中央处理单元；

所述中央处理单元，接收所述无线收发模块传送的数据及所述RSSI模块传送的信号强度指示值，并将接收到的信号强度指示值与历史记录数据进行比对以动态更新RSSI阈值，以及将所述信号强度指示值与更新后的RSSI阈值进行比较，判断停车位是否有车，将判断结果发送给所述无线收发模块。

较佳地，上述装置中，所述中央处理单元分为：

解析模块，接收所述无线收发模块传送的数据及所述RSSI模块传送的信号强度指示值，解析所述无线收发模块传送的数据，若解析确定该数据为用于检测停车位的数据，则将所述RSSI模块传送的信号强度指示值发送给所述第一处理模块；

第一处理模块，判断所述RSSI模块传送的信号强度指示值是否属于无车RSSI平均阈值范围，如果是，确定停车位无车，否则确定停车位有车，并将停车位是否有车的判断结果发送给所述无线收发模块；

第一更新模块，在所述第一处理模块确定停车位无车时，根据所述RSSI模块传送的信号强度指示值和历史记录的无车RSSI值更新无车RSSI平均阈值范围，在所述第一处理模块确定停车位有车时，用所述RSSI模块传送的信号强度指示值的绝对值减去无车RSSI平均值得到有车RSSI跳变值，确定所计算出的有车RSSI跳变值和历史记录的有车RSSI跳变值的平均值，将该平均值乘以RSSI有车最小变动参数的值作为更新后的有车RSSI跳变阈值。

较佳地，上述装置还包括地磁传感器，测量本地环境的磁场参数，并将测量的磁场参数发送给所述中央处理单元。

较佳地，上述装置中，所述中央处理单元还包括：

第二处理模块，接收所述地磁传感器发送的磁场强度值，判断当前接收的磁场强度值是否属于无车磁场平均阈值范围，若当前接收的磁场强度值属于无车磁场平均阈值范围时，确定停车位无车，若当前接收的磁场强度值超出无车磁场平均阈值范围，确定停车位有车，并将停车位是否有车的判断结果上传给所述无线收发模块；

第二更新模块，在所述第二处理模块确定停车位无车时，根据当前接收的磁场强度值和历史记录的无车磁场值更新无车磁场平均阈值范围，在所述第二处理模块确定停车位有车时，用当前接收的磁场强度值的绝对值减去无车磁场平均值得到有车磁场跳变值，计算得到所计算出的有车磁场跳变值和历史记录的有车磁场跳变值的平均值，将该平均值乘以磁场有车最小变动参数的值作为更新后的有车磁场跳变阈值。

较佳地，上述装置中，所述中央处理单元还包括：

运算模块，分别接收所述第一处理模块和所述第二处理模块的停车位是否有车的判断结果，在这两个判断结果一致时，直接将判断结果发送给所述无线收发模块，在这两个判断结果相斥时，则将权重值大的判断结果发送给所述无线收发模块。

较佳地，上述装置中，所述中央处理单元还包括：

配置数据存储模块，存储有配置参数及低功耗睡眠控制信息，其中，所述配置参数至少包括数据发送周期、数据发送通道和数据发射功率和RSSI有车最小变动参数；所述低功耗睡眠控制信息至少包括休眠周期。

较佳地，上述装置中，所述解析模块分为：

第一子模块，接收所述无线收发模块传送的数据及所述RSSI模块传送的信号强度指示值，解析所述无线收发模块传送的数据；

第二子模块，若所述第一子模块解析数据后确定该数据为用于检测停车位的数据，则将所述RSSI模块传送的信号强度指示值发送给所述第一处理模块；

第三子模块，若所述第一子模块解析数据后确定该数据为用于配置管理的数据，则将该数据发送给所述配置数据存储模块。

较佳地，上述装置中，所述中央处理单元还包括：

低功耗睡眠控制模块，按照所存储的低功耗睡眠控制信息进行低功耗睡眠控制。

本申请技术方案选用了RSSI模块，且动态设置RSSI阈值，可精确测量车位，并降低成本。另外，本申请的优选方案在采用RSSI模块的基础上，还增加了地磁模块，以提高测量的准确度。另外，本申请技术方案还克服了现有停车位检测技术中手段单一、环境适应性差和安装维护成本高的问题。

具体实施方式

图1为本实施例1中停车位检测节点装置结构示意图；

图2为优选实施例中停车位检测节点装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

本实施例提供一种停车位检测节点装置，如图1所示，该装置至少包括中央处理单元、无线收发模块和RSSI(接收信号强度指示)模块。

无线收发模块，接收管理平台发送的数据并分别发送给中央处理单元和RSSI模块，以及将中央处理单元传送的数据上传发送给管理平台。

RSSI模块，根据所接收到数据的频谱信息进行信号强度分析并将分析得到的信号强度指示值传输给中央处理单元。

中央处理单元，接收所述无线收发模块传送的数据及所述RSSI模块传送的信号强度指示值，并将接收到的信号强度指示值与历史记录数据进行比对以动态更新RSSI阈值，以及将所述信号强度指示值与更新后的RSSI阈值进行比较，判断停车位是否有车，将判断结果发送给所述无线收发模块。

具体地，上述中央处理单元可分为解析模块、第一更新模块和第一处理模块。

解析模块，接收无线收发模块传送的数据及RSSI模块传送的信号强度指示值，解析所述无线收发模块传送的数据，若解析确定该数据为用于检测停车位的数据，则将所述RSSI模块传送的信号强度指示值发送给所述第一处理模块

第一处理模块，判断RSSI模块传送的信号强度指示值是否属于无车RSSI平均阈值范围，如果是，确定停车位无车，否则确定停车位有车，并将停车位是否有车的判断结果发送给无线收发模块；

其中，第一处理模块先判断RSSI模块当前传送的信号强度指示值是否在RSSI的测量范围内，如果是，则判断此信号强度指示值有效。再判断RSSI模块传送的信号强度指示值是否属于无车RSSI平均阈值范围。

第一更新模块，在第一处理模块确定停车位无车时，根据RSSI模块传送的信号强度指示值和历史记录的无车RSSI值更新无车RSSI平均阈值范围，在第一处理模块确定停车位有车时，用RSSI模块传送的信号强度指示值的绝对值减去无车RSSI平均值得到有车RSSI跳变值，确定所计算出的有车RSSI跳变值和历史记录的有车RSSI跳变值的平均值，将该平均值乘以RSSI有车最小变动参数的值作为更新后的有车RSSI跳变阈值。

其中，第一更新模块，在确定停车位无车时，将当前的信号强度指示值加入无车RSSI值数据库，计算出新的无车RSSI平均值，新的无车RSSI平均值即为更新后的无车RSSI平均阈值。在确定停车位有车时，用当前的信号强度指示值的绝对值减去无车RSSI平均值，计算出新的有车RSSI跳变值，将新的有车RSSI跳变值加入有车RSSI跳变值数据库，求有车RSSI跳变值数据库中有车RSSI跳变平均值，该值乘以RSSI有车最小变动参数得出新的有车RSSI最小跳变阈值。

还有一些优选方案，考虑到地磁传感器可以通过车辆停放时汽车本身金属结构影响地磁传感器附近的磁场判断车辆的有无，且地磁传感器属于被动式测量，可以对环境有较强的适应性。故在上述装置的基础上，增加地磁检测器，即将RSSI模块与地磁检测器结合起来检测停车位是否有车(根据RSSI判断有车权重参数和地磁判断有车权重参数判断)，从而提高检测准确率。此时，地磁传感器，负责测量本地环境的磁场参数，并将测量的磁场参数发送到中央处理单元。具体地，地磁传感器可以是在收到中央处理单元的触发时开始测量停车位本地环境的磁场参数，而中央处理单元可以是收到数据管理中心发送的用于检测停车位的数据时开始触发地磁传感器测量。还有一些方案中，地磁传感器也可以周期性测量停车位本地环境的磁场参数并上传给中央处理单元，其中，地磁传感器的测量周期可以是数据管理中心通过用于配置管理的数据包下发给中央处理单元的。

此时，中央处理单元增加第二更新模块和第二处理模块。第二处理模块接收地磁传感器发送的磁场参数，判断当前接收的磁场强度值是否属于无车磁场平均阈值范围，若当前接收的磁场强度值属于无车磁场平均阈值范围时，确定停车位无车，若当前接收的磁场强度值超出无车磁场平均阈值范围，确定停车位有车，并将停车位是否有车的判断结果上传给无线收发模块。而第二更新模块，则在确定停车位无车时，根据当前接收的磁场强度值和历史记录的无车磁场值更新无车磁场平均阈值范围，确定停车位有车时，用当前接收的磁场强度值的绝对值减去无车磁场平均值得到有车磁场跳变值，计算得到所计算出的有车磁场跳变值和历史记录的有车磁场跳变值的平均值，将该平均值乘以磁场有车最小变动参数的值作为更新后的有车磁场跳变值。

需要说明的是，根据当前测量的磁场强度值与无车磁场平均值和有车磁场最小跳变阈值比较，判断是否有车时，地磁传感器测量停车位本地环境的磁场参数包括X、Y、Z轴，故本实施例所涉及的磁场强度值是这三个轴的磁场强度的加权和。至于每个轴的权重比参数可由数据管理中心进行远程设置。

由于停车位检测节点装置在包括RSSI模块的同时，还包括了地磁传感器，故中央处理单元在这两个部件同时进行停车位测量的时候，会得到两个停车位是否有车的判断结果，因此另一些方案中在中央处理单元中增加了运算模块，该模块分别接收第一处理模块和第二处理模块的停车位是否有车的判断结果，在这两个判断结果一致时，该模块直接将判断结果发送给无线收发模块以向数据管理中心上报，而在这两个判断结果相斥时，该模块则将权重值大的判断结果发送给无线收发模块以向数据管理中心上报。其中，这两个判断结果的权重值可由数据管理中心通过配置管理的数据下发给停车位检测节点装置。另外有一些优选方案，在包括RSSI模块以及地磁传感器的同时，中央处理单元还增加了配置数据存储模块，以及低功耗睡眠控制模块。此时，该装置的架构如图2所示，管理平台将停车位检测节点装置的配置参数以及低功耗睡眠控制信息以数据包的形式发送给停车位检测节点装置的无线设备单元，无线设备单元再将此数据包转发给中央处理单元中的配置数据存储模块和低功耗睡眠控制模块。这样，配置数据存储模块存储管理平台发送的配置参数及低功耗睡眠控制信息。低功耗睡眠控制模块则按照所记录的低功耗睡眠控制信息进行低功耗睡眠控制。

其中，配置参数至少包括数据发送周期、数据发送通道和数据发射功率。当然除了这些配置参数外，还可以包括工作状态、RSSI有车跳变阈值、RSSI有车最小变动参数、地磁有车跳变阈值(X、Y、Z三轴)、地磁有车最小变动参数(X、Y、Z三轴)、地磁三轴的权重比例参数、RSSI判断有车权重参数、地磁判断有车权重参数等重要参数。而低功耗睡眠控制信息则至少包括休眠周期。

另外，中央处理单元向管理平台上传数据时，也可以将电池电压测量信息上传给管理平台以便电池维护。

从上述实施例可以看出，本申请技术方案将停车位检测装置埋置于地下，从而适合各种室内和室外的安装环境，并且由于埋置于地下，其不受雨雪等环境影响，检测可靠性高，且无需人工维护，成本低。另外，本申请技术方案通过记录传感器的值，滤除无效数据，动态计算判断阈值，从而可以排除初夏秋冬气候环境和周边环境变化对检测的影响，降低误判率。本申请的优选方案，还可以通过周期休眠，定时发送的低功耗方式，上传数据到中继或网关，传输到停车位管理中心。其中，一些重要参数的发送周期可实时配置，以方便组网调试。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种停车位检测节点装置，其特征在于，该装置至少包括中央处理单元、无线收发模块和接收信号强度指示RSSI模块，其中：

所述无线收发模块，接收管理平台发送的数据并分别传送给所述中央处理单元和所述RSSI模块，并将所述中央处理单元传送的数据上传发送给管理平台；

所述RSSI模块，对所述无线收发模块传送的数据的频谱信息进行信号强度分析，将分析得到的信号强度指示值传输给所述中央处理单元；

所述中央处理单元，接收所述无线收发模块传送的数据及所述RSSI模块传送的信号强度指示值，并将接收到的信号强度指示值与历史记录数据进行比对以动态更新RSSI阈值，以及将所述信号强度指示值与更新后的RSSI阈值进行比较，判断停车位是否有车，将判断结果发送给所述无线收发模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

地磁传感器，测量本地环境的磁场参数，并将测量的磁场参数发送给所述中央处理单元。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

配置数据存储模块，存储有配置参数及低功耗睡眠控制信息，其中，所述配置参数至少包括数据发送周期、数据发送通道和数据发射功率和RSSI有车最小变动参数；所述低功耗睡眠控制信息至少包括休眠周期。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

低功耗睡眠控制模块，按照所存储的低功耗睡眠控制信息进行低功耗睡眠控制。 

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