CN205068508U - 基于rfid的停车管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于RFID的停车管理系统，包括：车载电子标签安装在车辆内，在停车过程中实时监听其覆盖范围内车位检测器RSSI值，待车辆停稳后将监听信息发送至基站；车位检测器安装在车位下方，实时获取车位占用状态信息并发送至基站；基站，位于停车场区域中心位置，根据车位占用状态信息的改变确定预绑定车位，根据监听信息和基站存有的RSSI峰值标准表实现车辆与车位之间的绑定，并将车辆绑定信息发送至后台管理服务器，后台管理服务器根据车辆绑定信息计算停车费用并完成对车辆的扣费。该系统能有效实现车辆与车位的绑定、降低车载电子标签功耗，保证车载电子标签的使用寿命。

Description

基于RFID的停车管理系统

技术领域

本实用新型涉及停车场停车管理领域，尤其涉及一种基于射频识别(RadioFrequencyIdentification，简称RFID)的停车管理系统。

背景技术

随着我国城市交通飞速发展，城市汽车持有量逐年提高，道路承载能力和停车资源面临严峻挑战。为此，国内大多数城市在次干道路上都规划了停车场。

目前，大多数停车场采用人工收费或半自动收费，人工收费比较灵活，但存在工作人员劳动强度大，收费人员监督困难，人力成本较高等问题。近年来出现了很多基于无线地磁传感器的停车管理系统，例如现有技术公开了一种地磁型车位检测控制系统自动停车管理方法，利用埋置在车位下方的地磁无线车位检测器，与电磁波和无线通信技术相结合，通过测量停车位周围的磁场强度来反映停车位的占用情况。但这种方式由于无法实现车辆与车位的一一对应，仍然需要人工进行车辆与车位的绑定，以及最终的缴费。而实现车辆与车位的自动绑定，主要需要解决相邻车位的干扰问题，现有技术公开了一种基于接收的信号强度指示(ReceivedSignalStrengthIndicator，简称RSSI)定位的停车场收费方法。此停车管理装置利用车载电子标签每间隔一定时间以广播的方式向车位检测器发送无线射频信号，车位检测器判断当前有车驶入时，打开接收端口接收车载电子标签发送的数据，接收到车载电子标签的标识(identity，简称ID)和RSSI值后关闭端口，然后将接收到数据发送至基站服务器，基站通过判断RSSI值的大小进行车辆的定位。以上技术手段在一定程度上解决了相邻车位信号串扰问题，但是，由于车载电子标签一直处于发送状态，车载电子标签功耗过大，极大影响车载电子标签的使用寿命，实用性不强。

鉴于此，如何提供一种停车管理系统，以有效实现车辆与车位的绑定、降低车载电子标签功耗，保证车载电子标签的使用寿命成为目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提供一种基于RFID的停车管理系统，能够有效实现车辆与车位的绑定、降低车载电子标签功耗，保证车载电子标签的使用寿命。

本实用新型提供一种基于RFID的停车管理系统，包括：

车载电子标签，安装在车辆内，内置有朝向车位检测器的RFID发射天线和RSSI值监测模块，用于在停车过程中实时监听其覆盖范围内的车位检测器RSSI值，待车辆停稳后将监听信息发送至基站；

车位检测器，安装在车位下方，用于实时获取车位占用状态信息，并将所述车位占用状态信息发送至基站，其中，所述车位占用状态信息包括：车辆驶入、驶离车位的时间数据、车位检测器ID；

基站，位于停车场区域的中心位置，用于根据所述车位占用状态信息的改变，确定预绑定车位；根据所述车载电子标签发送的监听信息和基站存有的RSSI峰值标准表，实现车辆与车位之间的绑定，并将车辆绑定信息发送至后台管理服务器，其中，所述车辆绑定信息包括：车辆驶入、驶离车位的时间数据和被绑定车辆的车载电子标签ID；

后台管理服务器，用于根据所述车辆绑定信息，计算停车费用并完成对所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的扣费处理。

可选地，所述车载电子标签在停车过程中处于低功耗监听状态，所述监听信息包括：监听范围内的车位检测器RSSI值、车位检测器RSSI频率值、各车位检测器RSSI值对应车位检测器ID、车载电子标签ID。

可选地，所述车位检测器，具体用于

实时获取车位占用状态信息，在车位占用状态信息不变时以第一预设时间间隔将所述车位占用状态信息发送至基站，在车位占用状态信息改变时以第二预设时间间隔将所述车位占用状态信息发送至基站，所述第二预设时间间隔小于所述第一预设时间间隔。

可选地，所述后台管理服务器，还用于将扣费结果通知所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的车主。

可选地，所述车载电子标签和所述车位检测器均通过射频识别RFID无线方式与基站连接，所述基站通过3G/4G/5G网络方式与后台管理服务器连接。

由上述技术方案可知，本实用新型的基于RFID的停车管理系统，在不改变现有车位检测系统的基础上，利用车载电子标签进行监听，能够有效完成车辆与车位的绑定、降低车载电子标签功耗，保证车载电子标签的使用寿命，实现了停车场的精细化的管理。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的一种基于RFID的停车管理系统的结构示意图；

图2为基于RFID的停车管理系统的车位检测器的结构示意图；

图3为基于RFID的停车管理系统的基站的结构示意图；

图4为基于RFID的停车管理系统的单车辆驶入车位的流程示意图；

图5为基于RFID的停车管理系统的双车辆驶入车位的流程示意图；

图6为基于RFID的停车管理系统的双车辆驶入车位的RSSI峰值映射匹配流程示意图；

图7为基于RFID的停车管理系统的车辆驶离扣费流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供的一种基于RFID的停车管理系统的结构示意图，如图1所示，本实施例的基于RFID的停车管理系统，包括：

车载电子标签，安装在车辆内，内置有朝向车位检测器的RFID发射天线和RSSI值监测模块，用于在停车过程中实时监听其覆盖范围内的车位检测器RSSI值，待车辆停稳后将监听信息发送至基站，其中，所述车载电子标签在停车过程中处于低功耗监听状态，所述监听信息包括：监听范围内的车位检测器RSSI值、车位检测器RSSI频率值、各车位检测器RSSI值对应车位检测器ID、车载电子标签ID等；所述车载电子标签内存储有：车牌号码、车主手机号码、车主身份信息等信息；

车位检测器，具有唯一的设备标识编号ID，安装在车位下方，用于实时获取车位占用状态信息，并将所述车位占用状态信息发送至基站，其中，所述车位占用状态信息包括：车辆驶入、驶离车位的时间数据、车位检测器ID等；

基站，位于停车场区域的中心位置，用于接收车位检测器发送的车位占用状态信息以及车载电子标签上传的监听信息，根据所述车位占用状态信息的改变，确定预绑定车位；根据所述车载电子标签发送的监听信息和基站存有的RSSI峰值标准表，实现车辆与车位之间的绑定(具体为：根据所述监听信息和基站存有的RSSI峰值标准表对预绑定车位逐一进行算法匹配，判定当前车载电子标签上传的监听信息与预绑定车位对应RSSI峰值标准表的匹配情况，实现车辆与车位之间的绑定)，并将车辆绑定信息发送至后台管理服务器，其中，所述车辆绑定信息包括：车辆驶入、驶离车位的时间数据和被绑定车辆的车载电子标签ID等；

后台管理服务器，用于根据所述车辆绑定信息，计算停车费用并完成对所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的扣费处理。

在具体应用中，所述后台管理服务器，还用于将扣费结果通知所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的车主；若扣费成功，则将扣费成功信息通知所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的车主；若扣费失败，则将扣费失败信息通知所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的车主，以提醒车主及时补缴。

举例来说，所述后台管理服务器可以以短信方式将扣费结果通知所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的车主。

在具体应用中，所述车载电子标签和所述车位检测器均通过射频识别RFID无线方式与基站连接，所述基站通过3G/4G/5G网络方式与后台管理服务器连接。

在具体应用中，所述车位检测器，可具体用于

实时获取车位占用状态信息，在车位占用状态信息不变时以第一预设时间间隔将所述车位占用状态信息发送至基站，在车位占用状态信息改变时以第二预设时间间隔将所述车位占用状态信息发送至基站，所述第二预设时间间隔小于所述第一预设时间间隔。

在具体应用中，所述车辆驶入车位的时间数据为所述车位检测器循环检测10次情况下，车位均为占用状态的时间参数；

所述车辆驶离车位的时间数据为所述车位检测器循环检测10次情况下，车位均为空闲状态的时间参数。

具体地，本实施例所述基于RFID的停车管理系统的原理为：

S1、在车位状态不变(空闲状态或有车状态)时，车位检测器以第一预设时间间隔向基站发送携带车位占用状态信息的心跳帧，所述第一预设时间间隔可优选为60秒；在车位状态改变时，车位检测器以第二预设时间间隔向基站发送携带车位占用状态信息的车位状态帧，所述第二预设时间间隔可优选为1秒；所述第二预设时间间隔小于所述第一预设时间间隔，以保证车位状态改变的信息及时发送至基站。

S2、车辆驶入车位过程中，车载电子标签处于低功耗监听状态，实时监听其覆盖范围内的车位检测器RSSI值；车辆停稳后，车载电子标签将监听信息以数据帧格式上传至基站，所述监听信息包括：监听范围内的车位检测器RSSI值、车位检测器RSSI频率值、车位检测器ID、车载电子标签ID等。

S3、基站根据车位检测器上传的车位占用状态信息的改变，确定预绑定车位，并结合所述监听信息和基站存有的RSSI峰值标准表对预绑定车位逐一进行算法匹配，判定当前车载电子标签监听信息与预绑定车位对应RSSI峰值标准表的匹配情况，实现车辆与车位之间的绑定，并将车辆绑定信息发送至后台管理服务器，所述车辆绑定信息包括：车辆驶入、驶离的时间数据和被绑定车辆的车载电子标签ID等。

S4、车辆驶入车位时，车位检测器循环检测10次情况下，车位均为占用状态，记录为车辆驶入车位的时间数据；车辆驶离车位时，车位检测器循环检测10次情况下，车位均为空闲状态，记录为车辆驶离车位的时间数据，车位检测器将车位状态信息以数据帧格式上传至基站。

S6、基站将车辆驶入、驶离车位的时间数据以及绑定的车载电子标签通过3G/4G/5G网络上传至后台管理服务器。

S7、后台管理服务器接收并保存基站上传的车辆绑定信息，计算停车费用并完成对所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的扣费处理，并将扣费结果通知所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的车主；如果扣费成功，则通知车主本次停车费用、停车时间、停车地点和账户余额等信息；如果扣费失败，则通知车主停车费用、停车时间、账户余额以及欠费情况，提醒车主及时补缴。

在具体应用中，如图2所示，所述车位检测器包括：锂亚硫酰氯电池、电源转换及控制模块、磁阻传感器、晶振模块、微控制器(MicrocontrollerUnit，简称MCU)、RFID射频收发芯片和RFID天线，晶振模块的#1与RFID射频收发芯片连接，晶振模块的#2与MCU连接，RFID射频收发芯片、磁阻传感器和电源转换及控制模块均与MCU连接，RFID天线与RFID射频收发芯片连接，电源转换及控制模块还分别与锂亚硫酰氯电池、RFID射频收发芯片及磁阻传感器连接；每个车位检测器具有唯一的设备标识编号，能够实时监测车辆驶入、驶离车位的时间数据，其工作流程为：磁阻传感器检测车辆的驶入、驶离车位的信号，微控制器MCU读取车辆数据信号并循环检测，将检测结果通过RFID天线上传给基站，实现与基站之间的信号交互。

在具体应用中，如图3所示，基站包括：开关电源、电源转换及控制模块、微控制器MCU、存储模块、RFID射频收发芯片、RFID天线、射频模块、射频天线；电源转换及控制模块、RFID射频收发芯片、射频模块和存储模块均与MCU连接，电源转换及控制模块还分别与开关电源、RFID射频收发芯片及射频模块连接，RFID天线与射频收发芯片连接，射频天线与射频模块连接；基站通过RFID天线接收车位检测器的车位占用状态信息以及车载电子标签上传的RSSI监听信息，微控制器MCU对接收的数据帧进行解析，利用软件算法实现车辆与车位之间的绑定，并将车辆绑定信息通过射频模块接口转换后与射频天线连接，以3G/4G/5G网络方式上传至后台管理服务器。

如图4所示为单辆车驶入车位实例，车载电子标签ID号为1；驶入前车位检测器以第一预设时间间隔与基站进行信号交互；驶入后车位检测器检测到有车辆驶入，车位检测器以第二预设时间间隔与基站进行信号交互，基站根据车位占用状态信息确定出5号预绑定车位；在车辆停车过程中，车载电子标签处于低功耗监听状态，假设车载电子标签监听范围为4～6号车位，车载电子标签可以监听到3个车位中唯一一个明显高于其他车位检测器交互频率的车位，即5号车位，此时可以判定该车载电子标签即停在这个车位上，实现单个车辆初步定位，并将定位结果连同车载电子标签ID信息以数据帧格式上传给基站；基站解析车载电子标签上传的单车辆定位数据帧，结合绑定车位检测器车位占用情况，实现对单个车辆的车位最终绑定。

如图5所示为双车辆同时驶入车位实例，车载电子标签ID分别为1、2，假设车载电子标签ID1监听范围为3～5号车位，车载电子标签ID2监听范围为4～6号车位。驶入前，车位检测器以第一预设时间间隔与基站进行信号交互，驶入后车位检测器检测到有车辆驶入，车位检测器以第二预设时间间隔与基站进行信号交互，基站根据车位占用状态信息确定出4、5号预绑定车位；在车辆停车过程中，车载电子标签处于低功耗监听状态，车载电子标签听到两个明显高于其他车位检测器交互频率的车位(4号、5号车位)，车载电子标签无法通过车位检测器与基站的通信频率判断出车载电子标签ID1、ID2与4、5号车位之间的对应关系；

两辆车完全驶入后，车载电子标签ID1、ID2分别监听到3～5、4～6号车位稳定的RSSI值，分别将监听信息以数据帧格式上传给基站；

基站接收并解析车载电子标签ID1、ID2发送的信号强度数据帧，按照数据帧ID号对车载电子标签监听的RSSI值分组记录，同一ID号对应的RSSI值为一组；基站解析出ID号为1、2的两组RSSI值，并根据RSSI峰值标准表将每组RSSI值与4、5号预绑定车位进行比对匹配，按照RSSI峰值标准表匹配出每个ID号对应的RSSI峰值，实现双车辆与车位之间的绑定；

如图6所示，根据车载电子标签监听到的车位检测器RSSI值，可以形成一个二维数据矩阵，即RSSI峰值标准表，该表反映了车位有车时，车载电子标签监听到的车位检测器信号强度情况。假设车位检测器ID和RSSI值的关系如下：D＝f(DetID_i，RSSI_j)，DetID_i表示第i个车位检测器ID，RSSI_j表示该车位上车载电子标签监听到的第j个车位检测器RSSI值，i＝j表示监听到的当前车位RSSI的情况；

基站分别对车载电子标签ID1、ID2上传的RSSI监听数据帧处理，假设车载电子标签ID1监听到的RSSI值为ID1--(dB13、dB14、dB15)，车载电子标签ID2监听到的RSSI值为ID2--(dB24、dB25、dB26)。基站通过求取车位检测器RSSI值与对应标准表的最小值D_min＝f(DetID_i，RSSI_j)进行车位匹配，当D为最小值，且i＝j时，即可确定车辆停在第i个车位。通过计算可得出车载电子标签ID1的dB14值与标准表中的第4行第4列的差值最小，可判定车载电子标签ID1与4号预绑定车位匹配；同理，车载电子标签ID2的dB25值与标准表中的第5行第5列差值最小，则判定车载电子标签ID2与5号预绑定车位匹配，实现了车载电子标签ID1对应车辆与4号车位的绑定以及车载电子标签ID2对应车辆与5号车位的绑定。

如图7所示为车辆驶离车位、扣费实例，车辆驶离车位时，车位检测器循环检测10次，车位均为空闲状态则判定车辆完全驶离并记录车辆驶离的时间数据，并将车位状态信息以数据帧格式上传至基站。

基站通过无线网络方式将车辆驶入、驶离车位的时间数据连同车位绑定结果以数据帧格式上传至后台管理服务器，实现基站与后台管理服务器车辆扣费信息的交互。

后台管理服务器接收并解析基站上传的车辆停车信息，利用服务器数据库，计算车辆停车费用，完成相应ID号车辆扣费，并将扣费结果通知所述车载电子标签ID对应车辆的车主；若扣费成功，则将扣费成功信息通知所述车载电子标签ID对应车辆的车主，所述扣费成功信息包括：本次停车费用、停车时间、停车地点和账户余额等；若扣费失败，则将扣费失败信息通知所述车载电子标签ID对应车辆的车主，以提醒车主及时补缴，所述扣费失败信息包括：本次停车费用、停车时间、账户余额和欠费情况等。

本实施例的基于RFID的停车管理系统，在不改变现有车位检测系统的基础上，利用车载电子标签进行监听，能够有效完成车辆与车位的绑定、降低车载电子标签功耗，保证车载电子标签的使用寿命，实现了停车场的精细化的管理。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种基于RFID的停车管理系统，其特征在于，包括：

车载电子标签，安装在车辆内，内置有朝向车位检测器的RFID发射天线和RSSI值监测模块，用于在停车过程中实时监听其覆盖范围内的车位检测器RSSI值，待车辆停稳后将监听信息发送至基站；

车位检测器，安装在车位下方，用于实时获取车位占用状态信息，并将所述车位占用状态信息发送至基站，其中，所述车位占用状态信息包括：车辆驶入、驶离车位的时间数据、车位检测器ID；

基站，位于停车场区域的中心位置，用于根据所述车位占用状态信息的改变，确定预绑定车位；根据所述车载电子标签发送的监听信息和基站存有的RSSI峰值标准表，实现车辆与车位之间的绑定，并将车辆绑定信息发送至后台管理服务器，其中，所述车辆绑定信息包括：车辆驶入、驶离车位的时间数据和被绑定车辆的车载电子标签ID；

后台管理服务器，用于根据所述车辆绑定信息，计算停车费用并完成对所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的扣费处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载电子标签在停车过程中处于低功耗监听状态，所述监听信息包括：监听范围内的车位检测器RSSI值、车位检测器RSSI频率值、各车位检测器RSSI值对应车位检测器ID、车载电子标签ID。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车位检测器，具体用于

实时获取车位占用状态信息，在车位占用状态信息不变时以第一预设时间间隔将所述车位占用状态信息发送至基站，在车位占用状态信息改变时以第二预设时间间隔将所述车位占用状态信息发送至基站，所述第二预设时间间隔小于所述第一预设时间间隔。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后台管理服务器，还用于将扣费结果通知所述车载电子标签ID对应被绑定车辆的车主。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载电子标签和所述车位检测器均通过射频识别RFID无线方式与基站连接，所述基站通过3G/4G/5G网络方式与后台管理服务器连接。