CN210377865U - 一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种基于物联网技术NB‑IoT的停车管理装置，采用地磁检测器、惠斯通电桥、NB‑IoT网络模块和单片机等相互连接，车辆进入停车区域，扫码进入微信小程序显示停车位的停车信息及实时计费收费功能，通过地磁检测器判断车位是否占用，车主选择某一空车位后，点击小程序进入该停车位，地磁检测器感应到汽车停靠，地锁落下，开始计费，利用NB‑IoT网络模块，后台管理单元将信息传输给服务器，使停车位信息能够实时被监控，有效解决因停车位空缺，无法找到空车位情况；微信小程序即时显示停车费用及停车时长，有效对停车费用计算，该装置为低功耗、广覆盖、多连接、低成本、高准确率等特点,实现系统稳定接入和数据可靠传输。

Description

一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置

技术领域

本实用新型涉及停车系统管理领域，特别涉及一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置。

背景技术

随着居民汽车保有量的快速增加，小区内的停车位缺口巨大，“停车难”已是普遍的城市病。当前停车管理存在着诸多问题，如人工值守成本高，路内停车场景里的车位信息无法有效便捷地被采集和传输到管理平台，起落杆式市电供电成本高，传统无线管理结点工作寿命短等问题。该停车管理方式无法满足人民现在生产和生活的需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型为一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其技术方案为：

包括路面两侧的停车位，所述停车位上设有车位状态检测单元和地锁，所述车位状态检测单元包括地磁检测器和惠斯通电桥，停车位地面以下预埋安装有地磁检测器和惠斯通电桥；还包括设置在路边的无线通信单元，接收车位状态检测单元和服务器发来的信号；所述无线通信单元使用NB-IoT模块通过运营商网络即可地磁检测器信息传递给服务器，服务器下发的计时结束指令传递给地磁检测器；能耗管理单元为各单元提供电源及进行低功耗管理；后台管理单元用于统计车辆停放状态及计时，并与微信小程序关联，用于推送给用户车位信息，地磁检测器、惠斯通电桥、NB-IoT网络模块分别与单片机和电源模块相连。

进一步地，地磁检测器的输出端、惠斯通电桥的输出端、NB-IoT网络模块的输出端以及地锁同时与电源模块和单片机输入端相连，后台管理单元的输出端与服务器的输入端相连，服务器的输出端与微信小程序平台相连，微信小程序通过通信运营商与服务器相连。

进一步地，所述路面中间为通道，两侧分别设有若干停车位。

进一步地，所述单片机采用MSP430单片机。

进一步地，所述地磁检测器为HMC5883地磁传感器。

进一步地，所述地锁为RL-D901无线电动地锁。

进一步地，所述电源模块使用小型太阳能电池板，在地锁旁边地面铺放小型太阳能板，用于给电池补充能源，电池采用26650可充电锂电池。

进一步地，所述NB-IoT网络模块根据接收到的地磁检测器发来的信号时间差，计算车辆在停车位的停靠时间，并按停车管理规定计费。

本实用新型的有益效果为：一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，采用地磁检测器、惠斯通电桥、NB-IoT网络模块和单片机等相互连接，车辆进入停车区域时，根据扫码进入微信小程序显示的停车位的停车信息及实时计费收费功能，通过地磁检测器判断车位是否被占用，车主选择某一空车位后，点击小程序进入该停车位，地磁检测器感应到汽车停靠时，地锁落下，开始计费，利用NB-IoT网络模块将车位信息传输给单片机，后台管理单元实时根据单片机和NB-IoT网络模块检测车位信息，并将信息传输给服务器，使停车位信息能够实时被监控，有效解决了因停车位空缺，无法找到空车位的情况；车主开出停车位后，进入微信小程序，地磁检测器感应到无汽车时，地锁立起恢复，微信小程序即时显示停车费用及停车时长，有效对停车费用计算，避免了人工及乱收费情况的发生。该装置具有低功耗、广覆盖、多连接、低成本、高准确率等特点,实现系统的稳定接入和数据的可靠传输。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构框图。

如图所示，1惠斯通电桥，2停车场，3停车位，4无线通信单元。

具体实施方式

如图所示，本实用新型为一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，本实用新型采用MSP430低功耗单片机进行智慧停车，主要分为车位状态检测单元、无线通信单元、能耗管理单元、后台管理单元四部分组成。以实现车位状态监测、状态及计费信息上报、后台指令下发、微信小程序引导查询车位等功能。

车位状态检测单元采用基于地磁检测技术的磁阻传感器，通过惠斯通电桥将车辆对地球磁场的扰动转化为电压值的变化，并通过放大电路输出至单片机，由此来检测车位是否有车辆停泊。

无线通信单元搭载有NB-IoT网络模块，可以接入至通信运营商网络，消除了传输距离限制，提高了通信质量及安全保障。通过NB-IoT网络将车位信息传输给后台管理单元，亦可将后台管理单元的指令下发至车位管理单元。

能耗管理单元对系统能耗进行全面控制。系统以节能为重点，硬件方面选择低功耗MSP430单片机，运用动态电源管理机制降低能量消耗。软件方面借鉴无线传感器网络协议层设计思路，通过周期性休眠监听、CSMA/CA策略等方法，由底层至上层贯穿节能思路。在单节电池供电条件下，确保停车位结点工作寿命＞6年。例如在无数据传输时，系统第一时间进入休眠状态，以节省电量。当有车辆驶入或后台管理单元有数据下发时，通过单片机中断功能，唤醒系统开始检测或接收处理数据。

后台管理单元对停车区传输过来的数据进行汇总处理，在本地服务器中显示，并通过微信开放接口与微信小程序平台对接，实现用户扫码进入小程序后可直接查询车位的功能，无需手机安装APP。

如图1所示，本实用新型包括路面4两侧的停车位1，路面中间为通道，两侧分别设有若干停车位。所述停车位上设有车位状态检测单元和地锁2，所述车位状态检测单元包括地磁检测器和惠斯通电桥，停车位地面以下预埋安装有地磁检测器和惠斯通电桥，两者配合使用，在共同作用下检测车位上是否有车辆存在。

还包括设置在路边的无线通信单元3，接收车位状态检测单元发来的信号；所述无线通信单元包括通信运营商和NB-IoT网络模块，通信运营商通过NB-IoT网络模块获取车位的地磁检测器信息；

能耗管理单元设置在小区管理部门，包括单片机和无线传感器网络协议，地磁检测器、地锁、惠斯通电桥和NB-IoT网络模块分别与单片机相连；服务器与通信运营商连接，并通过微信小程序获取通信运营商终端发来的停车位数据，微信小程序通过NB-IoT网络模块与地锁相连；电源模块分别与车位状态检测单元、无线通信单元、能耗管理单元和后台管理单元电连接。

进一步地，地磁检测器的输出端分别与NB-IoT网络模块和单片机的输入端连接，惠斯通电桥的输出端与单片机的输入端相连，NB-IoT网络模块的输出端与通信运营商的输入端连接，后台管理单元的输入端与NB-IoT网络模块的输出端连接，后台管理单元的输出端与服务器的输入端相连，服务器的输出端与微信小程序的输入端相连，微信小程序通过通信运营商与服务器相连，地锁的输入端与车辆状态检测单元的输出端连接，地锁的输出端通过NB-IoT网络模块和服务器与微信小程序相连。通过微信小程序找到合适车位后，地磁检测器检测到汽车，地锁自动放下，开始计时，汽车驶离后，地磁检测器检测到汽车驶离后，地锁恢复，计时结束。微信小程序即时显示停靠时间及停靠费用，车主在网上缴费即可，避免了人工蹲守，乱收费的情况发生。单片机也可以控制车位地锁的放下与恢复。

进一步地，所述单片机采用MSP430单片机。

进一步地，所述地磁检测器为HMC5883地磁传感器。

进一步地，所述地锁为RL-D901无线电动地锁。

进一步地，所述电源模块使用小型太阳能电池板，本身NB-IoT传输数据的功耗非常低，大部分能量消耗是地锁的放下和恢复动作，为了增加使用时间，在地锁旁边地面铺放小型太阳能板，用于给电池补充能源。电池采用26650可充电锂电池。

进一步地，所述NB-IoT网络模块根据接收到的地磁检测器发来的信号时间差，计算车辆在停车位的停靠时间，并按停车管理规定计费。

本实用新型的优势：

（1）NB-IoT智慧停车系统可有效帮助停车管理方减少收费流失。是否停车，停车时长等信息得到了高效收集，有效堵住人工收费的漏洞；减少了找车位造成的交通拥堵，车主可实时看到停车位信息；减少管理人员，从人工收费变成自助缴费，收费人员变成了督查人员，减少了整个人工的数量。

（2）降低维护成本。NB-IoT网络由通信运营商提供可靠的接入及通信服务，同时低功耗的停车位检车点设备可达到6年以上的使用寿命，不再使用中继网关及市电供电，有效降低后期维护成本。

（3）可通过微信小程序查询车位状态信息。不再使用手机APP安装方式，而是通过在停车区域通过张贴微信小程序二维码的方式，给车主提供快速便捷的查询。

一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，采用地磁检测器、惠斯通电桥、NB-IoT网络模块和单片机等相互连接，车辆进入停车区域时，根据扫码进入微信小程序显示的停车位的停车信息及实时计费收费功能，通过地磁检测器判断车位是否被占用，车主选择某一空车位后，点击小程序进入该停车位，地磁检测器感应到汽车停靠时，地锁落下，开始计费，利用NB-IoT网络模块将车位信息传输给后台管理单元，后台管理单元实时根据单片机和NB-IoT网络模块检测车位信息，并将信息传输给服务器，使停车位信息能够实时被监控，有效解决了因停车位空缺，无法找到空车位的情况；车主开出停车位后，进入微信小程序，地磁检测器感应到无汽车时，地锁立起恢复，微信小程序即时显示停车费用及停车时长，有效对停车费用计算，避免了人工及乱收费情况的发生。该装置具有低功耗、广覆盖、多连接、低成本、高准确率等特点,实现系统的稳定接入和数据的可靠传输。

系统采用MSP430低功耗单片机为核心控制器，通过地磁检测检测技术判断车位是否被占用，通过NB-IoT网络实现停车位与数据监控中心之间数据互通。通过微信小程序方式，帮助车主查询当前可用车位及实现计时收费等功能。系统设计以节能为重点，硬件采用低功耗单片机配合动态电源管理机制，软件借鉴无线传感器网络协议层设计思想，通过周期性休眠监听、CSMA/CA策略等手段降低能量消耗。设计单电池供电模式下，停车位结点设备工作寿命＞6年，有效降低设备维护成本，进而有效实现智能停车管理目的。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，包括路面（4）两侧的停车位（1），其特征在于，所述停车位上设有车位状态检测单元和地锁（2），所述车位状态检测单元包括地磁检测器和惠斯通电桥，停车位地面以下预埋安装有地磁检测器和惠斯通电桥；还包括设置在路边的无线通信单元（3），接收车位状态检测单元和服务器发来的信号；所述无线通信单元使用NB-IoT模块通过运营商网络即可将地磁检测器信息传递给服务器，又可将服务器下发的计时结束指令传递给地磁检测器；能耗管理单元为各单元提供电源及进行低功耗管理；后台管理单元用于统计车辆停放状态及计时，并与微信小程序关联，用于推送给用户车位信息，地磁检测器、惠斯通电桥、NB-IoT网络模块分别与单片机和电源模块相连。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其特征在于，地磁检测器的输出端、惠斯通电桥的输出端、NB-IoT网络模块的输出端以及地锁同时与电源模块和单片机输入端相连，后台管理单元的输出端与服务器的输入端相连，服务器的输出端与微信小程序平台相连，微信小程序通过通信运营商与服务器相连。

3.如权利要求1所述的一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其特征在于，所述路面中间为通道，两侧分别设有若干停车位。

4.如权利要求1所述的一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其特征在于，所述单片机采用MSP430单片机。

5.如权利要求1所述的一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其特征在于，所述地磁检测器为HMC5883地磁传感器。

6.如权利要求1所述的一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其特征在于，所述地锁为RL-D901无线电动地锁。

7.如权利要求1所述的一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其特征在于，所述电源模块使用小型太阳能电池板，在地锁旁边地面铺放小型太阳能板，用于给电池补充能源，电池采用26650可充电锂电池。

8.如权利要求1所述的一种基于物联网技术NB-IoT的停车管理装置，其特征在于，所述NB-IoT网络模块根据接收到的地磁检测器发来的信号时间差，计算车辆在停车位的停靠时间，并按停车管理规定计费。

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