CN214752277U - 停车场车位管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种停车场车位管理系统。该系统包括至少两个车位管理单元，所述车位管理单元包括控制主机、至少两个车位探测模块和至少两个zigbee无线通信模块；所述车位探测模块和所述zigbee无线通信模块均设置于车位处；所述zigbee无线通信模块分别与所述车位探测模块和所述控制主机相连；不同zigbee无线通信模块之间通过zigbee网络连接；不同控制主机之间通过wifi网络连接。该系统采用zigbee无线通信和wifi无线通信相结合的方式作为无线控制网络的通信手段，以解决单一无线通信技术组成的无线网络覆盖范围小、接入设备少、信号不稳定的问题，可实现大型停车场多车位的快速有效管理。

Description

停车场车位管理系统

技术领域

本实用新型涉及停车场管理领域，具体而言，涉及一种停车场车位管理系统。

背景技术

停车场车位管理的三种常见方案如下：

实现方案一：使用指示灯、灯箱等作为车位探测模块的信号输出设备，通过灯的亮灭指示车位的忙闲状态；

实现方案二：使用485、CAN、网线、电力线等线路将各车位探测模块连接至上位机，组成有线控制网络，上位机直接与车位探测模块通信以对各个车位进行状态监控和管理；

实现方案三：使用单一无线通信技术(如wifi、zigbee、z-wave、射频、蓝牙等)作为通信手段搭建无线控制网络，上位机与无线控制模块进行无线连接，对车位进行监控和管理。

在停车场车位管理现有的以上三类解决方案中：

方案一，仅通过指示灯对车位忙闲进行显示，只能以视觉方式辅停车场管理员和驾驶员进行车位状态识别，无法对所有车位状态进行统一的信息化管理，也无法进一步实现智能管理和效率提升；

方案二，通过搭建有线控制网络可以稳定地对所有车位进行监控和管理，但有线的方式具有两方面的局限：一方面，需要预先进行大量的布线规划和实施，且一旦有线控制网络搭建成功，难以对线路和接入模块的位置及数量进行大规模的调整；另一方面，上位机与车位探测模块的通信方式受限于车位探测模块，不同的类型的车位探测模块可能采取不同的通信协议和通信介质，如果后续需要对现有车位探测模块进行更换和升级，很可能导致当前铺设的线路和上位机内部的通信软件无法复用；

方案三，相对方案二的有线控制网络而言，无线控制网络可以节省布线成本和后期改造问题，但是由单一无线通信技术搭建的无线控制网络存在网络覆盖范围小、接入设备少、信号不稳定等问题。比如，在一些技术方案中，试图选用zigbee作为无线通信技术，虽然其低功率的特性在理论上可以接入65536个无线节点，但在实际应用中，尤其在停车场这种实际通信环境复杂的应用场景中，为了保证无线网络的稳定运行，一个zigbee网络中接入的节点往往不能超过250个，这显然无法满足大型停车场的车位数量需求。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种停车场车位管理系统，以解决现有技术中存在的车位管理效率低、扩展性差、车位管理数量少的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种停车场车位管理系统，包括至少两个车位管理单元，所述车位管理单元包括控制主机、至少两个车位探测模块和至少两个zigbee无线通信模块；

所述车位探测模块和所述zigbee无线通信模块均设置于车位处；所述zigbee无线通信模块分别与所述车位探测模块和所述控制主机相连；不同zigbee无线通信模块之间通过zigbee网络连接；不同控制主机之间通过wifi网络连接。

作为进一步优选的技术方案，所述zigbee无线通信模块包括第一控制器、第一存储器、第一zigbee接收模块、第一zigbee发送模块和串口；

所述第一存储器中存储有zigbee协议栈；

所述第一控制器与所述第一存储器相连，所述第一控制器用于根据所述zigbee协议栈的内容，控制第一zigbee接收模块和第一zigbee发送模块的工作；

所述第一zigbee接收模块用于接收通过zigbee传输过来的数据信息，所述第一zigbee发送模块用于通过zigbee传输的方式发送数据信息；所述第一zigbee接收模块和所述第一zigbee发送模块均信号连接于所述第一控制器；

所述串口分别与所述第一控制器和所述车位探测模块相连。

作为进一步优选的技术方案，所述串口包括RS232串口。

作为进一步优选的技术方案，所述第一存储器中还储存有第一路由表，所述第一路由表作为所述无线通信模块和所述控制主机之间的链路。

作为进一步优选的技术方案，所述控制主机包括第二控制器、第二存储器、第二zigbee接收模块、第二zigbee发送模块、wifi接收模块和wifi发送模块；

所述第二存储器中存储有zigbee和wifi协议栈；

所述第二控制器与所述第二存储器相连，所述第二控制器用于根据所述zigbee和wifi协议栈的内容，控制第二zigbee接收模块、第二zigbee发送模块、wifi接收模块和wifi发送模块的工作；

所述第二zigbee接收模块用于接收通过zigbee传输过来的数据信息，所述第二zigbee发送模块用于通过zigbee传输的方式发送数据信息；所述第二zigbee接收模块和所述第二zigbee发送模块均信号连接于所述第二控制器；

所述wifi接收模块用于接收通过wifi传输过来的数据信息，所述wifi发送模块用于通过wifi传输的方式发送数据信息。

作为进一步优选的技术方案，所述第二存储器中还储存有第二路由表，所述第二路由表作为所述控制主机和所述无线通信模块、以及不同控制主机之间的链路。

作为进一步优选的技术方案，所述系统还包括控制终端，所述控制终端与至少一个所述控制主机通过wifi网络连接。

作为进一步优选的技术方案，所述控制终端包括停车场管理设备或用户设备。

作为进一步优选的技术方案，所述停车场管理设备包括诱导屏、查询终端或计时计费器。

作为进一步优选的技术方案，所述用户设备包括智能手机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的停车场车位管理系统采用zigbee无线通信和wifi无线通信相结合的方式作为无线控制网络的通信手段，以解决单一无线通信技术组成的无线网络覆盖范围小、接入设备少、信号不稳定的问题，可实现大型停车场多车位的快速有效管理。车位探测模块探测到的车位状态可传输至zigbee无线通信模块中，并发送到控制主机中，从而对加入到zigbee网络中的车位状态进行监控和管理，zigbee技术的主要优势在于低功耗、网络容量大，能够进行基于多种网络拓扑结构的自动组网，在有限范围内网络稳定，通信信号好。不同控制主机之间wifi连接，从而使控制主机兼具wifi通信中继功能，通过wifi无线通信技术，可以将多个控制主机串联在一起，从而扩大整体网络的控制范围，且无需大量布线，后续扩展车位灵活性强。

另外，zigbee网络具备可加密、自组网、支持多种网络拓扑结构的特性，这些特性可以在不同的应用场景中提供更灵活的网络支持。例如，加密特性可以用于进行停车场出入身份验证；网状拓扑结构组网可以用于停车场车位自动引导等。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的停车场车位管理系统的结构示意图；

图2是本实用新型提供的停车场车位管理系统中zigbee无线通信模块的结构示意图；

图3是本实用新型提供的停车场车位管理系统中控制主机的结构示意图；

图4是本实用新型提供的停车场车位管理系统的通信网络建立过程的示意图；

图5是本实用新型提供的停车场车位管理系统的车位管理流程示意图。

图标：1-控制主机；101-第二控制器；102-第二存储器；103-第二zigbee接收模块；104-第二zigbee发送模块；105-wifi接收模块；106-wifi发送模块；2-zigbee无线通信模块；201-第一控制器；202-第一存储器；203-第一zigbee接收模块；204-第一zigbee发送模块；205-串口；3-车位探测模块；4-控制终端。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供了一种停车场车位管理系统，包括至少两个车位管理单元(图1中示例出了两个车位管理单元)，所述车位管理单元包括控制主机1、至少两个车位探测模块3(图1中示例出了两个车位探测模块)和至少两个zigbee无线通信模块2(图1中示例出了两个zigbee无线通信模块)；

所述车位探测模块和所述zigbee无线通信模块均设置于车位处；zigbee无线通信模块2分别与车位探测模块3和控制主机1相连；不同zigbee无线通信模块2之间通过zigbee网络连接；不同控制主机1之间通过wifi网络连接。

上述“zigbee无线通信模块”是指采用紫蜂zigbee无线通信方式进行通信的模块。

上述“车位探测模块”用于探测车位使用状态数据，例如车位是否被占用、车辆是否驶入或驶出该车位。

上述停车场车位管理系统采用zigbee无线通信和wifi无线通信相结合的方式作为无线控制网络的通信手段，以解决单一无线通信技术组成的无线网络覆盖范围小、接入设备少、信号不稳定的问题，可实现大型停车场多车位的快速有效管理。车位探测模块探测到的车位状态可传输至zigbee无线通信模块中，并发送到控制主机中，从而对加入到zigbee网络中的车位状态进行监控和管理，zigbee技术的主要优势在于低功耗、网络容量大，能够进行基于多种网络拓扑结构的自动组网，在有限范围内网络稳定，通信信号好。不同控制主机之间wifi连接，从而使控制主机兼具wifi通信中继功能，通过wifi无线通信技术，可以将多个控制主机串联在一起，从而扩大整体网络的控制范围，且无需大量布线，后续扩展车位灵活性强。

另外，zigbee网络具备可加密、自组网、支持多种网络拓扑结构的特性，这些特性可以在不同的应用场景中提供更灵活的网络支持。例如，加密特性可以用于进行停车场出入身份验证；网状拓扑结构组网可以用于停车场车位自动引导等。

在一种优选的实施方式中，所述zigbee无线通信模块包括第一控制器201、第一存储器202、第一zigbee接收模块203、第一zigbee发送模块204和串口205；

所述第一存储器中存储有zigbee协议栈；

所述第一控制器与所述第一存储器相连，所述第一控制器用于根据所述zigbee协议栈的内容，控制第一zigbee接收模块和第一zigbee发送模块的工作；

所述第一zigbee接收模块用于接收通过zigbee传输过来的数据信息，所述第一zigbee发送模块用于通过zigbee传输的方式发送数据信息；所述第一zigbee接收模块和所述第一zigbee发送模块均信号连接于所述第一控制器；

所述串口分别与所述第一控制器和所述车位探测模块相连。

上述第一控制器可以为微控制单元MCU(Microcontroller Unit)，上述第一存储器可以为只读存储器ROM(Read-Only Memory)。

上述zigbee协议栈中包括：不同zigbee无线通信模块间的信息转发规则，网络自愈、丢包重发、冲突避让等容错处理规则，以及控制主机定位、控制主机信号强弱判断机制。

串口将车位探测模块和第一控制器连接起来，从而实现串口与车位探测模块的双向通信、以及串口与第一控制器之间的双向通信。车位探测模块探测到的车位使用状态传输到第一控制器处，第一控制器根据zigbee协议栈的内容，控制第一zigbee接收模块和第一zigbee发送模块的工作，例如第一zigbee发送模块将本车位的使用状态发送到其他zigbee无线通信模块处或发送到处于同一组网状态的控制主机处，第一zigbee接收模块接收从其他zigbee无线通信模块处或处于同一组网状态的控制主机处的数据信息。

在一种优选的实施方式中，所述串口包括RS232串口。RS232串口又称为RS-232标准接口，是常用的串行通信接口标准之一，其信号线少、传送距离较远、传送速率可灵活选择。

在一种优选的实施方式中，所述第一存储器中还储存有第一路由表，所述第一路由表作为所述无线通信模块和所述控制主机之间的链路。

在一种优选的实施方式中，所述控制主机包括第二控制器101、第二存储器102、第二zigbee接收模块103、第二zigbee发送模块104、wifi接收模块105和wifi发送模块106；

所述第二存储器中存储有zigbee和wifi协议栈；

所述第二控制器与所述第二存储器相连，所述第二控制器用于根据所述zigbee和wifi协议栈的内容，控制第二zigbee接收模块、第二zigbee发送模块、wifi接收模块和wifi发送模块的工作；

所述第二zigbee接收模块用于接收通过zigbee传输过来的数据信息，所述第二zigbee发送模块用于通过zigbee传输的方式发送数据信息；所述第二zigbee接收模块和所述第二zigbee发送模块均信号连接于所述第二控制器；

所述wifi接收模块用于接收通过wifi传输过来的数据信息，所述wifi发送模块用于通过wifi传输的方式发送数据信息。

上述第二控制器可以为微控制单元MCU(Microcontroller Unit)，上述第二存储器可以为只读存储器ROM(Read-Only Memory)。

上述zigbee和wifi协议栈中包括：Zigbee无线通信模块和控制主机间的组网规则和信息转发规则，不同控制主机间的组网规则和信息转发规则，网络自愈、丢包重发、冲突避让等容错处理规则。

第二控制器根据zigbee和wifi协议栈的内容，控制第二zigbee接收模块和第二zigbee发送模块的工作，例如第二zigbee发送模块将本控制主机的数据信息发送到zigbee无线通信模块处，第二zigbee接收模块接收从zigbee无线通信模块处发送的车位使用状态信息。第二控制器根据zigbee和wifi协议栈的内容，控制wifi接收模块和wifi发送模块工作，例如wifi接收模块接收其他控制主机发送过来的数据信息，wifi发送模块发送本控制主机的数据信息。不同控制主机间可通过wifi分享彼此区域内的车位状态信息，最终每个控制主机都将存储停车场内完整的车位状态信息。

在一种优选的实施方式中，所述第二存储器中还储存有第二路由表，所述第二路由表作为所述控制主机和所述无线通信模块、以及不同控制主机之间的链路。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，所述系统还包括控制终端4，控制终端4与至少一个控制主机1通过wifi网络连接(图1中示例出了控制终端与一个控制主机通过wifi网络连接)。上述控制终端用于实现对停车场内各个车位位置及状态的查询和获取，以及对使用车位后的费用进行显示和费用收取。

在一种优选的实施方式中，所述控制终端包括停车场管理设备或用户设备。上述“停车场管理设备”是指停车场内设的固定的设备。上述“用户设备”是指需要停车的用户自己的设备。在单次的通信会话中，控制终端通过组播结束发现停车场内的控制主机，选择信号最强的控制主机作为通信对象与其建立会话。控制终端通过wifi向对象控制主机发送查询指令，并对获取的回复进行展示。

在一种优选的实施方式中，所述停车场管理设备包括诱导屏、查询终端或计时计费器。诱导屏是显示屏的一种，主要用于显示空闲车位数量和空闲车位位置等。查询终端是指可以查询停车场内各个车位位置及状态的设备。计时计费器是指可以对车辆停留在停车场内的时间进行计时，并根据计时结果和预设的计费规则进行计费的设备。

在一种优选的实施方式中，所述用户设备包括智能手机。智能手机具有wifi连接和安装各类应用软件的功能，当智能手机打开wifi网络，同时下载并打开相应的应用软件后，可以在手机上查询停车场内各个车位位置及状态，并在离开停车场后进行费用的支付。

如图4所示，上述停车场车位管理系统的通信网络建立过程如下：

控制主机上电后，自动进入组网状态；

首次入网的zigbee无线通信模块上电后，自动加入处于组网状态的控制主机所组建的zigbee网络之中；当有多个控制主机处于组网状态时，zigbee无线通信模块加入到距其最近、信号最强的控制主机组建的zigbee网络之中。

zigbee无线通信模块再次上电后，优先加入之前的zigbee网络；当之前的zigbee网络不存在(之前的控制主机关闭或故障)时，zigbee无线通信模块再次选择加入到距其最近、信号最强的控制主机组建的zigbee网络之中。

一个控制主机组建的zigbee网络为网状网络，最多可以同时接入256个zigbee无线通信模块，每个无线通信模块可以充当该网络的路由器，实现对zigbee数据的转发功能。

上电的控制主机之间会通过wifi进行相互搜索，控制主机会将搜索到的其他控制主机并记录在自己的路由表中。控制主机之间为网状网络，不存在主从关系，所有控制主机都可以充当其他控制主机间的路由器，通过多跳的方式实现控制主机间的wifi数据交换。

当上述停车场车位管理系统的通信网络建立后，对该网络中的车位管理流程如图5所述，以控制主机i向车位j发送查询车位状态的控制命令为例，流程如下：

控制主机i判断车位j和控制主机i自身是否存在于同一个zigbee组网中，如果存在于同一个zigbee组网中，则直接向车位j发送控制命令；如果不存在于同一个zigbee组网中，则进行下一步操作；

控制主机i通过查表获知车位j存在于控制主机k的zigbee组网中，则控制主机i将对车位j的控制命令转发给控制主机k，再由控制主机k将该控制命令发送给车位j；

车位j接收到控制指令后，对该指令进行应答。

上述停车场车位管理系统的通信网络具有自愈的功能：

当某个区域的控制主机发生故障时，属于该网络的zigbee无线通信模块会根据信号强度自动加入其他的控制主机组建的zigbee网络中，与其他控制主机距离较远的zigbee无线通信模块可以通过其他zigbee无线通信模块的转发功能与其他控制主机产生联系。停车场车位管理通信网络可以在极短时间内从控制主机的失效过程中进行自动恢复。

同样，控制终端也可以通过自愈的方式连接到其他控制主机以继续获取相应的服务，而无需人工干预。

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。

Claims (10)

1.一种停车场车位管理系统，其特征在于，包括至少两个车位管理单元，所述车位管理单元包括控制主机、至少两个车位探测模块和至少两个zigbee无线通信模块；

所述车位探测模块和所述zigbee无线通信模块均设置于车位处；所述zigbee无线通信模块分别与所述车位探测模块和所述控制主机相连；不同zigbee无线通信模块之间通过zigbee网络连接；不同控制主机之间通过wifi网络连接。

2.根据权利要求1所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述zigbee无线通信模块包括第一控制器、第一存储器、第一zigbee接收模块、第一zigbee发送模块和串口；

所述第一存储器中存储有zigbee协议栈；

所述第一控制器与所述第一存储器相连，所述第一控制器用于根据所述zigbee协议栈的内容，控制第一zigbee接收模块和第一zigbee发送模块的工作；

所述第一zigbee接收模块用于接收通过zigbee传输过来的数据信息，所述第一zigbee发送模块用于通过zigbee传输的方式发送数据信息；所述第一zigbee接收模块和所述第一zigbee发送模块均信号连接于所述第一控制器；

所述串口分别与所述第一控制器和所述车位探测模块相连。

3.根据权利要求2所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述串口包括RS232串口。

4.根据权利要求2所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述第一存储器中还储存有第一路由表，所述第一路由表作为所述无线通信模块和所述控制主机之间的链路。

5.根据权利要求1所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述控制主机包括第二控制器、第二存储器、第二zigbee接收模块、第二zigbee发送模块、wifi接收模块和wifi发送模块；

所述第二存储器中存储有zigbee和wifi协议栈；

所述第二控制器与所述第二存储器相连，所述第二控制器用于根据所述zigbee和wifi协议栈的内容，控制第二zigbee接收模块、第二zigbee发送模块、wifi接收模块和wifi发送模块的工作；

所述第二zigbee接收模块用于接收通过zigbee传输过来的数据信息，所述第二zigbee发送模块用于通过zigbee传输的方式发送数据信息；所述第二zigbee接收模块和所述第二zigbee发送模块均信号连接于所述第二控制器；

所述wifi接收模块用于接收通过wifi传输过来的数据信息，所述wifi发送模块用于通过wifi传输的方式发送数据信息。

6.根据权利要求5所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述第二存储器中还储存有第二路由表，所述第二路由表作为所述控制主机和所述无线通信模块、以及不同控制主机之间的链路。

7.根据权利要求1-6任一项所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述系统还包括控制终端，所述控制终端与至少一个所述控制主机通过wifi网络连接。

8.根据权利要求7所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述控制终端包括停车场管理设备或用户设备。

9.根据权利要求8所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述停车场管理设备包括诱导屏、查询终端或计时计费器。

10.根据权利要求8所述的停车场车位管理系统，其特征在于，所述用户设备包括智能手机。

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