CN217847292U - 基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，涉及多模智能地磁车位状态检测技术领域。其利用涡流检测原理，通过MCU发出脉冲激励信号，放大电路将MCU发出的脉冲激励信号放大整形，经过放大整形的脉冲激励信号会驱动功率器件，功率器件驱动电感线圈，从而产生脉冲磁场，当无汽车在设备上方时，自建磁场自然消逝；当汽车在设备上方时，汽车底盘受自建磁场的影响，产生二次感应磁场，此二次磁场反过来又影响自建磁场。将变化的磁场进行处理变成电信号，后端进行采样、放大等处理后送入MCU进行分析，从而判断车位状态。

Description

基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统

技术领域

本实用新型涉及模智能地磁车位状态检测技术领域，具体为一种基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，车辆数目不断增加，停车难、乱停车的问题屡见不鲜，在车数量与停车场容量不对等的情况下，实时检测车位信息，实现对停车场的智能管理尤为重要，并且能适用于复杂的环境(雨雪天气)。现有的车位检测主要是以地磁加微波雷达方案和地磁加微波雷达加红外或者光敏方案为主。雨、雪、灰尘、污泥等覆盖后，光线会受影响导致误检、漏检现象急剧增加，从而导致车位检测状态混乱；由于车位检测状态混乱，用户体验变差，投诉变多，车位运营管理难度也会随之增加。视频车位检测，多车位检测的方式，其检测结果容易受光线、天气等原因的影响，会造成测试结果不准确；超声波车位检测，能够可靠检测车位信息，但受环境影响较大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，以解决上述背景技术中提出的由于自然因素使得车辆误检和漏检从而导致车位检测状态混乱，车位的运营管理难度增加。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，所述该系统包括传感器模块、融合运算模块和唤醒模块、信息传输模块；

传感器模块用于检测周围磁场变化、检测本车位是否有物体运动、检测运动到覆盖的过程、检测稳态状态以及检测车位状态；

融合运算模块用于对传感器的检测结果进行融合运算，给出车位最终检测结果

唤醒模块用于唤醒无线设备；

信息传输模块用于对车位最终检测状态进行上报传输；

传感器模块的输出端与融合运算模块的输入端相连接；融合运算模块的输出端与唤醒模块的输入端相连接；唤醒模块输出端与信息传输模块输入端相连接。

所述传感器模块包括磁场检测传感器、多普勒雷达、光敏元件和自建脉冲磁场传感器。

所述磁场检测传感器用于检测周围磁场变化；磁场检测传感器是将磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置；当泊位上有物体靠近时，能够检测到周围磁场发生变化，当这种变化超过阈值后，多普勒雷达和光敏元件开启；所述阈值为算法基于大量三轴磁数据即无磁场干扰时，提取噪声值，确定打开阈值，即可保证磁传感器灵敏度又可避免误动作。

所述多普勒雷达用于检测本车位是否有物体运动；当波源和被观测且处于运动状态的物体有相对运动时,被观测且处于运动状态的物体接受到的脉冲波的频率和波源发来的频率不同,这种现象被称为多普勒效应；多普勒雷达会发射一固定频率的脉冲波对空间扫描时,如果遇到活动目标,回波的频率与发射波的频率会出现频率差,这个频率差就是多普勒频率；波源和被观测且处于运动状态的物体相互接近时,接收到的脉冲频率升高；两者相互离开时,则收到的脉冲频率降低；根据多普勒频率变化的大小来检测本车位是否有物体运动。

所述光敏元件用于检测运动到覆盖的过程以及检测稳态状态；当车辆行驶过光敏元件时，光敏元件利用光敏电阻受光线强度的影响，光敏电阻的阻值能随着外界光照强度变化而变化；光敏电阻在无光照射时，阻值呈高阻状态；当光敏电阻有光照射时，其电阻值迅速减小。利用光敏元件因受光线强度影响而阻值发生变化的原理即检测车辆运动到覆盖的过程，待车辆泊车后，光敏元件对于光线强度的变化而产生的光电信号又回到稳定状态；

所述光敏元件包括芯片U24，所述芯片U24的引脚IN连接有电容C102、电容C101和3.3V电源，所述电容C102连接信号地SGND，所述电容C101连接信号地SGND，所述芯片U24的引脚EN连接电阻R54，所述电阻R54通过引脚MPower 与微控制单元连接。

所述自建脉冲磁场传感器包括：微控制单元和自建磁场电源；微控制单元发出脉冲激励信号，随后放大电路会将微控制单元发出的脉冲激励信号放大整形，经过放大整形的脉冲激励信号会驱动功率器件，功率器件驱动电感线圈，从而产生脉冲磁场；所述微控制单元为MCU；自建脉冲磁场传感器用于检测车位状态；磁场检测传感器根据停车前后磁场变化结合多普勒雷达和光敏元件给出第一次判断结果，自建脉冲磁场传感器根据第一次判断结果开启，脉冲磁场在泊车位无车辆覆盖时会自然消逝；当有车辆覆盖时由于车辆底盘的影响下感生出脉冲涡流，脉冲涡流的变化会导致涡流磁场的产生，从而车辆的底盘周围有二次磁场，此二次磁场会影响自建磁的消逝速度，根据自建磁的衰减快慢来判断有无车辆及车辆型号，从而进行车位状态检测。

所述自建脉冲磁场传感器包括：光耦U1和芯片U2，所述芯片U2的VIN引脚连接电容C11，所述电容C11并联有电容C10、电容C9，所述电容C9接地，所述芯片U2的VOUT引脚连接电容C6，所述电容C6并联电容C7、电容C8，所述电容C7接地，所述电容C8通过引脚VCCRF与所述光耦U1连接。

所述自建磁场电源包括芯片U17、芯片U16、芯片U14和放大器U15，所述芯片U17的三个GND引脚连接信号地SGND，所述芯片引脚COMP连接电阻R34，所述电阻R34连接电容C71，所述电容C71连接信号地SGND；所述芯片U14的 VIN引脚连接有电容C55、电容C54、电容C53，所述电容C55与电容C54、C53 并联；所述电容C53通过引脚VCCOUT2与芯片U17连接，所述芯片U14的引脚 VOUT通过引脚VCCOP与放大器U15连接。

所述的微控制单元包括：芯片U7，所述芯片U7的11引脚连接有电阻R17，所述电阻R17与VBAT端连接，所述芯片U7的引脚15、引脚16、引脚17分别连接有电容C39、CN1、C40，所述电容CN1与电容C39、电容C40；电容CN1与信号地SGND连接，所述芯片U14的引脚GND连接信号地SGND。

所述融合运算模块将传感器的检测的最终数据进行融合运算，给出车位最终检测结果。

所述唤醒模块用于唤醒无线设备；当车位最终检测结果出来后，唤醒模块会唤醒无线设备准备对信息进行传输；所述无线设备为NB模组。

所述信息传输模块用于数据的上报传输；信息传输模块将车位变化数据通过无线设备上报传输。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型利用磁场的检测来判断泊位上有无车辆，受环境的影响小，从而车位状态检测率高，会大幅度的减少车位运营管理难度。基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的制造成本低，低功耗设计不会造成能源浪费；工艺简单并且适合批量生产；由电池供电，供电方式简单；可长期工作在外发，埋设安装简单，可以一键操作。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的电感光圈的结构示意图。

图2是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的自建脉冲磁场传感器中MCU的原理结构图；

图3是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的信息传输模块中NB模组的原理结构图；

图4是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的用户识别SIM卡的原理结构图；

图5是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的3.3V电源的原理结构图；

图6是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的光敏元件的原理结构图；

图7是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的自建磁场电源的原理结构图；

图8是本实用新型基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统的自建磁场的原理结构图。

具体实施方式

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、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，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实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图8，在图1中，对于功率器件驱动以产生脉冲磁场的电感光圈有以下要求：a.线径铜芯1.2mm；b.材质纯铜芯漆包线最大直径≤1.3mm；c.内径 110mm；d.绕法多层绕法,厚度≤7.8mm；最大高度≤10.4mm；绕法878787；e.扎数45N；感量440uH±10uH；f.耐压值2000V；g.出线长度暂定5cm,间隔2cm；线头去除绝缘漆并上锡处理去除绝缘漆长度2mm；h.要求线圈需浸胶水处理间隙均匀松散度一致；i.两根出线处要加固处理以免组装过程胶水脱落；j.线圈黑色喷塑处理喷塑最大厚度不大于0.2mm。

本实用新型提供一种技术方案：本实用新型专利提供了基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统；所述该系统包括传感器模块、融合运算模块、唤醒模块和信息传输模块；

传感器模块用于检测周围磁场变化、检测本车位是否有物体运动、检测运动到覆盖的过程、检测稳态状态以及检测车位状态；

融合运算模块用于对传感器的检测结果进行融合运算，给出车位最终检测结果；

唤醒模块用于唤醒无线设备；所述无线设备为NB模组；

信息传输模块用于对车位最终检测状态进行上报传输；

传感器模块的输出端与融合运算模块的输入端相连接；融合运算模块的输出端与唤醒模块的输入端相连接；唤醒模块输出端与信息传输模块输入端相连接。

所述传感器模块包括磁场检测传感器、多普勒雷达、光敏元件和自建脉冲磁场传感器。

所述磁场检测传感器用于检测周围磁场变化；磁场检测传感器是将磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置；当泊位上有物体靠近时，能够检测到周围磁场发生变化，当这种变化超过阈值后，多普勒雷达和光敏元件开启；所述阈值为算法基于大量三轴磁数据即无磁场干扰时，提取噪声值，确定打开阈值，即可保证磁传感器灵敏度又可避免误动作。

所述多普勒雷达用于检测本车位是否有物体运动；当波源和被观测且处于运动状态的物体有相对运动时,被观测且处于运动状态的物体接受到的脉冲波的频率和波源发来的频率不同,这种现象被称为多普勒效应；多普勒雷达会发射一固定频率的脉冲波对空间扫描时,如果遇到活动目标,回波的频率与发射波的频率会出现频率差,这个频率差就是多普勒频率；波源和被观测且处于运动状态的物体相互接近时,接收到的脉冲频率升高；两者相互离开时,则收到的脉冲频率降低；根据多普勒频率变化的大小来检测本车位是否有物体运动。

所述光敏元件用于检测运动到覆盖的过程以及检测稳态状态；当车辆行驶过光敏元件时，光敏元件利用光敏电阻受光线强度的影响，光敏电阻的阻值能随着外界光照强度变化而变化；光敏电阻在无光照射时，阻值呈高阻状态；当光敏电阻有光照射时，其电阻值迅速减小。利用光敏元件因受光线强度影响而阻值发生变化的原理即检测车辆运动到覆盖的过程，待车辆泊车后，光敏元件对于光线强度的变化而产生的光电信号又回到稳定状态；

所述光敏元件包括芯片U24，所述芯片U24的引脚IN连接有电容C102、电容C101和3.3V电源，所述电容C102连接信号地SGND，所述电容C101连接信号地SGND，所述芯片U24的引脚EN连接电阻R54，所述电阻R54通过引脚MPower 与微控制单元连接。

所述自建脉冲磁场传感器包括：微控制单元和自建磁场电源；微控制单元发出脉冲激励信号，随后放大电路会将微控制单元发出的脉冲激励信号放大整形，经过放大整形的脉冲激励信号会驱动功率器件，功率器件驱动电感线圈，从而产生脉冲磁场；所述微控制单元为MCU；自建脉冲磁场传感器用于检测车位状态；磁场检测传感器根据停车前后磁场变化结合多普勒雷达和光敏元件给出第一次判断结果，自建脉冲磁场传感器根据第一次判断结果开启，脉冲磁场在泊车位无车辆覆盖时会自然消逝；当有车辆覆盖时由于车辆底盘的影响下感生出脉冲涡流，脉冲涡流的变化会导致涡流磁场的产生，从而车辆的底盘周围有二次磁场，此二次磁场会影响自建磁的消逝速度，根据自建磁的衰减快慢来判断有无车辆及车辆型号，从而进行车位状态检测。

所述自建脉冲磁场传感器包括：光耦U1和芯片U2，所述芯片U2的VIN引脚连接电容C11，所述电容C11并联有电容C10、电容C9，所述电容C9接地，所述芯片U2的VOUT引脚连接电容C6，所述电容C6并联电容C7、电容C8，所述电容C7接地，所述电容C8通过引脚VCCRF与所述光耦U1连接。

所述自建磁场电源包括芯片U17、芯片U16、芯片U14和放大器U15，所述芯片U17的三个GND引脚连接信号地SGND，所述芯片引脚COMP连接电阻R34，所述电阻R34连接电容C71，所述电容C71连接信号地SGND；所述芯片U14的 VIN引脚连接有电容C55、电容C54、电容C53，所述电容C55与电容C54、C53 并联；所述电容C53通过引脚VCCOUT2与芯片U17连接，所述芯片U14的引脚 VOUT通过引脚VCCOP与放大器U15连接，所述芯片U14的引脚GND连接信号地SGND。

所述的微控制单元包括：芯片U7，所述芯片U7的11引脚连接有电阻R17，所述电阻R17与VBAT端连接，所述芯片U7的引脚15、引脚16、引脚17分别连接有电容C39、CN1、C40，所述电容CN1与电容C39、电容C40；电容CN1与信号地SGND连接。

所述融合运算模块将传感器的检测的最终数据进行融合运算，给出车位最终检测结果。

所述唤醒模块用于唤醒无线设备；当车位最终检测结果出来后，唤醒模块会唤醒无线设备准备对信息进行传输；

所述信息传输模块用于数据的上报传输；信息传输模块将车位变化数据通过无线设备上报传输。

本实用新型的工作原理：利用涡流检测原理，自建脉冲磁场，当无汽车在设备上方时，自建磁场自然消逝；当汽车在设备上方时，汽车底盘受自建磁场的影响，产生二次感应磁场，此二次磁场反过来又会影响自建磁场。将变化的磁场进行处理变成电信号，后端进行采用、放大等处理后送入MCU进行分析，从而判断车位状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，其特征在于：该系统包括传感器模块、融合运算模块、唤醒模块和信息传输模块；

所述传感器模块用于检测周围磁场变化、检测本车位是否有物体运动、检测运动到覆盖的过程、检测稳态状态以及检测车位状态；

所述传感器模块的输出端与融合运算模块的输入端相连接；融合运算模块的输出端与唤醒模块的输入端相连接；唤醒模块输出端与信息传输模块输入端相连接。

2.根据权利要求1所述基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，其特征在于：所述传感器模块包括磁场检测传感器、多普勒雷达、光敏元件和自建脉冲磁场传感器。

3.根据权利要求2所述基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，其特征在于：所述光敏元件包括芯片U24，所述芯片U24的引脚IN连接有电容C102、电容C101和3.3V电源，所述电容C102连接信号地SGND，所述电容C101连接信号地SGND，所述芯片U24的引脚EN连接电阻R54，所述电阻R54通过引脚MPower与微控制单元连接。

4.根据权利要求3所述基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，其特征在于：所述自建脉冲磁场传感器包括：光耦U1和芯片U2，所述芯片U2的VIN引脚连接电容C11，所述电容C11并联有电容C10、电容C9，所述电容C9接地，所述芯片U2的VOUT引脚连接电容C6，所述电容C6并联电容C7、电容C8，所述电容C7接地，所述电容C8通过引脚VCCRF与所述光耦U1连接；所述自建脉冲磁场传感器包括：微控制单元和自建磁场电源；

所述自建磁场电源包括芯片U17、芯片U16、芯片U14和放大器U15，所述芯片U17的三个GND引脚连接信号地SGND，所述芯片引脚COMP连接电阻R34，所述电阻R34连接电容C71，所述电容C71连接信号地SGND；所述芯片U14的VIN引脚连接有电容C55、电容C54、电容C53，所述电容C55与电容C54、C53 并联；所述电容C53通过引脚VCCOUT2与芯片U17连接，所述芯片U14的引脚VOUT通过引脚VCCOP与放大器U15连接，所述芯片U14的引脚GND连接信号地SGND。

5.根据权利要求4所述基于自建脉冲磁场检测技术的多模智能地磁车位管理系统，其特征在于：所述的微控制单元包括：芯片U7，所述芯片U7的11引脚连接有电阻R17，所述电阻R17与VBAT端连接，所述芯片U7的引脚15、引脚16、引脚17分别连接有电容C39、CN1、C40，所述电容CN1与电容C39、电容C40；电容CN1与信号地SGND连接。

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