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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Verarbeitungseinheit, eine Sensoreinheit zur Erfassung des Belegungszustands des Stellplatzes und eine erste, drahtlose Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit einer zweiten, drahtlosen Kommunikationseinheit einer externen Einheit auf. Des Weiteren ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, den Belegungszustand des Stellplatzes mittels der Sensoreinheit zu erfassen und mittels der ersten Kommunikationseinheit auszusenden.
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Solch eine Vorrichtung ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
WO 2013103316 A1 offenbart. Diese Druckschrift offenbart zudem ein System zum Management von Parkplätzen in städtischer Umgebung. Es besteht aus Vorrichtungen, die in der Lage sind aktive oder passive Kommunikation in ein oder zwei Richtungen durchzuführen, wobei die zu übermittelnde Information mit der Verfügbarkeit von Parkplätzen zusammenhängt. Eine zentrale Einheit steht mit den Vorrichtungen über ein Kommunikationsnetzwerk in Verbindung. Die Vorrichtung beinhaltet einen GPS-Receiver und kann die Verfügbarkeit des Parkplatzes durch die Überwachung der Qualität und der Stärke des GPS Signales ermitteln. Die Vorrichtung verfügt zudem über Sensoren, die die Anwesenheit von Objekten detektieren können.
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Üblicherweise hat eine solche Vorrichtung keinen direkten Anschluss an ein Stromnetz, sondern wird über einen Energiespeicher, beispielsweise über eine Batterie, mit Energie versorgt.
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Wird der Stellplatz von einem Fahrzeug belegt, ist es möglich, dass dieses Fahrzeug die Vorrichtung zur Überwachung des Belegungszustands des Stellplatzes und insbesondere deren Kommunikationseinheit abschirmt. Diese Abschirmung hat eine Signaldämpfung von etwa 20dB bis 30dB bei der Kommunikation mit einer externen Einheit zur Folge.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Verarbeitungseinheit, eine Sensoreinheit zur Erfassung des Belegungszustands des Stellplatzes und eine erste, drahtlose Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit einer zweiten, drahtlosen Kommunikationseinheit einer externen Einheit auf. Des Weiteren ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, den Belegungszustand des Stellplatzes mittels der Sensoreinheit zu erfassen und mittels der ersten Kommunikationseinheit auszusenden.
Das Aussenden des erfassten Belegungszustands kann dabei insbesondere bei Änderung des Belegungszustands erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der erfasste Belegungszustand auf Anfrage von der externen Einheit oder auch in regelmäßigen zeitlichen Abständen ausgesendet wird.
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Zusätzlich ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit in Abhängigkeit von dem erfassten Belegungszustand des Stellplatzes zu wählen.
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Die Sensoreinheit zur Erfassung des Belegungszustands des Stellplatzes kann hierbei beispielsweise einen Ultraschallsensor, Lichtsensor, Radarsensor, Drucksensor und/oder Magnetfeldsensor umfassen. Insbesondere kann die Vorrichtung auch auf oder in einem Boden des Stellplatzes angeordnet werden.
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Unter externer Einheit ist beispielsweise eine Vorrichtung zu verstehen, die zentral im Bereich des Parkraums angeordnet ist und dort als Gateway für die entsprechenden Vorrichtungen zur Überwachung des Belegungszustands des jeweiligen Stellplatzes dient. Die externe Einheit kann dann beispielsweise die empfangenen Informationen über die Belegungszustände der Stellplätze an einen Server übermitteln. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Server selbst die externe Einheit bildet und die erste Kommunikationseinheit direkt mit diesem Server kommuniziert.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass, indem geprüft wird, ob der Stellplatz belegt ist, die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit in Abhängigkeit von diesem Prüfungsergebnis entsprechend an den jeweiligen Belegungszustand angepasst werden können. Hierdurch wird die mögliche Signaldämpfung durch ein Fahrzeug berücksichtigt, welches sich auf dem Stellplatz befindet und die Vorrichtung teilweise abschirmt. Die Anpassung der Übertragungsparameter hat wiederum eine Optimierung des Stromverbrauchs der Vorrichtung zur Folge, wodurch wiederum die Betriebsdauer einer solchen Vorrichtung verbessert werden kann. Zudem kann dadurch auch je nach Belegungszustand beispielsweise die Störung von anderen Einheiten, welche sich innerhalb des Sendebereichs der Vorrichtung befinden, verringert werden.
Eine Leistungsübertragungsbilanz bezeichnet in der Nachrichtentechnik ein Maß für die Qualität eines Übertragungskanals. Dazu wird ein einfaches Modell aus Transmissionsenergie, Empfängerempfindlichkeit, dem Antennengewinn bei Sender und Empfänger sowie der Kanaldämpfung gebildet. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß derartig ausgestaltet, dass die Leistungsübertragungsbilanz unabhängig vom Belegungszustand des Stellplatzes im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, als Übertragungsparameter eine Transmissionsenergie und/oder Datenrate und/oder Kanalbandbreite einzustellen und/oder einen Kommunikationskanal der ersten Kommunikationseinheit auszuwählen.
Vorteilhaft ist hierbei, dass diese Übertragungsparameter besonders geeignet sind, um in Abhängigkeit vom Belegungszustand entsprechend reagieren zu können. Hierdurch kann beispielsweise der Stromverbrauch wiederum optimiert werden.
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Unter Transmissionsenergie ist hierbei die Energie zu verstehen, mit welcher die Kommunikationseinheit Signale aussendet. Die Transmissionsenergie ist folglich die Sendeleistung der Kommunikationseinheit.
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Unter Datenrate ist die digitale Datenmenge zu verstehen, die innerhalb einer Zeitspanne über einen Kommunikationskanal übertragen wird. Je kleiner die Datenrate ist, desto länger benötigt die Übertragung einer gewissen Information. Wird für einen drahtlosen Kommunikationskanal ein Bandspreizverfahren genutzt, so kann die Datenrate unter anderem durch die Länge des gewählten Spreizcodes angepasst werden. Je länger der gewählte Spreizcode, desto geringer ist die nutzbare Bitrate, aber desto robuster ist die Datenübertragung.
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Unter Kommunikationskanal ist der Verbindungsweg zwischen erster Kommunikationseinheit und zweiter Kommunikationseinheit zu verstehen. Hierbei können sich verschiedene Kommunikationskanäle beispielsweise in ihrem genutzten Frequenzband bzw. Frequenzbereich oder der genutzten physikalischen Kanalbandbreite voneinander unterscheiden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit zur Überwachung des Parkraums dazu eingerichtet ist, dass für den Fall, dass der Stellplatz nicht belegt ist, eine niedrigere Transmissionsenergie und/oder eine höhere Datenrate und/oder eine höhere Kanalbandbreite einzustellen, als wenn der Stellplatz belegt ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass bei einem unbelegten Stellplatz eine geringere Dämpfung des Signals zu erwarten ist. Somit kann die Transmissionsenergie niedriger sein als bei einem belegten Stellplatz, um beispielsweise den erfassten Belegungszustand sicher an eine externe Einheit übermitteln zu können. Dies führt folglich zu einem geringeren Energieverbrauch. Zudem kann dies auch dazu führen, dass andere Einheiten im Sendebereich der ersten Kommunikationseinheit nicht so stark gestört werden. Zudem kann bei einem unbelegten Stellplatz beispielsweise auch die Datenrate höher gewählt werden, als bei einem belegten Stellplatz. Durch die geringere Dämpfung kann trotz höherer Datenrate eine erfolgreiche Übertragung ermöglicht werden. Folglich kann bei einer höheren Datenrate eine Information, wie beispielsweise der Belegungszustand des Stellplatzes, schneller übermittelt werden, wodurch wiederum der Energieverbrauch der Vorrichtung gesenkt werden kann.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, dass für den Fall, dass der Stellplatz nicht belegt ist, einen anderen Kommunikationskanal auszuwählen, als wenn der Stellplatz belegt ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein für den jeweiligen Belegungszustand des Stellplatzes geeigneter Kommunikationskanal ausgewählt werden kann. So können sich die Kommunikationskanäle der ersten Kommunikationseinheit beispielsweise darin unterscheiden, welcher Frequenzbereich jeweils abgedeckt wird. Bei einem belegten Stellplatz sollte beispielsweise ein Kommunikationskanal mit einem niedrigeren Frequenzbereich gewählt werden als bei einem freien Stellplatz, da bei einer niederfrequenten bzw. langwelligen Aussendung eine bessere Durchdringung, beispielsweise von einem auf dem Stellplatz abgestellten Fahrzeug, gegeben ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, bei einem unbekannten Belegungszustand die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit in Abhängigkeit von dem unbekannten Belegungszustand zu wählen.
Vorteilhaft ist hierbei, dass bei einem unbekannten Belegungszustand, beispielsweise von einem worst-case-Zustand ausgegangen werden kann und entsprechend die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit ausgewählt werden. Als worst-case-Zustand ist hier zum Beispiel eine maximale Signaldämpfung des Kommunikationskanal zu verstehen, welche durch eine Belegung des Stellplatzes zustande kommt, da in diesem Fall die Übertragungsparameter derartig gewählt werden würden, dass der Stromverbrauch der Vorrichtung maximal wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die erste Kommunikationseinheit eine WLAN-Einheit und/oder Zigbee-Einheit und/oder ANT-Einheit und/oder Bluetooth-Einheit und/oder LoRa-Einheit umfasst.
Vorteilhaft ist hierbei, dass solche Einheiten eine sehr gute Reichweite bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch aufweisen, wodurch die mögliche Betriebsdauer der Vorrichtung maximiert wird. Die Bluetooth-Einheit kann hierbei insbesondere als Bluetooth-Low-Energy-(BLE)-Einheit ausgestaltet sein.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- a. Erfassen eines Belegungszustands des Stellplatzes des Parkraums mittels der Sensoreinheit,
- b. Auswählen von Übertragungsparametern der ersten, drahtlosen Kommunikationseinheit in Abhängigkeit vom Belegungszustand des Stellplatzes,
- c. Aussenden des Belegungszustands des Stellplatzes mittels der ersten Kommunikationseinheit.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass, indem geprüft wird, ob der Stellplatz belegt ist, die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit in Abhängigkeit von diesem Prüfungsergebnis entsprechend an den jeweiligen Belegungszustand angepasst werden können. Dies hat wiederum eine Optimierung des Stromverbrauchs der Vorrichtung zur Folge, wodurch wiederum die Betriebsdauer einer solchen Vorrichtung verbessert werden kann. Zudem kann dadurch auch je nach Belegungszustand beispielsweise die Störung von anderen Einheiten, welche sich innerhalb des Sendebereichs der Vorrichtung befinden, verringert werden.
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Die Erfindung betrifft zudem ein System aufweisend wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung sowie eine externen Einheit mit einer zweiten, drahtlosen Kommunikationseinheit. Die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung ist dazu eingerichtet, mittels der ersten Kommunikationseinheit eine Information über die gewählten Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit an die zweite Kommunikationseinheit zu senden. Zudem ist die externe Einheit dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von der empfangenen Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit die Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit zu wählen. Vorteilhaft ist hierbei, dass die externe Einheit die Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit basierend auf den Übertragungsparametern der ersten Kommunikationseinheit auswählen kann. Dies führt zum einen zu einem verbesserten Stromverbrauch. Zudem kann die Reichweite der zweiten Kommunikationseinheit entsprechend eingestellt werden, sodass sie nicht größer ist als notwendig, wodurch wiederum Manipulationsversuche durch Zugriffe von außen auf das System vermieden werden können.
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Anstatt oder zusätzlich zu der Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit könnte auch der Belegungszustand des jeweiligen Stellplatzes an die externe Einheit gesendet werden, welche dann dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Belegungszustand die Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit auszuwählen.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Systems, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- a. Erfassen eines Belegungszustands des Stellplatzes des Parkraums mittels der Sensoreinheit,
- b. Auswählen von Übertragungsparametern der ersten Kommunikationseinheit in Abhängigkeit vom Belegungszustand des Stellplatzes,
- c. Aussenden einer Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit mittels der ersten Kommunikationseinheit an die zweite Kommunikationseinheit,
- d. Auswählen von Übertragungsparametern der zweiten Kommunikationseinheit in Abhängigkeit von der Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass die externe Einheit die Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit basierend auf den Übertragungsparametern der ersten Kommunikationseinheit auswählen kann. Dies führt zum einen zu einem verbesserten Stromverbrauch. Zudem kann die Reichweite der zweiten Kommunikationseinheit entsprechend eingestellt werden, sodass sie nicht größer ist als notwendig, wodurch wiederum Manipulationsversuche durch Zugriffe von außen auf das System vermieden werden können.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums sowie ein erfindungsgemäßes System mit solch einer Vorrichtung.
- 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums.
- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb eines Systems mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums sowie ein erfindungsgemäßes System mit solch einer Vorrichtung.
Dargestellt ist ein Parkraum 100 mit mehreren Stellplätzen 110. Auf den Stellplätzen 110 können nicht dargestellte Fahrzeuge abgestellt werden. Solche Fahrzeuge können insbesondere Kraftfahrzeuge sein. Der Parkraum 100 kann beispielsweise ein gewöhnlicher Parkplatz oder auch ein Bereich eines Parkhauses oder ein Parkhaus sein. Auf dem Stellplatz 110 ist eine Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Belegungszustands des jeweiligen Stellplatzes 110 angeordnet. Die Vorrichtung 10 kann hierbei beispielsweise in einem Boden des Stellplatzes 110 eingelassen oder auf dem Boden des Stellplatzes 110 angeordnet werden. Es wäre aber auch beispielsweise eine Anbringung der Vorrichtung an einer Decke oder einer sonstigen Stelle des Stellplatzes 110 denkbar. Die Vorrichtung 10 weist eine Verarbeitungseinheit 20 auf. Die Verarbeitungseinheit 20 ist beispielsweise als Mikrocontroller ausgestaltet. Des Weiteren weist die Vorrichtung 10 eine Sensoreinheit 30 zur Erfassung des Belegungszustands des Stellplatzes 110 sowie eine erste, drahtlose Kommunikationseinheit 40 auf. Die Sensoreinheit 30 zur Erfassung des Belegungszustands des Stellplatzes 110 kann beispielsweise einen Ultraschallsensor, Lichtsensor, Radarsensor, Drucksensor und/oder Magnetfeldsensor umfassen. Die erste Kommunikationseinheit 40 kann beispielsweise eine WLAN-Einheit und/oder Bluetooth-Einheit und/oder LoRa-Einheit umfassen.
Die Verarbeitungseinheit 20 ist sowohl mit der Sensoreinheit 30 als auch mit der ersten Kommunikationseinheit 40 bidirektional verbunden. Hierbei sind die Verbindungen insbesondere drahtgebunden ausgestaltet, könnten alternativ jedoch auch drahtlos sein.
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Die Verarbeitungseinheit 20 ist dazu eingerichtet, den Belegungszustand des Stellplatzes 110 mittels der Sensoreinheit 30 zu erfassen und mittels der ersten Kommunikationseinheit 40 auszusenden. Des Weiteren ist die Verarbeitungseinheit 20 dazu eingerichtet, Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 in Abhängigkeit von dem erfassten Belegungszustand des Stellplatzes 110 zu wählen. Der Belegungszustand kann nach dem Aussenden beispielsweise insbesondere von einer zweiten, drahtlosen Kommunikationseinheit 80 einer externen Einheit 70 empfangen werden. Die externe Einheit 70 ist hierbei als Gateway ausgestaltet und dazu eingerichtet, mittels der zweiten Kommunikationseinheit 80 die Belegungszustände von allen Vorrichtungen 10, welche im Parkraum 100 auf den jeweiligen Stellplätzen 110 angeordnet sind, zu empfangen. Die externe Einheit 80 könnte die empfangenen Belegungszustände der Stellplätze 110 dann beispielsweise an einen nicht dargestellten Server übermitteln. Als Übertragungsparameter können beispielsweise eine Transmissionsenergie und/oder Datenrate und/oder Kanalbandbreite eingestellt und/oder ein Kommunikationskanal der ersten Kommunikationseinheit 40 ausgewählt werden.
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Die wenigstens eine Vorrichtung 10 sowie die externe Einheit 70 bilden zusammen ein System 60. Hierbei kann die Verarbeitungseinheit 20 der Vorrichtung 10 zusätzlich dazu eingerichtet sein, mittels der ersten Kommunikationseinheit 40 eine Information über die gewählten Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 an die zweite Kommunikationseinheit 80 zu senden. Des Weiteren kann die externe Einheit 70 dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der empfangenen Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 die Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit 80 zu wählen. Die Verarbeitungseinheit 20 könnte auch dazu eingerichtet sein, zusätzlich oder alternativ zu der Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 den Belegungszustand des Stellplatzes 110 an die externe Einheit 70 zu senden, welche dann dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Belegungszustand die Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit 80 auszuwählen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums.
Zu Beginn wird in einem Verfahrensschritt a ein Belegungszustand des Stellplatzes 110 des Parkraums 100 mittels der Sensoreinheit 30 erfasst.
In einem Verfahrensschritt b werden daraufhin in Abhängigkeit von dem Belegungszustand des Stellplatzes 110 Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 gewählt. Als Übertragungsparameter kann beispielsweise eine Transmissionsenergie und/oder Datenrate und/oder Kanalbandbreite eingestellt und/oder ein Kommunikationskanal der ersten Kommunikationseinheit 40 ausgewählt werden.
Anschließend wird in einem Verfahrensschritt c der Belegungszustand des Stellplatzes 110 mittels der ersten Kommunikationseinheit 40 ausgesendet. Dieses Aussenden erfolgt hierbei unter Nutzung der zuvor ausgewählten Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb eines Systems mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung eines Belegungszustands eines Stellplatzes eines Parkraums.
Zu Beginn wird in einem Verfahrensschritt a ein Belegungszustand des Stellplatzes 110 des Parkraums 100 mittels der Sensoreinheit 30 erfasst.
In einem Verfahrensschritt b werden daraufhin in Abhängigkeit von dem Belegungszustand des Stellplatzes 110 Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 gewählt. Als Übertragungsparameter kann beispielsweise eine Transmissionsenergie und/oder Datenrate und/oder Kanalbandbreite eingestellt und/oder ein Kommunikationskanal der ersten Kommunikationseinheit 40 ausgewählt werden.
Anschließend wird in einem Verfahrensschritt c eine Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 mittels der ersten Kommunikationseinheit 40 an die zweite Kommunikationseinheit 80 gesendet.
In einem Verfahrensschritt d werden abschließend Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit 80 in Abhängigkeit von der Information über die Übertragungsparameter der ersten Kommunikationseinheit 40 ausgewählt.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann im Verfahrensschritt c alternativ oder zusätzlich der Belegungszustand des Stellplatzes 110 von der ersten Kommunikationseinheit 40 an die zweite Kommunikationseinheit 80 gesendet werden. Daraufhin können im Verfahrensschritt d die Übertragungsparameter der zweiten Kommunikationseinheit 80 zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit von dem Belegungszustand des Stellplatzes 110 ausgewählt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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