基于物聯(lián)網的停車場引導與管理系統(tǒng)方案

1、基于物聯(lián)網的停車場引導與管理系統(tǒng)一、背景隨著城市居民汽車擁有量急劇增加，在擁擠的市區(qū)里汽車與停車位之間的矛盾越來越突出。公用停車場日漸無法滿足越來越多的停車需求。如何充分利用有限的停車場資源來最大程度滿足車輛的停泊需求，成了當前急需解決的問題。目前停車場管理普遍存在的問題有：1、 場到底還有多少停車位可以使用，管理者一無所知，只能靠人工去勘察。2、 泊車者進入停車場后無法迅速的進入停車位置停放車輛，只能在場無序流動尋找空余車位，不但占用場出入主車道資源，甚至會造成場交通擁堵。3、 必須配備大量的專職管理人員在停車場人工引導車輛停放，增加停車場管理成本。4、 管理者每天無法與時統(tǒng)計不同時期的車流

2、量，不能與時優(yōu)化車位資源配置，導致停車場利用率低下。為了提高停車場的智能化管理水平，給泊車者提供一種更加安全、舒適、方便、快捷的環(huán)境，實現(xiàn)停車場運行的高效化、節(jié)能化、環(huán)?；煸锫?lián)結合國實際情況，利用物聯(lián)網技術，研制開發(fā)了基于物聯(lián)網的超聲波停車場引導系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動引導車輛快速進入空車位，降低管理人員成本，消除尋找車位的煩惱，節(jié)省時間。二、系統(tǒng)介紹2.1系統(tǒng)概述基于物聯(lián)網的停車場車位引導與管理系統(tǒng)，采用物聯(lián)網技術，以無線傳感器網絡與以太網為通信基礎，通過超聲波方式、紅外光電開關方式檢測車位使用情況，并將該信息通過無線傳感器網絡傳輸?shù)絃ED屏與服務器，泊車者可根據(jù)LED屏的引導快速找到空閑

3、的車位進行停車，管理者能與時統(tǒng)計不同時期的車流量、優(yōu)化車位資源配置，提高停車場智能化水平?；谖锫?lián)網的停車場車位引導與管理系統(tǒng)主要由車位探測器，區(qū)域控制器，中央控制器、LED顯示屏、服務器管理軟件5部分組成，完成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、信息發(fā)布與導引、后臺管理功能。工作原理：通過安裝在每個車位上方的超聲波車位探測器或安裝在車尾部的紅外探測器，實時采集停車場的各個車位的車輛信息。區(qū)域控制器會按照輪詢的方式，對所連接的各個探測器信息進行收集，并按照一定規(guī)則將數(shù)據(jù)壓縮編碼后反饋給中央控制器，由中央控制器完成數(shù)據(jù)處理，并將處理后的車位數(shù)據(jù)發(fā)送到停車場各個LED指示屏進行空車位信息的顯示，從而實現(xiàn)引導車輛

4、進入空余車位的功能。系統(tǒng)同時將數(shù)據(jù)傳送給計算機，由計算機將數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫服務器，用戶可通過計算機終端查詢停車場的實時車位信息與車場的年、月、日統(tǒng)計數(shù)據(jù)?；谖锫?lián)網的車位引導與管理系統(tǒng)中，車位探測器與區(qū)域控制器，區(qū)域控制器與中央控制器、中央控制器與LED顯示屏采用無線傳感器網絡方式進行數(shù)據(jù)通信，中央控制器與服務器采用TCP/IP通信方式進行數(shù)據(jù)交互。服務器管理軟件采用B/S結構，能夠實現(xiàn)遠程訪問。2.2系統(tǒng)圖系統(tǒng)采用3層網絡結構，車位探測器與區(qū)域控制器構成了數(shù)據(jù)采集網絡，區(qū)域控制器、LED控制器與中央控制器構成了數(shù)據(jù)傳輸、引導、發(fā)布網絡，中央控制器與服務器管理軟件構成了系統(tǒng)顯示、管理網絡。圖2

5、.3-1 系統(tǒng)拓撲結構圖2.3功能特點l 采用超聲波探測方式，可實現(xiàn)精確實時的車位探測。探測距離0.3m-4.0m、探測周期0.3S-5S動態(tài)可調，可通過無線設置；l 數(shù)據(jù)傳輸采用采用無線方式，安裝靈活方便，施工簡單，擺脫布線困擾；l 高度自愈的智能無線通訊設計，有效避免單點故障；l 無線通信頻率為433MHZ，通信速率100Kbps，免收費頻段；l 中央控制器帶TFT LCD屏，監(jiān)測管轄區(qū)域的車位信息，脫機獨立運行；l 細化到區(qū)域的引導功能；l 車位異常報警功能；l 引導泊車者方便、快速停車；l 統(tǒng)計不同時期停車場的車流量，為管理者提供優(yōu)化車位資源提供依據(jù)；2.4系統(tǒng)組成2.4.1超聲波車位

6、探測器車位探測器是停車場引導系統(tǒng)的重要組成部分，安裝在車位的正上方（最好是正對車位的頂部），利用超聲波測距的原理探測車位上是否有車，探測距離0.3m-3.8m動態(tài)可調，可根據(jù)停車場的高度選擇合適的探測圍。探測頻率0.3S-6S可調，可根據(jù)具體情況選擇合適的探測頻率。探測器采集到車位信息，控制車位顯示燈的顏色，并通過無線方式傳輸?shù)絽^(qū)域控制器。圖1 超聲波車位探測器技術參數(shù)：工作電壓： DC 12V探測周期：0.3s-60s可調工作電流： 30 mA探測最大誤差：0.05m工作溫度： -2065通訊方式： 無線探測距離： 0.34.0m通信頻段：433MHZ探測圍：15°角通信速率：10

7、0Kbps判斷距離：可人工設定或自動設定產品外殼：ABS阻燃2.4.2光電開關式車位探測器主要是應用在立體車庫中，在立體車庫中，由于車位是可移動的，因此安裝在車位的后方，利用被檢測物對光束的漫反射，檢測車位上是否有車。檢測距離圍0-150cm。是否有車通過控制車位指示燈顯示。該探測器是通過無線方式與區(qū)域控制器進行通信。圖 2 漫反射式光電開關技術參數(shù)：工作電壓： DC 12V探測周期：0.3s-60s可調工作電流： 60 mA通訊方式： 無線工作溫度： -2065通信頻段：433MHZ探測距離： 01.5m通信速率：100Kbps2.4.3車位顯示燈安裝在每個車位的前方，直接由超聲波車位探測器

8、控制，根據(jù)探測器的指令顯示出不同的顏色。車位顯示燈含4顆紅色LED燈珠，4顆綠色LED燈珠。當車位上沒有車輛停泊時指示燈顯示為綠色，有車輛停泊時指示燈顯示紅色。泊車者在很遠的地方即可根據(jù)車位顯示燈顏色發(fā)現(xiàn)空閑車位的位置，快速停車。圖2 車位顯示燈技術參數(shù)：工作電壓：DC5V外殼材料：ABS工作電流：30 mA工作溫度：-20+80LED燈珠數(shù)：4紅 4綠可視角度：向下平面360°LED亮度：7000mcd(綠),5000mcd(紅)可視距離：>50m2.4.4中繼器中央控制器與區(qū)域控制器、LED屏之間構成星型網絡，進行無線通信。在停車場中，由于建筑物、管道、鋼結構等障礙物較多，

9、可能導致無線通信信號受損，通過中繼方式，增加數(shù)據(jù)傳輸距離，避免信號損耗導致通信不可靠現(xiàn)象。圖 3 中繼器技術參數(shù)：輸入電壓AC 220V工作電壓 DC 12V工作電流50mA通訊方式無線射頻通信頻率433MHZ通訊速率4.8Kbps-100Kbps工作溫度-20+652.4.5區(qū)域控制器區(qū)域控制器處于停車場引導系統(tǒng)中的中間層，向下用于收集分區(qū)的所有車位信息，向上用于傳輸該分區(qū)的車位信息。區(qū)域控制器采用輪詢方式去去查詢本分區(qū)每個超聲波探測器檢測的車位信息，輪詢周期為0.3S-60S動態(tài)可調。區(qū)域控制器統(tǒng)計本分區(qū)的所有空余車位、占用車位，通過無線傳感器網絡將車位信息傳輸?shù)街醒肟刂破?。通常一個區(qū)域控

10、制器可帶40個車位探測器。圖4 區(qū)域控制器技術參數(shù)：輸入電壓AC 220V工作電壓 DC 12V工作電流50mA通訊方式2路無線射頻，1路近距離，1路遠距離通信頻率433MHZ通訊速率RF-1：4.8Kbps-100Kbps RF-2：100Kbps容量1-62個工作溫度-20+652.4.6中央控制器中央控制器是整個系統(tǒng)的核心，主要用于負責整個智能停車場引導系統(tǒng)的采集與控制，并通過對車位引導屏實時數(shù)據(jù)的更新，實現(xiàn)對車輛的引導功能。一個中央控制器最多可以控制32個區(qū)域控制器。中央控制器與區(qū)域控制器、LED引導屏采用無線方式通信，通信距離100-200米。中央控制器與管理中心可采用以太網通信。中

11、央控制器自帶TFT LCD屏，可用于顯示車位信息，脫機獨立運行。中央控制器定時去查詢所管理的區(qū)域控制器統(tǒng)計的空閑車位信息，將相關分區(qū)的空閑車位信息在TFT LCD上顯示，并將該信息發(fā)布到對應LED引導屏上，引導泊車者便捷、快速泊車。中央控制器還將所有分區(qū)的車位信息通過以太網傳輸?shù)焦芾碇行?，供管理人員使用。圖4 中央控制器技術參數(shù)：輸入電壓AC 220V工作電壓 DC 12V工作電流80mA顯示屏幕2.8寸TFT LCD通訊方式1路無線射頻，1路以太網無線頻段射頻采用433MHZ頻段通訊速率射頻：4.8Kbps-100Kbps；以太網：10Mbps容量1-32個工作溫度-20+652.4.7 L

12、ED引導屏LED引導屏由高亮度LED模塊、驅動電路、控制電路、支架等部分組成。LED顯示屏驅動板是無線停車場引導系統(tǒng)的產品之一，為整個系統(tǒng)的顯示終端?？沈寗覮ED單基色和雙基色顯示屏，同時集成無線射頻模塊，可借助電腦和其他無線射頻模塊更改相關設置。停車場各個入口以與部重要的岔道口安裝車位引導顯示屏，接收中央控制器的輸出信息，用數(shù)字、箭頭和文字等形式顯示車位方位，引導司機快速找到系統(tǒng)分配的空車位。停車場中央控制器通過無線網絡可以實現(xiàn)每個路口的任意方向引導，從而將車流分配到停車場最合適的位置，保證停車場的暢通和充分利用車位。技術參數(shù)：輸入電壓AC 220V工作電壓DC 5V工作電流1.3A-1.5

13、A功率6.5-7.5W通訊方式無線通信通信頻段433MHZ通訊速率4.8Kbps-100Kbps可調輝度300cd/m2規(guī)格尺寸根據(jù)客戶需求定制LED點陣16*48,16*642.4.8管理軟件實時顯示每個停車場分區(qū)的空閑車位信息、忙碌車位信息，并能記錄停車場不同時段的車位信息，統(tǒng)計某個時間段停車場的利用率，方便管理人員優(yōu)化車位資源，提高停車場智能化水平。功能：l 實時監(jiān)控車位狀態(tài)：系統(tǒng)可以實時顯示車位占用情況，統(tǒng)計停車場車位的占用數(shù)、空余數(shù)，統(tǒng)計時間段各類車輛的進、出場數(shù)等，方便管理人員對車場的監(jiān)控與管理。l 統(tǒng)計功能：能統(tǒng)計停車場每天和每月的使用率、分時段使用率等，方便業(yè)主了解停車場的使用

14、狀況。l 停車時間檢測功能：汽車停入車位后開始計時，車場管理人員可以在控制室隨時了解車位的停車情況。l 權限控制功能：多級權限控制功能，方便對相關信息的控制和。l 其它功能可按要求協(xié)助用戶修改三、系統(tǒng)施工準備工作基于物聯(lián)網的停車場引導與管理系統(tǒng)，主要是通過無線方式進行通信，因此只需對設備布設電源線。對停車場引導系統(tǒng)的安裝進行施工前，必須先根據(jù)停車場的實際情況作施工布線圖，最好以方便現(xiàn)場施工人員據(jù)此進行施工布線。四、系統(tǒng)安裝分布詳解4.1停車場各個入口停車場的每個入口均應該安裝入口車位信息總顯示屏，用于顯示停車場的車位信息。顯示屏由高亮度戶外LED模塊、驅動電路、控制電路、支架等部分組成，根據(jù)停

15、車場所劃分的區(qū)域數(shù)量來設定總入口的LED小屏數(shù)量，分別顯示各個分區(qū)的車位數(shù)信息。它接收中央控制器的車位統(tǒng)計信息，用數(shù)字形式實時顯示當前停車場空閑車位數(shù)量，提示準備入場的車輛司機準確快速找到空閑車位，可24小時全天候使用。4.2停車場部岔道口停車場部重要的岔道口也要安裝車位引導顯示屏，車位引導顯示屏數(shù)量和顯示容根據(jù)客戶需要來定制，顯示屏由室高亮度LED模塊、驅動電路、控制電路、支架等部分組成。它接收中央控制器的輸出信息，用數(shù)字、箭頭等形式顯示空閑車位方位，引導司機快速找到系統(tǒng)分配的空車位，保證停車場的暢通和充分利用車位。LED屏顯示空車位信息是由多個區(qū)域控制器來確定。通過無線方式與中央控制器進行

16、通信。LED屏分布在岔道口、拐彎處。1) 三向區(qū)域引導屏：一般放置于車場中有三個方向的岔路口，安裝的位置應在車主開車前往三岔路口的時候能看得見的明顯的地方。2) 雙向引導屏：一般放置于車場中有兩個方向的岔路口，安裝的位置應在車主開車前往雙岔路口的時候能看得見的明顯的地方。3) 單向引導屏:一般放置于車場拐彎處, 安裝的位置應在車主開車前往拐彎的時候能看得見的明顯的地方。4.3每個停車位每個停車位上均需要安裝一個超聲波車位探測器和一個車位指示燈，對每個車位的占用或空閑狀況進行可靠檢測。車位指示燈直接從車位探測器上接線，施工方便。在每個車位上方安裝超聲波探測器即可探測到有無車輛停泊在車位上。如果有

17、車，超聲波車位探測器控制車位指示燈顯示紅色。否則顯示綠色。對于部分采用光電式車位探測器的，則安裝在車位的后方，距地面80cm高度。根據(jù)實際情況可安裝在后面的墻壁上，或通過支架將管道或線槽豎立在地面上，安裝光電式車位探測器。4.4區(qū)域控制器區(qū)域控制器是停車場引導系統(tǒng)的中間層，對保證本系統(tǒng)的安全、可靠與高效有重要作用。區(qū)域控制器實時檢測查詢所接探測器的狀態(tài)，并將有關信息傳到中央控制器，檢測周期可通過軟件由用戶設定。每一個區(qū)域控制器最多可以連接控制62個車位探測器。區(qū)域控制器多安裝在所管理的車位探測器的中央，大約每個車位探測器距離區(qū)域控制器約10-50m，保證無線通信時信號最好。4.5中央控制器中央

18、控制器可脫離計算機運行，獨立控制整個停車場引導系統(tǒng)的工作。中央控制器安裝在停車場的中心位置，保證與區(qū)域控制器、LED顯示屏的通信距離最佳。在停車場中沒有建筑物來遮擋情況下，通信距離滿足150-250米半徑圍。若是距離太遠，考慮中間增加中繼方式，保證通信的可靠性。4.6 管理軟件車位管理軟件安裝在停車場控制室的電腦服務器端，可以瀏覽停車場目前的車位狀況，統(tǒng)計停車場在某個時間段的使用情況。五、施工材料選擇施工材料上有2種不同選擇：橋架和KBG管；橋架安裝效果美觀，成本較高.橋架安裝效果圖：KBG管安裝效果圖：六、系統(tǒng)接線方式基于物聯(lián)網的停車場引導與管理系統(tǒng)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信采用無線方式，供電采用線纜方

19、式，電源線采用RVV2*1.0。中央控制器與服務器之間通過以太網進行連接，采用6類網線。車位探測器與車位指示燈之間具有專門的拔插式連接排線使用，連接方便快捷。系統(tǒng)接線方式具有成本低，布線簡單，可靠性高，技術成熟等特點。七、系統(tǒng)配置調試手冊7.1系統(tǒng)配置7.1.1 配置中央控制器通過無線方式對中央控制器進行配置，主要配置容為信道、發(fā)射功率、通信速率、應用參數(shù)、節(jié)點表。該配置需要在配置模式下完成。將中央控制器調試口短接，然后重新上電，進入調試模式；打開配置軟件，連接配置器，配置信道、發(fā)射功率、通信速率、應用參數(shù)、節(jié)點表等信息。中央控制器配置工具界面如下：圖7.1.1-1 基本參數(shù)配置圖7.1.1-

20、2 節(jié)點表配置配置完成后，點擊顯示屏用戶界面設置以太網通信參數(shù)，網絡賬號，射頻通信參數(shù)、射頻地址、采樣周期等。圖7.1.1-3 以太網通信參數(shù)設置 圖7.1.1-4 網絡賬號設置圖7.1.1-5 射頻通信參數(shù)圖7.1.1-6射頻地址信息圖7.1.1-7 采樣周期設置7.1.2配置區(qū)域控制器通過無線方式對區(qū)域控制器進行配置，主要配置容為信道、發(fā)射功率、通信速率、應用參數(shù)、節(jié)點表。該配置需要在配置模式下完成。將區(qū)域控制器調試口短接，然后重新上電，進入調試模式；打開配置軟件，連接配置器，配置信道、發(fā)射功率、通信速率、應用參數(shù)、節(jié)點表等信息。區(qū)域控制器配置工具界面如下：圖7.1.2-1 系統(tǒng)配置圖7.

21、1.2-2 節(jié)點表配置7.1.3配置超聲波車位探測器通過無線方式對超聲波車位探測器進行配置，主要配置容為信道、發(fā)射功率、通信速率、應用參數(shù)。該配置需要在配置模式下完成。將區(qū)域控制器調試口短接，然后重新上電，進入調試模式；打開配置軟件，連接配置器，配置信道、發(fā)射功率、通信速率、應用參數(shù)等信息。超聲波車位探測器配置工具界面如下：圖7.3-1 基本信息配置7.1.4配置LED引導屏停車場引導系統(tǒng)施工完成后，可根據(jù)現(xiàn)場的設計圖紙以與各設備編號，對LED引導屏進行配置。通過無線方式對LED引導屏進行配置，主要配置容為信道、發(fā)射功率、通信速率、應用參數(shù)、節(jié)點表。該配置需要在配置模式下完成。將LED引導屏控制電路調試口短接，然后重新上電，進入調試模式；打開配置軟件，連接配置器，配置信道、發(fā)射功率、通信速