专利名称：无线式无人值守停车场管理系统的制作方法
技术领域：
本发明是在无线传感器网络的技术体系下通过带有磁阻传感器(AMR)的模块节点监测车辆，利用无线网络实现传感器数据传递和各模块节点间组网，实现对车辆的检测与识别，从而达到在无人管理条件下的自动车位指示，停车引导和收费管理。
背景技术：
由于经济快速发展，人民生活水平的提高，我国车辆数量屡创新高。据媒体统计，截至2011年6月底，全国机动车总保有量达2. 17亿辆。其中，汽车9846万辆，摩托车I. 02亿辆。数据显示，北京、深圳、上海、成都、天津等11个城市汽车保有量超过100万辆，其中，北京就达到464万辆。车辆数目的爆发式增长导致大量的停车场需求。目前，绝大多数停车场都是采用人工管理模式和视频监控管理模式，存在诸多缺点。人工管理的主要缺点是
1.需要支付管理员工资，且较难实现全天24小时管理
2.容易出现疏漏或讲人情导致的效益损失
3.对停车场实时情况掌握情况较差 视频监控管理的主要缺点是
1.容易受到天气等自然条件因素影响
2.设备成本昂贵且维护成本高，安装不便
3.受到成本限制不能大量布置监控器，管理上有漏洞
4.对车辆的识别误判率较高
当前市场需求下，探索对停车场进行绿色智能的无人管理方法成为一个具有实际意义的发展方向。
发明内容
本发明的目的是发明一种基于无线传感器网络技术(AMR磁阻传感器)的智能停车场管理系统对进出停车场的车辆进行自动检测、识别，并及时将识别信息传输至数据中心。整个过程完全自动并实时进行。其主要优点是
1.无须人工干预，成本和维护价格低廉，且可以全天候24小时正常工作
2.安装方便、检测和识别率高
3.可大量布置实现对停车场的无缝管理
本发明技术方案介绍如下该体系的硬件组成包括节点模块(车位节点、出入口节点、桥节点和网关节点，均带有zigbee无线数传模块，其中网关节点还带有GPRS模块)，入口车位信息显示LED显示屏、停车引导指示LED显示屏(显示屏带有zigbee无线数传模块)和数据中心计算机。所述的无线数传模块采用2.4G频段，使用Zigbee无线网络技术，基于IEEE802. 15. 4标准协议的无线传感器，GPRS网络使用手机SIM卡接入，数据中心计算机则为常见的个人计算机。系统工作原理如下出入口模块保持工作状态，对周围环境进行监控，当入口节点识别到车辆进入停车场时，将其磁场特征数据通过无线网络传输到桥节点，桥节点将数据转送到网关节点，网关节点将数据经过GPRS网络传回连接在Internet上的数据中心计算机进行数据分析。在有空余车位的情况下，计算机发出控制指令，操作道闸，分配车位，并通过LED屏幕对停车路线进行指示引导车辆停车。当车辆停靠后，对停靠车辆数据(车位、车型、停靠时间等)进行记录存储于数据中心计算机数据库。当车辆离开时，对应的车位节点对计算机发出数据，计算机接收后对出口道闸进行操作，完成车位回收、车辆收费(由设置在出口处的RFID装置刷卡完成)和出库等动作。此外，计算机将统计所有节点传回的数据，对停车场车位情况实时统计，并反馈在入口的LED显示屏幕上，当车位已满时，自动停止车辆入库。在上述的硬件体系中，需要在停车场出入口及各个车位都安装传感器模块节点， 另外，还需要在停车场内设置一定数量的桥节点、网关节点以完成无线网络数据传输。入口处装有停车场车位指示显示屏，场内车道旁装有一定数量的停车引导指示显示屏。为保证安全，还可以在出入口处各设置一个视频监控。软件体系上，该系统可以在数据中心计算机上设置车辆识别的标准车辆模板参数，设置保留车位及设置收费标准，运营时间等等。
图I、图2停车场布局示意图 图3车辆对地磁场的干扰示意图 图4系统架构示意图
图5系统工作不意图 图6节点硬件架构示意图 图7车辆检测数据示意图 图8传感器车辆检测输出示意图。
具体实施例方式参照图I :车位节点布置于车头处，因为此处靠近车辆发动机，车辆产生的磁场扰动大，易于检测到。当车位上无车辆时，传感器输出在一固定值A的小范围内抖动，当车位上有车辆时，车辆对地磁场的干扰将使得传感器输出显著变化至B值，车辆离开后，传感器输出又将从B值下降到A值。其过程如图8、图9所示。当传感器输出为A时，系统判定车位上无车，当传感器输出为B时，系统判定车位上有车。参照图2 :在停车场出入口处设置出入口节点，当车辆被检测到时，传感器会将信息报告给计算机，由计算机判断停车场情况并命令闸门产生相应动作。当车辆停靠后，计算机将发出指令更新入口车位信息显示LED显示屏上的信息。参照图3 :此图说明了车辆对地磁场的干扰作用，是磁阻传感器检测车辆的理论基础。
参照图4 :本文所设计的系统架构图。采用GPRS方式后可以解决zigbee无线传输距离限制的问题，使得管理员将计算机连上网后可以足不出户就能对停车场进行日常管理。参照图5 :本文系统工作示意图，由车位节点检测车位情况并向桥节点报告，桥节点将数据传送到网关节点，由网关节点将实时数据传输至数据中心计算机。
参照图6 :列出了各个节点的硬件架构。参照图7 :列举了一个实验中获得的小轿车传感器检测数据。参照图8 :传感器车辆检测输出示意图，图8中上图为车辆靠近的情况，下图为车辆离开的情况。
权利要求
1.无线式无人值守停车场管理系统，其特征是利用布置于停车场出入口、停车场内及车位上的节点模块对车辆检测并引导停车，系统通过zigbee组织并采用GPRS方法与个人计算机进行连接，由计算机控制整个停车场运营。
2.根据权利要求I所述的节点模块，其特征是带有磁阻传感器，采用低功耗的MCU与无线zigbee数传模块，可使用电池供电。
3.根据权利要求I所述的数据中心计算机，其作用是接收各节点报告的信息并控制出入口闸机及信息显示屏，软件上可以灵活设置车位管理方法、收费标准及停车场运营时间。
全文摘要
无线式无人值守停车场管理系统是在无线传感器网络的技术体系下通过带有磁阻传感器(AMR)的模块节点监测车辆，利用无线网络实现传感器数据传递和各模块节点间组网，实现对车辆的检测与识别，从而达到在无人管理条件下的自动车位指示，停车引导和收费管理，其特点是利用磁阻传感器检测与识别车辆，由zigbee网络和GPRS网络连接底层节点与计算机，由计算机控制停车场出入闸机和信息屏显示。系统可在人工设定的规则下自动运行，全过程无须人工干预。
文档编号G07B15/06GK102750747SQ20121022734
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者李智, 李笑涛, 褚小川 申请人:四川大学