一种基于停车场导航的充电桩车位预约系统及方法与流程

本发明涉及到智能停车场管理系统技术领域。

背景技术：

随着电动汽车的不断增加，虽然充电桩数量也在迅速增加，但存在以下几个问题：一是充电桩车位大部分时候被非电动车占用，但电动汽车车主出发前是无法知道该车位被非燃油车占用了，到达现场才知道，给电动汽车车主带来了很多的不便；二是不具备电动汽车识别功能，导致非电动汽车冒充电动汽车占用充电桩停车位，同样带来了问题；三是随着大型建筑物的不断增加，单个停车场车位数量也在增加，个别停车场停车位数量甚至达到数千个。如果没有停车场导航功能，电动汽车车主很难找到充电桩车位，回程时也无法反向寻车了。

目前的充电桩停车位预约管理系统个别具备充电桩停车位锁定功能，但都不具备电动汽车识别功能和停车场导航功能。

针对上述技术问题，申请号为cn201720748556.8，专利权人为厦门新页科技有限公司的名为一种基于有线充电桩的停车位导航系统的实用新型专利是用户通过系统注册，并捆绑车牌。当完成车位预定充电桩停车位后，通过停车位锁定装置锁定车位禁止其他车辆占用，通过导航到达停车场，停车场闸门根据车牌识别打开让预定车辆驶入，然后车主自行找到停车位，操作app让车位锁落下开始充电，车主停好车。离开时，车位锁感应到车辆离开后扣除电费和停车费。该方案不具备车型判断、停车场导航和反向寻车的功能。

技术实现要素：

综上所述，本发明的目的在于解决现有的停车场的充电桩车位容易被非电动车占用，缺乏智能化管理，操作不便的技术不足，而提出一种基于停车场导航的充电桩车位预约系统及方法。

为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：

一种基于停车场导航的充电桩车位预约系统，其特征在于所述系统包括：管理平台、定位信标、充电桩系统、智能车位锁、车位锁路由器、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端；

管理平台，用于连接管理充电桩系统、智能车位锁、车位锁路由器、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端；

定位信标，用于无线发射场内定位信号给用户终端，为进入停车场内的车辆提供停车场内停车位的导航定位；

充电桩系统，用于给电动车充电，并将充电状态和充电费用信息发送给管理平台；

智能车位锁，安装于停车位上，内置电池，可以通过地磁技术或可见光技术监控车位是否空闲，并根据管理平台的控制指令进行上锁或落锁；

车位锁路由器，建立智能车位锁与管理平台之间的通信连接，当智能车位锁采用运营商提供的nb-iot系统或lorawan系统与管理平台连接时，则不需要车位锁路由器；

车位管理系统，通过内置通信模块与管理平台通信连接，包括有用于车辆外观和车牌识别的车辆信息采集摄像机，根据车辆信息采集摄像机拍摄的车辆外形和车牌识别车辆是否为电动汽车，在识别为电动汽车后，向管理平台提供车位允许解锁指令；由管理平台控制相应的智能车位锁落锁；

入口闸机，设于停车场入口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的预约车牌信息控制车辆进入，并生成车辆入场信息输出至管理平台；

出口闸机，设于停车场出口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的放行指令控制出口闸机放行，并生成车辆出场信息输出至管理平台，管理平台更新驶离停车位状态；

用户终端，接收用户的信息注册信息输入、车位预约信息输入及落锁信息输入，并将接收到的各输入信息发送至管理平台，管理平台根据车位预约信息控制预约车位上的智能车位锁上锁，并将车位预约信息中对应的车牌信息下发到对应停车场的入口闸机；在预约车辆到达预约车位处之后，管理平台根据用户终端在预约车辆进入预约车位之前，且已收到车位管理系统提供车位允许解锁指令后，控制智能车位锁落锁。

还包括有终端无线路由器，终端无线路由器建立用户终端与管理平台之间的直接无线通讯连接。

所述的定位信标采用的蓝牙信标定位系统、zigbee信标定位系统、wifi信标定位系统或可见光信号信标定位系统。

所述的智能车位锁通过有线，或者通过wifi模块、zigbee模块、nb-iot模块、lorawan模块、sigfox模块或移动通信模块无线连接车位锁路由器后，经车位锁路由器再连接管理平台。

所述的车位锁路由器还通过wifi模块或2g/3g/4g/5g移动通信模块与用户终端通信连接，接收用户终端发送的落锁指令。

采用所述的系统实现基于停车场导航的充电桩车位预约方法如下：

（1）用户通过用户终端向管理平台进行信息注册，注册的信息包括用户姓名、用户联系电话、车牌信息、车型信息和缴费的支付账户；

（2）当用户通过用户终端连接管理平台，从管理平台上获得车辆需进入停车场信息，预定停车场的空闲停车位后，管理平台根据车位预约信息，指令预定空闲停车位上的智能车位锁上锁，管理平台中同时将该空闲停车位更新为禁止停车状态；管理平台并将车位预约信息中对应的车牌信息下发到对应停车场的入口闸机；管理平台根据停车场信息或用户需求将停车场内的车位导航路径地图发送至用户终端；

（3）用户自行驾车前往预定停车场，或通过用户终端实时上报自身位置至管理平台，按管理平台规划导航路线前往预定停车场，或管理平台根据预定停车场的位置信息调用第三方导航软件导航到预定停车场；

（4）当用户到达预定停车场后，入口闸机的摄像机读取车辆的车牌信息，再与预约信息中对应的车牌信息进行比对，比对正确即放行车辆进入停车场；

（5）用户车辆进入停车场后，用户终端根据导航位置信息自动切换到车位导航路径地图模式、或在入口闸机输出车辆入场信息至管理平台后，由管理平台控制用户终端切换到车位导航路径地图模式；车位导航路径地图模式下用户终端根据定位信标无线发射的场内定位信号进行预定车位导航；

（6）当用户导航进入预定停车位时之前，车位管理系统根据车辆识别摄像机拍摄的车辆外形和车牌判断车辆是否为电动汽车，如果是电动汽车，管理平台才开启接收用户终端发送落锁信息，智能车位锁直接或经管理平台间接接收到落锁信息之后进行落锁动作，允许车辆停入本停车位；如果是非电动汽车，智能车位锁继续保持锁定状态，不允许车辆驶入本停车位。

还包括有步骤（7）当用户开车离开时，通过用户终端的车位导航路径地图模式下导航找车，用户终端根据定位信标无线发射的场内定位信号进行预定车位导航，导航到达自己的车辆停放位置；在用户直接将车开到出口闸机处，出口闸机拍摄读取车辆的车牌信息，并将车辆出场信息输出至管理平台，管理平台结合入口闸机提供的车辆入场信息和收费标准计算出停车费用，从捆绑的支付账户上扣取相应停车费，同时，根据充电桩系统，提供的充电费用信息，管理平台从捆绑的支付账户上扣取相应充电费用后，控制出口闸机放行车辆。

还包括有步骤（8）当出口闸机放行车辆后，管理平台将该预定停车位由禁止停车状态更新为空闲停车位状态，等待接受用户的预订。

还包括有用户在即将离开停车场时，选择缴费离场，用户根据管理平台计算的停车费进行缴费，随之管理平台将该车辆已缴费的信息发送给出口闸机，当用户在缴费后规定的时间段内驾驶车辆到达出口闸机时，出口闸机通过车牌信息对比判断该车辆已经缴费则直接放行。

对于预订停车场为室外停车场时，第（5）步还包含有在线车位导航模式。

与现有技术相比，本发明可带来以下有益效果：

1、可预定并锁定充电桩车位

用户预定停车位后，管理平台可通过智能车位锁锁定停车位，解决了用户到达停车场没有停车位的问题。

2、可实现停车场内部精确导航

车辆到达停车场后，用户终端通过定位信标对车辆进行定位，从而实现即使在没有卫星定位信号的停车场内部也能进行预定车位导航功能，准确指导用户到达预订的车位处，操作方便，用户体验检验效果好；当停车场为室外停车场时与目前的卫星定位技术相比，由于定位信标定位准确度较高，可以实现更高精度的定位，才能实现高精度导航到停车位。当停车场为室内停车场时，本发明实现了导航从无到有的改进。

3、可判断车辆是否是电动汽车

车位管理系统，包括有用于车辆外观和车牌识别的车辆信息采集摄像机，根据车辆信息采集摄像机拍摄的车辆外形和车牌识别车辆是否为电动汽车，在识别为电动汽车后，向管理平台提供车位允许解锁指令；由管理平台控制相应的智能车位锁落锁；解决非电动车占用充电桩车位的难题，同时操作智能方便。

4、具有多种导航方式

明确了室外采用现有成熟技术完成导航，到停车场后根据管理平台的设置采用在线或离线地图完成导航，明显提高了用户体验。

5、根据实际情况可选择不同的通信方式

在用户未到达停车场时采用用户2g/3g/4g/5g移动通信系统与管理平台进行通信，到达停车场后如果停车场有良好的2g/3g/4g/5g移动通信信号覆盖时，则可以选择2g/3g/4g/5g移动通信系统与管理平台进行通信，如果没有2g/3g/4g/5g移动通信信号覆盖时，则可以使用终端无线路由器连接用户终端和管理平台，使得用户能够顺利完成导航。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统结构示意图；

图2为本发明实施例2的系统结构示意图；

图3为本发明智能停车方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和本发明优选的具体实施本发明作进一步地说明。

实施例1

参照图1和图3中所示，基于停车场导航的充电桩车位预约系统，包括：管理平台、定位信标、充电桩系统、智能车位锁、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端。

管理平台，用于连接管理充电桩系统、智能车位锁、车位锁路由器、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端。管理平台接主要收存放用户注册数据和停车场信息数据、、充电桩信息、电子地图、接收用户指令并且给智能车位锁和闸机发出指令等。停车场信息数据可以是包含停车场位置信息，停车位的数量、分布图和闲忙状态信息、收费标准信息等信息。

定位信标，用于无线发射场内定位信号给用户终端，为进入停车场内的车辆提供停车场内停车位的导航定位；所述的定位信标可以采用的蓝牙信标定位系统；定位信标在布设的同时，将定位信标的位置信息预存至管理平台；定位信标可以采用蓝牙信标定位系统、zigbee信标定位系统、wifi信标定位系统或可见光信号信标定位系统。

充电桩系统，用于给电动车充电，并将充电状态和充电费用信息发送给管理平台；

智能车位锁，安装于停车位上；内置电池，可以通过地磁技术或可见光技术监控车位是否空闲，智能车位锁内置nb-iot通信模块和nb-iot物联网卡，根据管理平台的控制指令进行上锁或落锁lorawan。

车位管理系统，通过内置通信模块与管理平台通信连接，包括有用于车辆外观和车牌识别的车辆信息采集摄像机，根据车辆信息采集摄像机拍摄的车辆外形和车牌识别车辆是否为电动汽车，在识别为电动汽车后，向管理平台提供车位允许解锁指令；由管理平台控制相应的智能车位锁落锁；车位管理系统内置通信模块，可以与管理平台和智能车位锁通信。车位管理系统可以通过管理平台或直接与充电桩通信获取充电桩信息，电动车用户可以通过用户软件获取充电信息，也可以主动发送车辆充电信息给电动车用户。车位管理系统内置nb-iot通信模块和nb-iot物联网卡。

入口闸机，设于停车场入口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的预约车牌信息控制车辆进入，并生成车辆入场信息输出至管理平台。入口闸机既可以采用与智能车位锁一样的通信手段与管理平台连接，也可以采用移动通信运营商的网络与管理平台联系。入口闸机内置nb-iot通信模块和nb-iot物联网卡。

出口闸机，设于停车场出口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的放行指令控制出口闸机放行，并生成车辆出场信息输出至管理平台，管理平台更新驶离停车位状态。在用户终端向管理平台操作支付停车费或管理平台根据车辆停放时长自动从预设帐户扣取停车费，或现场人工收到停车费后通过出口闸机反馈给管理平台之后，出口闸机放行车辆出停车场。出口闸机既可以采用与车位锁一样的通信手段与管理平台连接，也可以采用移动通信运营商的网络与管理平台联系。出口闸机内置nb-iot通信模块和nb-iot物联网卡。

用户终端，接收用户的信息注册信息输入、车位预约信息输入及落锁信息输入，并将接收到的各输入信息发送至管理平台，管理平台根据车位预约信息控制预约车位上的智能车位锁上锁，并将车位预约信息中对应的车牌信息下发到对应停车场的入口闸机；在预约车辆到达预约车位处之后，管理平台根据用户终端在预约车辆进入预约车位之前，且已收到车位管理系统提供车位允许解锁指令后，控制智能车位锁落锁。用户终端还可以查看自己的停车记录和停车费记录等信息。所述用户终端包括但不限于智能手机、平板电脑和车载智能终端等。

本发明基于停车场导航的充电桩车位预约系统，实现了用户通过系统预定充电桩车位后该车位就被锁定，用户驾驶电动汽车到达停车场后通过停车场导航帮助用户快捷准确找到自己预定的充电桩停车位，充电桩车位确认其为电动汽车后解除车位锁定，允许电动汽车停入充电桩车位，当车主离开时可通过本系统实现反向寻车并完成电费和停车费的结算，极大的方便了车主对充电桩车位的预定、充电、车位寻找和付费离开。

采用上述的系统实现基于停车场导航的智能停车方法如下：

（1）用户通过用户终端向管理平台进行信息注册，注册的信息包括用户姓名、用户联系电话、车牌信息、车型信息和缴费的支付账户；注意，注意用户可注册多个车牌号和多个支付账户，但如果注册车辆为非电动车则不能预定充电桩停车位。车型信息是指车型为电动汽车或非电动汽车。

（2）当用户通过用户终端连接管理平台，从管理平台上获得车辆需进入停车场信息，预定停车场的空闲充电桩停车位后，管理平台根据车位预约信息，指令预定空闲停车位上的智能车位锁上锁，管理平台中同时将该空闲停车位更新为禁止停车状态；管理平台并将车位预约信息中对应的车牌信息下发到对应停车场的入口闸机；管理平台根据停车场信息或用户需求将停车场内的车位导航路径地图发送至用户终端；车位导航路径地图就要是结合停车位分布图，通过定位信标实现停车场内停车位的导航定位，帮助用户快捷准确找到自己预定的停车位。

（3）用户自行驾车前往预定停车场，或通过用户终端实时上报自身位置至管理平台，按管理平台规划导航路线前往预定停车场，或管理平台根据预定停车场的位置信息调用第三方导航软件导航到预定停车场。

（4）当用户到达预定停车场后，入口闸机的摄像机读取车辆的车牌信息，再与预约信息中对应的车牌信息进行比对，比对正确即放行车辆进入停车场。

（5）用户车辆进入停车场后，用户终端根据导航位置信息自动切换到车位导航路径地图模式、或在入口闸机输出车辆入场信息至管理平台后，由管理平台控制用户终端切换到车位导航路径地图模式；车位导航路径地图模式下用户终端根据定位信标无线发射的场内定位信号进行预定车位导航；对于预订停车场为室外停车场时，还包含有在线车位导航模式，也即是采用传统户外卫星定位导航系统，结合停车位分布图，帮助用户快捷准确找到自己预定的停车位。用户终端全程采用4g通信网络与管理平台连接。。

（6）当用户导航进入预定停车位时之前，车位管理系统根据车辆识别摄像机拍摄的车辆外形和车牌判断车辆是否为电动汽车，如果是电动汽车，管理平台才开启接收用户终端发送落锁信息，智能车位锁直接或经管理平台间接接收到落锁信息之后进行落锁动作，允许车辆停入本停车位；如果是非电动汽车，智能车位锁继续保持锁定状态，不允许车辆驶入本停车位。

（7）当用户开车离开时，通过用户终端的车位导航路径地图模式下导航找车，用户终端根据定位信标无线发射的场内定位信号进行预定车位导航，导航到达自己的车辆停放位置；在用户直接将车开到出口闸机处，出口闸机拍摄读取车辆的车牌信息，并车辆出场信息输出至管理平台，管理平台结合入口闸机提供的车辆入场信息，管理平台根据该停车场的停车收费标准计算出停车费后，从捆绑的支付账户上扣取相应停车费，根据充电桩系统，提供的充电费用信息，管理平台从捆绑的支付账户上扣取相应充电费用后，控制出口闸机放行车辆。用户在即将离开停车场时，选择缴费离场，用户根据管理平台计算的停车费进行缴费，随之管理平台将该车辆已缴费的信息发送给出口闸机，当用户在缴费后规定的时间段内驾驶车辆到达出口闸机时，出口闸机通过车牌信息对比判断该车辆已经缴费则直接放行。

（8）当出口闸机放行车辆后，管理平台将该预定停车位由禁止停车状态更新为空闲停车位状态，等待接受用户的预订。

本发明提出基于停车场导航的充电桩车位预约系统，让预定了充电桩车位的电动汽车车主在出发前就能锁定停车位，并能通过停车场导航便捷的找到自己预定的充电桩车位，离开时能通过反向寻车方便快捷的找到自己的电动汽车。

与传统停车场管理系统相比：

①采用无线技术实现了停车场导航和反向寻车功能。

②充电桩车位具有电动汽车识别功能，避免了非电动汽车冒充电动汽车占用充电桩停车位的问题，提升充电桩的利用率。

③提出了智能车位锁与广域网的多种通信方式，可以应用于不同的场景，从而大幅度降低实施成本。

④提出了用户终端的通信方式，可根据需要进行切换或自智能切换，提高了用户通信的顺畅度和体验。

实施例2

参照图2中所示，本实施例的基于停车场导航的充电桩车位预约系统包括管理平台、定位信标、充电桩系统、内置zigbee通信模块的智能车位锁、内置4g通信模块的zigbee路由器、内置zigbee通信模块的车位管理系统、内置zigbee通信模块的入口闸机、内置zigbee通信模块的出口闸机和用户终端。

与实施例1不同的是主要增加了zigbee路由器，zigbee路由器作为终端路由器建立智能车位锁与管理平台之间的直接无线通讯连接。

实施例2实现基于停车场导航的充电桩车位预约方法与实施例1方法相同。