一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统

本发明涉及太阳能采集和射频能量传输，尤其涉及一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统。

背景技术：

1、随着经济的不断发展，汽车数量不断增多，停车位需求也不断增加，为了满足大量的停车位需求，城市道路边也划定了很多停车位，但是如果停车计时这些停车位成为了一个问题，如果用人工巡检，因为道路都很长，所以需要消耗大量人力，因此需要寻找一种自动高效地停车计时办法。

2、已经有的自动路边停车位停车计时方法有摄像头监测法和etc+地磁法，这两种方法可以实现自动识别车辆和扣除费用，但是成功率都不高，摄像头监测法不但需要用到大量的摄像头增加了成本，而且摄像头可能被树荫遮蔽，etc+地磁的方法成本也很大，同时很难保证etc的全覆盖。

3、为了寻找一种自动高效低成本高成功率的路边停车位停车计时方法，本发明设计了一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，该系统可以自动获取车辆信息，自动记录停车时间，并且在停车结束后自动向云端发送停车时间，且该系统利用太阳能供电，结构小巧，安装方便，成本很低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，该装置可以自动获取车辆信息，自动记录停车时间，并且在停车结束后自动向云端发送车辆信息和停车时间，详见下文描述：

2、一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，包括：嵌入停车位中心地下的固定端和贴在车辆底部中心的移动端。所述固定端是由太阳能板①、蓄电池②、稳压电路③、压力检测电路④、低功耗mcu1⑤、射频信号发生器和功放⑥、天线1⑦、天线4和无线收发器2组成；移动端是由天线2⑧、阻抗匹配电路⑨、整流倍压电路⑩、能量管理和储能单元低功耗mcu2无线收发器1天线3组成。

3、所述的基于太阳能和射频能量传输的室外停车位自动停车计时系统工作过程是：所述的太阳能板①在没有被车辆遮住阳光时不断收集太阳能，产生的电能将被存储在蓄电池②中。所述的稳压电路③会一直产生稳定的电压给低功耗mcu1⑤和压力检测电路④供电。所述的压力检测电路当检测到有车辆停在停车位上时，将产生一个低电平给所述的低功耗mcu1⑤，为了防止开过的车辆误触，只有当低电平持续时间超过5秒所述的低功耗mcu1⑤才会确定有车辆停在停车位上，当所述的低功耗mcu1⑤确定有车之后就会控制稳压电路③给射频信号发生电路和功放⑥供电，同时开启所述的无线收发器2准备接收车辆信息。射频能量被所述的天线1⑦发送到空间中，所述的天线2⑧将接收到空间中的射频能量，利用所述的整流倍压电路⑩就可以将射频交流电压转化为直流电压，但是所述的整流倍压电路⑩和天线2⑧之间存在阻抗不匹配情况，因此利用所述的阻抗匹配电路⑨解决倍压整流电路⑧和天线2⑧之间的阻抗匹配问题。所述的整流倍压电路⑧产生的直流电将被存储在所述的能量管理和储能单元中，当所述的能量管理和储能单元中的电压大于所述的能量管理和储能单元的启动电压之后，所述的能量管理和储能单元将产生电压给所述的低功耗mcu2供电，但是所述的整流倍压器⑧产生的电能不能维持低功耗mcu2持续工作，因此所述的能量管理和储能单元中的电压将不断降低，当电压低于所述的能量管理和储能单元的关闭电压之后，所述的能量管理和储能单元将不再工作，所述的能量管理和储能单元中的电压也将再次升高，所述的能量管理和储能单元具有欠压锁定，因此所述的能量管理和储能单元的开启电压高于关闭电压。所述的低功耗mcu2将在运行时间内利用所述的无线收发器1和所述的天线3至少完成一次车辆信息发送，所述的低功耗mcu1⑦将利用所述的天线4和无线收发器2成功接收车辆信息，在接收到车俩信息之后所述的低功耗mcu1⑤将控制所述的能量管理和储能单元停止给射频信号发生器和功放供电，同时开始停车计时。当所述的压力检测电路④检测到车辆离开之后，将产生一个高电平给所述的低功耗mcu1⑤，同样为了防止误触，只有高电平持续时间超过5秒所述的低功耗mcu1⑤才会确定车辆已经离开，停止计数，然后所述的低功耗mcu1⑤将利用无线收发器2将车辆信息和停车时长上传到云端。

4、本发明提供的技术方案的有益效果是：

5、1、本系统通过太阳能供电，不需要外部的供电设备，安装十分方便，而且清洁环保；

6、2、本系统中固定端结构小巧，安装时对路面的破坏程度小，移动端只需要贴在车辆底部，不需要接车辆上的电源，同时占用的车辆体积极小；

7、3、本系统利用rfid的原理读取车辆信息，读取车辆信息的成功率和完整性都非常高；

8、4、本系统不需要人工参与，自动完成车辆信息和停车时间的获取和上传，在发送到云端后，可以接入物联网，方便智能；

9、5、本系统用到的器件都是非常便宜的电子元器件，因此整个系统的成本很低。

技术特征：

1.一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，包括：嵌入停车位中心地下的固定端和贴在车辆底部中心的移动端。

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，所述固定端当车辆停在停车位上后将发出射频能量，等待接收车辆信息，在接收到车辆信息后，将关闭射频能量发射，开始停车计时，当车辆离开停车位后停车计时停止，所述的低功耗mcu1⑤将控制无线收发器将车辆信息和停车时长上报云端。

3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，所述太阳能板①可以收集太阳能转化为电能存储在蓄电池②中给射频信号发生器和功放⑥、低功耗mcu1⑤和压力检测电路④，整个系统无需外接电源。

4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，所述低功耗mcu1⑤控制稳压电路③是否给射频信号发生器和功放供电⑥，同时稳压电路③一直给低功耗mcu1⑤和压力检测电路④供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，所述天线1⑦使用底部同轴线馈电的微带贴片天线从而减小固定端体积，所述天线2⑧使用侧面馈电的微带贴片天线从而减少移动端厚度。

6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，所述储能电容经过计算，其中存储的能量应该大于所述低功耗发射一次信息所需要消耗的能量。

7.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，所述低功耗中存储着车辆信息，每次被固定端供能都会发送一次或者多次车辆信息。

8.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，其特征在于，所述固定端被固定在停车位中心的地下，同时所述天线1⑦正面应该朝上，从而向上发送射频能量；所述移动端被贴在车辆底部的中心，同时所述天线2⑧正面应该朝下，从而接收射频能量。

技术总结
发明公开了一种基于太阳能供电和射频能量传输的路侧停车位物联网管理系统，包括：嵌入停车位中心地下的固定端和贴在车辆底部中心的移动端。其中固定端是由太阳能板①、蓄电池②、稳压电路③、压力检测电路④、低功耗MCU1⑤、射频信号发生器和功放⑥、天线1⑦、天线4和无线收发器2组成；移动端是由天线2⑧、阻抗匹配电路⑨、整流倍压电路⑩、能量管理和储能单元低功耗MCU2无线收发器1天线3组成。该系统可以自动获取车辆信息，自动记录停车时间，并且在停车结束后自动向云端发送车辆信息和停车时间，同时整个系统利用太阳能板①供电，实现了自主供电，清洁环保。整个系统安装简便，无需外部供电，几乎不占用多余的空间。和别的自动停车计时系统相比，该发明安装方便，适用的环境多，同时成本低，不需要昂贵的高速摄像头，组成器件都非常便宜。

技术研发人员：施阁,施浙斌,王晨宇,林如斌,黄玉清,胡项展,曾传军,梁星
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15