基于物联网的停车场引导及管理系统 一、背景 随着城市居民汽车拥有量急剧增加，在拥挤的市区里汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。公用停车场日渐无法满足越来越多的停车需求。如何充分利用有限的停车场资源来最大程度满足车辆的停泊需求，成了当前急需解决的问题。 目前停车场管理普遍存在的问题有： 1、场内到底还有多少停车位可以使用，管理者一无所知，只能靠人工去勘察。 2、泊车者进入停车场后无法迅速的进入停车位置停放车辆，只能在场内无序流动寻找空余车位，不但占用场内出入主车道资源，甚至会造成场内交通拥堵。 3、必须配备大量的专职管理人员在停车场内人工引导车辆停放，增加停车场管理成本。 4、管理者每天无法及时统计不同时期的车流量，不能及时优化车位资源配置，导致停车场利用率低下。 为了提高停车场的智能化管理水平，给泊车者提供一种更加安全、舒适、方便、快捷的环境，实现停车场运行的高效化、节能化、环保化，XX天元物联结合国内实际情况，利用物联网技术，研制开发了基于物联网的超声波停车场引导系统，该系统可以自动引导车辆快速进入空车位，降低管理人员成本，消除寻找车位的烦恼，节省时间。
二、系统介绍 2.1系统概述 基于物联网的停车场车位引导及管理系统，采用物联网技术，以无线传感器网络与以太网为通信基础，通过超声波方式、红外光电开关方式检测车位使用情况，并将该信息通过无线传感器网络传输到LED屏及服务器，泊车者可根据LED屏的引导快速找到空闲的车位进行停车，管理者能及时统计不同时期的车流量、优化车位资源配置，提高停车场智能化水平。 基于物联网的停车场车位引导及管理系统主要由车位探测器，区域控制器，中央控制器、LED显示屏、服务器管理软件5部分组成，完成了数据采集、数据通信、信息发布及导引、后台管理功能。 工作原理：通过安装在每个车位上方的超声波车位探测器或安装在车尾部的红外探测器，实时采集停车场的各个车位的车辆信息。区域控制器会按照轮询的方式，对所连接的各个探测器信息进行收集，并按照一定规则将数据压缩编码后反馈给中央控制器，由中央控制器完成数据处理，并将处理后的车位数据发送到停车场各个LED指示屏进行空车位信息的显示，从而实现引导车辆进入空余车位的功能。系统同时将数据传送给计算机，由计算机将数据存放到数据库服务器，用户可通过计算机终端查询停车场的实时车位信息及车场的年、月、日统计数据。 基于物联网的车位引导及管理系统中，车位探测器与区域控制器，区域控制器与中央控制器、中央控制器与LED显示屏采用无线传感器网络方式进行数据通信，中央控制器与服务器采用TCP/IP通信方式进行数据交互。服务器管理软件采用B/S结构，能够实现远程访问。
2.2系统图 系统采用3层网络结构，车位探测器与区域控制器构成了数据采集网络，区域控制器、LED控制器与中央控制器构成了数据传输、引导、发布网络，中央控制器与服务器管理软件构成了系统显示、管理网络。 图2.3-1 系统拓扑结构图 2.3功能特点 采用超声波探测方式，可实现精确实时的车位探测。探测距离0.3m-4.0m、探测周期0.3S-5S动态可调，可通过无线设置； 数据传输采用采用无线方式，安装灵活方便，施工简单，摆脱布线困扰； 高度自愈的智能无线通讯设计，有效避免单点故障； 无线通信频率为433MHZ，通信速率100Kbps，免收费频段； 中央控制器带TFT LCD屏，监测管辖区域的车位信息，脱机独立运行； 细化到区域的引导功能； 车位异常报警功能； 引导泊车者方便、快速停车； 统计不同时期停车场的车流量，为管理者提供优化车位资源提供依据； 2.4系统组成 2.4.1超声波车位探测器 车位探测器是停车场引导系统的重要组成部分，安装在车位的正上方（最好是正对车位的顶部），利用超声波测距的原理探测车位上是否有车，探测距离0.3m-3.8m动态可调，可根据停车场的高度选择合适的探测X围。探测频率0.3S-6S可调，可根据具体情况选择合适的探测频率。探测器采集到车位信息，控制车位显示灯的颜色，并通过无线方式传输到区域控制器。
图1 超声波车位探测器 技术参数： 工作电压： DC 12V 探测周期：0.3s-60s可调 工作电流： ≤30 mA 探测最大误差：0.05m 工作温度： -20～＋65℃ 通讯方式： 无线 探测距离：0.3～4.0m 通信频段：433MHZ 探测X围：15°角 通信速率：100Kbps 判断距离：可人工设定或自动设定 产品外壳：ABS阻燃
2.4.2光电开关式车位探测器 主要是应用在立体车库中，在立体车库中，由于车位是可移动的，因此安装在车位的后方，利用被检测物对光束的漫反射，检测车位上是否有车。检测距离X围0-150cm。是否有车通过控制车位指示灯显示。该探测器是通过无线方式与区域控制器进行通信。
图 2漫反射式光电开关 技术参数： 工作电压： DC 12V 探测周期：0.3s-60s可调 工作电流： ≤60 mA 通讯方式： 无线 工作温度： -20～＋65℃ 通信频段：433MHZ 探测距离： 0～1.5m 通信速率：100Kbps
2.4.3车位显示灯 安装在每个车位的前方，直接由超声波车位探测器控制，根据探测器的指令显示出不同的颜色。车位显示灯内含4颗红色LED灯珠，4颗绿色LED灯珠。当车位上没有车辆停泊时指示灯显示为绿色，有车辆停泊时指示灯显示红色。泊车者在很远的地方即可根据车位显示灯颜色发现空闲车位的位置，快速停车。
图2 车位显示灯 技术参数： 工作电压：DC5V 外壳材料：ABS 工作电流：＜30mA 工作温度：-20℃～+80℃ LED灯珠数：4红 4绿 可视角度：向下平面360° LED亮度：7000mcd(绿),5000mcd(红) 可视距离：>50m
2.4.4中继器 中央控制器与区域控制器、LED屏之间构成星型网络，进行无线通信。在停车场中，由于建筑物、管道、钢结构等障碍物较多，可能导致无线通信信号受损，通过中继方式，增加数据传输距离，避免信号损耗导致通信不可靠现象。
图 3 中继器 技术参数：
2.4.5区域控制器 区域控制器处于停车场引导系统中的中间层，向下用于收集分区内的所有车
输入电压 AC 220V 工作电压 DC 12V 工作电流 50mA 通讯方式 无线射频 通信频率 433MHZ 通讯速率 4.8Kbps-100Kbps 工作温度 -20～+65℃ 位信息，向上用于传输该分区内的车位信息。 区域控制器采用轮询方式去去查询本分区内每个超声波探测器检测的车位信息，轮询周期为0.3S-60S动态可调。区域控制器统计本分区的所有空余车位、占用车位，通过无线传感器网络将车位信息传输到中央控制器。通常一个区域控制器可带40个车位探测器。
图4区域控制器 技术参数：
2.4.6中央控制器 中央控制器是整个系统的核心，主要用于负责整个智能停车场引导系统的采
输入电压 AC 220V 工作电压 DC 12V 工作电流 50mA 通讯方式 2路无线射频，1路近距离，1路远距离 通信频率 433MHZ 通讯速率 RF-1：4.8Kbps-100KbpsRF-2：100Kbps 容量 1-62个 工作温度 -20～+65℃ 集与控制，并通过对车位引导屏实时数据的更新，实现对车辆的引导功能。一个中央控制器最多可以控制32个区域控制器。 中央控制器与区域控制器、LED引导屏采用无线方式通信，通信距离100-200米。中央控制器与管理中心可采用以太网通信。中央控制器自带TFT LCD屏，可用于显示车位信息，脱机独立运行。 中央控制器定时去查询所管理的区域控制器统计的空闲车位信息，将相关分区的空闲车位信息在TFT LCD上显示，并将该信息发布到对应LED引导屏上，引导泊车者便捷、快速泊车。中央控制器还将所有分区内的车位信息通过以太网传输到管理中心，供管理人员使用。
图4中央控制器 技术参数：
输入电压 AC 220V 工作电压 DC 12V 工作电流 80mA 显示屏幕 2.8寸TFT LCD 通讯方式 1路无线射频，1路以太网 无线频段 射频采用433MHZ频段 通讯速率 射频：4.8Kbps-100Kbps；以太网：10Mbps 容量 1-32个 2.4.7LED引导屏 LED引导屏由高亮度LED模块、驱动电路、控制电路、支架等部分组成。LED显示屏驱动板是无线停车场引导系统的产品之一，为整个系统的显示终端。可驱动LED单基色和双基色显示屏，同时集成无线射频模块，可借助电脑和其他无线射频模块更改相关设置。 停车场各个入口以及内部重要的岔道口安装车位引导显示屏，接收中央控制器的输出信息，用数字、箭头和文字等形式显示车位方位，引导司机快速找到系统分配的空车位。停车场中央控制器通过无线网络可以实现每个路口的任意方向引导，从而将车流分配到停车场内最合适的位置，保证停车场的畅通和充分利用车位。
技术参数：
工作温度 -20～+65℃
输入电压 AC 220V 工作电压 DC 5V 工作电流 1.3A-1.5A 功率 6.5-7.5W 通讯方式 无线通信 通信频段 433MHZ 通讯速率 4.8Kbps-100Kbps可调 辉度 300cd/m2 规格尺寸 根据客户需求定制 LED点阵 16*48,16*64