本發(fā)明涉及利用互聯(lián)網(wǎng)技術進行停車管理的系統(tǒng)，特別涉及一種停車場智能車位鎖管理系統(tǒng)及方法。

背景技術：

近年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，許多廠商都發(fā)明了一種非常智能的車位鎖，能夠有效的幫助車主管理自己的車位，有的還運用到了停車場管理系統(tǒng)當中，但是這還是需要車主本人去控制車位鎖的開關，并沒有達到完全的一個智能化設計。這里便需要一種更加自動智能化的系統(tǒng)來管理車位鎖來進行一個優(yōu)化，無論是對停車場的進出效率的提升和車主的時間節(jié)省都有很大的意義。

經(jīng)檢索，公開號為CN 205038812U、申請?zhí)枮?01520764995.9的中國專利申請，公開一種智能停車場無人管理系統(tǒng)，包括手機客戶端App、停車場信息管理系統(tǒng)、智能攝像頭、橫桿、車位控制信號發(fā)射器、無線接收器、車位鎖，手機客戶端App與停車場信息管理系統(tǒng)通過無線數(shù)據(jù)流量進行通信，智能攝像頭、橫桿、車位控制信號發(fā)射器通過有線和停車場信息管理系統(tǒng)進行連接，無線接收器通過無線與車位控制信號發(fā)射器連接并且通過有線和車位鎖連接。該實用新型專利中車位鎖可以通過控制實現(xiàn)自動開關。

上述專利系統(tǒng)也存在著相應的問題，如當車輛駛入停車場后，該系統(tǒng)通過道閘所檢測到的車輛就對車位鎖進行開鎖的處理，如果這時正好有別的車輛經(jīng)過，停入其中，那便會出現(xiàn)了問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種自動高效的停車場智能車位鎖管理系統(tǒng)，能夠有效的對車輛的距離進行檢測，在距離達到一定值的時候再打開地鎖，有效防止了車輛誤停的情況發(fā)生。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種停車場智能車位鎖管理系統(tǒng)，包括：

服務端，獲取車輛進入停車場的信息和停車請求信息，對停車場內(nèi)負責車位鎖的藍牙基站發(fā)送偵測信號，所述車位鎖安裝在所述停車位處；

藍牙基站，在接收到服務端偵測信號后對車輛的藍牙信號進行搜尋，搜尋到之后進行車輛與車位鎖之間距離的實時測量，當該距離達到設定值時，向服務端發(fā)送開鎖請求，服務端根據(jù)該請求后向指定的藍牙基站發(fā)送開鎖信號，藍牙基站在得到該開鎖信號后向選定車位鎖發(fā)送FRID射頻信號，車位鎖得到該信號后打開車鎖，使得車位鎖自動打開。

優(yōu)選地，所述藍牙基站，有多個，每個藍牙基站負責一定范圍內(nèi)的多個車位鎖。

優(yōu)選地，所述藍牙基站，設有FRID射頻信號發(fā)射裝置，并通過電纜或者無線通訊設備與服務端進行連接，所述FRID射頻信號發(fā)射裝置通過信號發(fā)送至車位鎖來控制車位鎖的開關。

優(yōu)選地，所述車位鎖安裝開關控制裝置、車輛檢測裝置、FRID射頻信號接收標簽，其中：

所述FRID射頻信號接收標簽，用以接收對應的藍牙基站中FRID射頻信號發(fā)射裝置所發(fā)出的射頻信號，以便于控制車位鎖的打開和關閉；

所述開關控制裝置包括電機、懸臂以及FRID射頻信號識別標簽和接收裝置；FRID射頻信號接收裝置在接收到由藍牙基站所發(fā)出的FRID射頻信號以后，對對車位鎖進行一個打開關閉的操作；

所述車輛檢測裝置通過安裝在車位鎖內(nèi)的紅外信號發(fā)送接收裝置來檢測車位上是否有車輛停放，并將這一信息實時的發(fā)送到服務端中，進行儲存和更新。

優(yōu)選地，所述服務端設有一數(shù)據(jù)庫，用于儲存停車場內(nèi)的車位狀態(tài)、車位數(shù)量和車位所在位置信息，車位的狀態(tài)和車位數(shù)量以及車位所在位置信息都用于服務端發(fā)送至客戶端并方便用戶對信息進行查看和篩選，并可以反饋至服務端用于對車位的管理操作。

優(yōu)選地，所述服務端，對停車場信息的更新維護，包括車位的狀態(tài)、車位的數(shù)量和車位所對應的位置信息，達到對車位以及其狀態(tài)的實時監(jiān)控功能；同時所述服務端對藍牙基站進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，進而控制車位鎖，車位鎖中安裝有藍牙信號接收裝置，以使得藍牙基站對車位鎖進行控制以及與停車場道閘間的信號傳輸。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種停車場智能車位鎖管理方法，包括：

車位鎖中有紅外信號發(fā)送接收裝置，能夠通過發(fā)送和返回的信號強度、相位，來判斷是否有障礙物在車位鎖上方，確定車位上是否有車輛停放，并將信息反饋給車位鎖中的中心單片機，單片機再將這一信息反饋給服務端，進行車位狀態(tài)信息的一個實時更新維護和存儲；

當用戶指定一個車位時，向服務端發(fā)送請求，服務端在接收到這個請求以后，對指定的車位鎖所對應的藍牙基站發(fā)出一個信號，該藍牙基站在接收到該信號以后，向對應的車位鎖發(fā)出一個FRID射頻信號，該車位鎖在接收到該FRID射頻信號進行自動上鎖，并對所述服務端的數(shù)據(jù)庫進行儲存和更新；

當指定車輛進入停車場道閘時，安裝在道閘上的藍牙基站對車輛進行偵測，偵測到該車輛的藍牙信號，服務端向該車輛所對應的車位附近的藍牙基站發(fā)送請求，該藍牙基站在接收到請求后開始對車輛的藍牙信號進行偵測，通過車輛上客戶端與各藍牙基站之間的通訊，獲取車輛的藍牙信號的信號強度以及獲取的信號相位，通過信號衰減的數(shù)學模型以及時間和接收到的強度以及相位，及數(shù)學模型修正，算出車輛與藍牙基站之間的距離；

藍牙基站將得到的車輛與藍牙基站間的距離信息實時傳輸?shù)椒斩诉M行更新，當距離達到預設值時，服務端向藍牙基站發(fā)送請求，該藍牙基站得到該請求后，向指定車位鎖發(fā)送一個射頻信號，該車位鎖中的FRID射頻信號接收裝置在接收到該信號以后傳遞給中心單片機，中心單片機控制車位鎖的自動開鎖，使得車輛駛入到所選定的車位當中。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明基于藍牙基站的基礎上，通過檢測車輛與藍牙基站所負責的車位的距離，在車輛到達距離附近時對車位鎖發(fā)出信號以打開車位鎖以使得用戶能更加便捷的停入車輛。

由于車位的大小規(guī)模，對于距離的測量并不要求十分準確，這樣的功能完全可以由藍牙信號系統(tǒng)(車輛上具有藍牙功能的客戶端和藍牙基站所組成的藍牙信號系統(tǒng))來承擔，同時能夠方便加以標準化規(guī)?；耐茝V使用。

本發(fā)明能夠十分有效的提高車主停車的效率，節(jié)省時間并且提升使用體驗，同時對停車場的流通效率也是一種提高，使得整個系統(tǒng)更加智能化。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明一實施例中系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例中方法原理圖；

圖中：服務端1、藍牙基站2、車位鎖3、車輛5、車位6。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

如圖1、圖2所示，一種停車場智能車位鎖管理系統(tǒng)，包括：

服務端，獲取用戶車輛進入停車場的信息和用戶停車請求信息，對停車場內(nèi)負責車位鎖的藍牙基站發(fā)送偵測信號，所述車位鎖安裝在所述停車位處；

藍牙基站，在接收到服務端偵測信號后對用戶車輛的藍牙信號進行搜尋，搜尋到之后進行車輛與車位鎖之間距離的實時測量，當該距離達到設定值時，向服務端發(fā)送開鎖請求，服務端根據(jù)該請求發(fā)送開鎖信號，使得車位鎖自動打開。

在一優(yōu)選實施例中，所述服務端1包括數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫的作用是用于實時的儲存車位狀態(tài)信息，車位所在位置信息，各個車位所對應的藍牙基站信息，以及車輛與特定車位間的距離信息。

所述藍牙基站2通過網(wǎng)絡與服務端1連接，該服務端1對藍牙基站2通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，車位鎖3中設有藍牙信號接收裝置，所述車位鎖3還配備開關控制裝置、車輛檢測裝置、FRID射頻信號接收標簽、紅外發(fā)送接收裝置，所述藍牙信號接收裝置接收所述藍牙基站2發(fā)出的信號，該藍牙基站2作為網(wǎng)關對所述車位鎖3進行控制。

本發(fā)明采用的服務端1，需要涵蓋幾個功能，即對車場信息：車位的狀態(tài)、車位的數(shù)量和車位所對應的位置信息的更新維護，達到對車位以及其狀態(tài)的實時監(jiān)控功能。同時對藍牙基站2進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，進而控制車位鎖(可以通過藍牙基站作為網(wǎng)關對這些車位鎖進行一個有效的管理)，車位鎖中安裝有藍牙信號接收裝置，以使得藍牙基站對車位鎖進行控制。以及與停車場道閘間的信號傳輸功能。這里的道閘，在檢測到特定的藍牙信號后就會向服務端發(fā)送請求，服務端在接收到請求后就會對該藍牙信號所對應的車輛所預定的車位鎖負責的藍牙基站發(fā)送請求，該藍牙基站在接收到請求后就會開始對該車輛的藍牙信號進行偵測，并且根據(jù)檢測到的范圍來自動的按照預設的方案對車位鎖進行開啟控制。

整個系統(tǒng)需要在車場中安裝一定數(shù)量(具體由車場規(guī)模確定)的藍牙基站2，該藍牙基站2還設有FRID射頻信號發(fā)射裝置，并通過電纜或者無線通訊設備與服務端1進行連接。FRID射頻信號發(fā)射裝置發(fā)射的射頻信號用于與車鎖中的FRID射頻信號接收標簽對應。

在一優(yōu)選實施例中，所述車位鎖3安裝開關控制裝置、車輛檢測裝置、FRID射頻信號接收標簽，其中：

所述FRID射頻信號接收標簽，用以接收對應的藍牙基站2中FRID射頻信號發(fā)射裝置所發(fā)出的射頻信號，以便于控制車位鎖的打開和關閉；

所述開關控制裝置包括電機、懸臂以及FRID射頻信號識別標簽和接收裝置；

FRID射頻信號接收裝置在接收到由藍牙基站所發(fā)出的FRID射頻信號以后，傳遞信息至電機，通過電機的運作升起或關閉控制懸臂對車位鎖3進行一個打開關閉的操作；FRID射頻信號識別標簽存在于射頻信號接收發(fā)送等裝置中的，用于區(qū)分不同的設備所發(fā)出的射頻信號。

所述車輛檢測裝置是通過安裝在車位鎖內(nèi)的紅外信號發(fā)送接收裝置來檢測車位上是否有車輛停放，并將這一信息實時的發(fā)送到服務端1中，進行儲存和更新。具體的，紅外信號發(fā)送接收裝置根據(jù)反射信號強度相位等來判斷是否被阻擋來確定是否有車輛停放，并將該信息實時地通過通訊電纜或者無線通訊來反饋給服務端1進行更新和儲存。

客戶端訪問數(shù)據(jù)庫時，可以得到目前可用車位的一個實時信息，包括車位的序號，車位所在位置以及車位所對應的藍牙基站的識別地址。在一實施例中，所述客戶端可以采用安裝在用戶手機上的客戶端App軟件，用于用戶對車位信息的查詢，預定，同時發(fā)送藍牙信號，與服務端進行溝通。在停車場道閘所檢測的車輛入場信號與指定車位鎖所負責的藍牙基站檢測到的車輛位置信息信號都是通過客戶端軟件控制發(fā)出的。

當客戶端鎖定一個特定的車位時，向服務端1發(fā)送請求，服務端1在接收到這個請求以后，對指定的車位鎖3所對應的藍牙基站2發(fā)出一個信號，藍牙基站2在接收到該信號以后，向對應的車位鎖3發(fā)出一個FRID射頻信號，車位鎖3在接收到該信號以后啟動電機，控制懸臂以使得車位鎖上鎖，并對服務端1的數(shù)據(jù)庫進行儲存和更新。

在指定車輛5進入道閘的時候，對車輛5進行偵測，可以偵測到特定的藍牙信號。這時服務端1向該車輛5所對應的車位6的附近負責該車位是藍牙基站2發(fā)送請求，藍牙基站2在接收到請求后開始對藍牙信號進行偵測，根據(jù)RSSI技術(由于車位本身的大小一般是3*8左右，所以對于車輛5的距離測量并不需要十分的精確)，通過移動設備與各藍牙基站2之間的通訊，獲取移動設備藍牙信號的信號強度，達到時間，以及獲取的信號相位，可以通過信號衰減的數(shù)學模型以及時間和接收到的強度以及相位，加之一定的數(shù)學模型修正，算出設備與接入點之間的距離。

關于RSSI(Received Signal Strength Indication接收的信號強度指示)技術，需要測量得到數(shù)據(jù)后進行一些數(shù)學修正和擬合。依照模型進行計算。

1、路徑損耗模型

在自由空間傳播時，無線信號強度隨著距離的α次冪而降低，稱之為距離功率斜率或者路徑損耗斜率。如果發(fā)送功率是P_t經(jīng)過d米距離后，信號強度將與P_td^-α成比例。由于信號強度在空間中隨著距離的α次方進行衰減，當發(fā)送信號時，信號會在各個方向上傳播。在半徑為d的球面上，信號強度密度等于發(fā)射的總信號除以球的面積4πd²，考慮到電波頻率，有額外的損耗，即發(fā)射功率與接收功率之間的最終關系如下：

$\frac{P_t}{p_r}=G_t{G}_r{\left(\frac{\mathrm{\λ}}{4\mathrm{\π}d}\right)}^{\mathrm{\α}}$

其中G_t和G_r分別為從發(fā)送器到接收器方向上的發(fā)送天線增益和接收天線增益；d是發(fā)送器和接收器之間的距離；載波波長λ＝c/f；c是在自由空間中的光速(3*10⁸m/s)；f是無線載波頻率。如果把P₀＝P_tG_tG_r(λ/4π)²作為第一米(d＝1m)的接收信號強度，就可以重寫方程：

$P_r=\frac{P_0}{d^{\mathrm{\α}}}$

以分貝形式表示：

10lg(P_r)＝10lg(P₀)-10αlg(d)

這里對數(shù)底數(shù)為10，表示在自由空間中作為距離函數(shù)的信號強度每10倍頻程的損耗為10αdB，或者每2倍頻程的損耗為6dB。作為距離函數(shù)的傳輸時延為τ＝d/c＝3dns/m。

2、陰影衰落

同時，根據(jù)周圍環(huán)境和物體位置的不同，接收信號的強度的也會發(fā)生變化。上述公式給出的是發(fā)送器與接收器距離為d時求信號強度平均值的有效方法。實際的接收信號強度多接近于這個平均值。這種因為位置不同而導致的信號強度變化的現(xiàn)象通常稱之為陰影衰落。為了對路徑損耗進行修正，添加一個隨機分量：

10lg(P_r)＝10lg(P₀)-10αlg(d)+X

這個X是取決于衰落分布的隨機分量。實驗測試和仿真結構表明，這個隨機分量可表示成對數(shù)正態(tài)分布隨機分量。

$p\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}\exp \[-\frac{{(x-a)}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}\]$

其中，a為平均接收信號強度，σ為標準偏差。X是一個零均值的高斯隨機變量，一般認為在對信號進行平均運算處理的時候可以消掉，因此可以忽略。

3、多徑效應

多徑衰落是由于沿著不同路徑達到的信號相加而產(chǎn)生的。多徑衰落會導致信號幅度的波動，這是因為不同相位達到的信號相加造成的。導致相位不同的原因是信號沿著不同的路徑運行了不同的距離，因此信號相位的變化很快。為了獲取這樣的波形，可以按時間生成接收信號的柱狀圖。從柱狀圖得到密度函數(shù)，代表了接收信號強度波動值的分布。常見的多經(jīng)衰落分布如下：

$f_{ray}\left(r\right)=\frac{r}{{\mathrm{\σ}}^2}\exp (-\frac{r^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}),r\≥0$

根據(jù)上述模型，對距離-損耗公式進行修正，得到：

$P=P_0+10\mathrm{\α}\lg \[\frac{d}{d_0}\]+\mathrm{\ζ}$

其中P為接收信號強度，P₀為參考位置強度，d₀為參考距離(一般取一米)，α為距離損耗參數(shù)，ζ為遮蔽因子(陰影衰落)，視均值為零，均方差為σ的正態(tài)隨機分量。同時ζ為與傳播距離無關的隨機分量，即相同的傳播距離，可被測到的損耗完全不同，所以對上述模型再次修正：

$P=P_0+10\mathrm{\α}\lg \[\frac{d+\mathrm{\υ}}{d_0}\]+\mathrm{\ζ}$

ν看作距離估計誤差，其均值為0，均方差為σ_ν，且σ_ν取值極小的正數(shù)，滿足并不足以影響ζ的分布，于是真實距離為真實距離與測量距離之間滿足通過服務端對數(shù)據(jù)的實時換算可以得到車輛與藍牙基站之間的距離。

隨后將得到的距離信息實時傳輸?shù)椒斩?進行更新，當這個距離達到預設的一個范圍(約3到8米)時，即車輛與對應車位鎖3的距離到達一個大致范圍內(nèi)(約2到9米)時，服務端1向藍牙基站2發(fā)送請求，藍牙基站2得到該請求后向指定車位鎖3發(fā)送一個射頻信號，車位鎖3在接收到該信號以后，通過電機的轉動控制懸臂，開啟車位鎖3，使得車輛5無需任何操作就能將車輛駛入到所選定的車位6當中。

本發(fā)明對于有預約的車位進行自動上鎖，路過的車輛也可以將車輛停放其中。同時，為了避免車輛的誤停放，本發(fā)明利用更加智能的方案，通過檢測指定車輛與指定車位的距離，當距離達到特定值時才控制車位鎖打開，這樣有效的避免了車輛誤停放的問題。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內(nèi)容。