專利名稱：基于GPS和Zigbee的雙備份無線車輛定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下停車場(chǎng)的車輛定位方法，特別涉及基于Zigbee與GPS的車輛位置信息定位、車輛信息的GIS顯示、誘導(dǎo)以及基于GIS的車輛信息動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示。
背景技術(shù)：
近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有車族的數(shù)量急劇增加，停車場(chǎng)車位的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上車輛的增長(zhǎng)，因此，泊車成為廣大 司機(jī)朋友的一大難題。我們經(jīng)?？梢钥吹酵＼噲?chǎng)出入口處車滿為患，車輛出入高峰期堵車現(xiàn)象非常嚴(yán)重，造成了時(shí)間的浪費(fèi)。有時(shí)即便有空閑車位，由于停車場(chǎng)面積過大，車位眾多，司機(jī)根本無法判斷可以停車的具體位置，甚至出入停車場(chǎng)也有很大困難。作為用戶，我們?cè)谶M(jìn)入停車場(chǎng)之前，希望知道空閑車位信息；進(jìn)入停車場(chǎng)后，希望及時(shí)找到車位。作為停車場(chǎng)管理者，我們不但需要掌握車輛的實(shí)時(shí)?？啃畔?，有時(shí)還需要查詢車輛的歷史停放信息?；谝陨戏治?，現(xiàn)需要一套全方位的車輛定位系統(tǒng)，來提示司機(jī)空閑車位數(shù)和目標(biāo)位置信息，并讓管理員實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛?？壳闆r和查詢歷史停放信息。很多大型停車場(chǎng)停車位多達(dá)數(shù)千個(gè)，對(duì)于車輛進(jìn)出的誘導(dǎo)，停車位空置情況的監(jiān)控，利用以往有線布線加一些傳感器監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控模式日益不符合要求。目前有ー份公開號(hào)為CN101403617A的專利，該專利采用了基于GPS的智能停車的導(dǎo)航系統(tǒng)，但是GPS信號(hào)往往在地下停車場(chǎng)很微弱，時(shí)斷時(shí)續(xù)。而在申請(qǐng)?zhí)枮?00910041781.8的發(fā)明專利中，也未給出是否能在地下停車場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)在專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010246508. I中，則未說明采用該方法設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng)是否能在地下停車場(chǎng)中可用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于GPS和Zigbee的雙備份無線車輛定位系統(tǒng)，在地下停車場(chǎng)采用兩種信號(hào)無線傳輸方式，保證了可實(shí)時(shí)無誤地獲得車輛定位信息，同時(shí)把GIS技術(shù)應(yīng)用到車輛定位于誘導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，這樣車輛駕駛?cè)藛T可通過大屏幕上的基于地圖式的顯示界面直觀地看到車輛的位置以及智能化的車輛誘導(dǎo)路線。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的基于GPS和Zigbee的雙備份無線車輛定位系統(tǒng)，包括車載終端3、協(xié)調(diào)器2與定位及地圖化顯示軟件1，車載終端3通過協(xié)調(diào)器2將采集到的車輛信息通過USB總線與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)上安裝有定位及地圖化顯示軟件1，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車輛信息的基于GIS格式的地圖顯示軟件；所述的車載終端3負(fù)責(zé)獲取GPS信息和Zigbee信息，包括采集傳輸器4、主控制器5和米集器6,米集傳輸器4具有兩個(gè)功能一個(gè)功能是負(fù)責(zé)米集Zigbee數(shù)據(jù)；另ー個(gè)功能是負(fù)責(zé)把封裝后的Zigbee命令和GPS指令傳輸給協(xié)調(diào)器2，主控制器5負(fù)責(zé)把采集器6采集的GPS信息進(jìn)行封裝后轉(zhuǎn)發(fā)給采集傳輸器4 ;采集器6負(fù)責(zé)通過GPS獲取車輛的位置信
O
所述的協(xié)調(diào)器2實(shí)現(xiàn)從車輛終端3獲取車輛信息，然后通過USB接口上傳給計(jì)算機(jī)。所述的定位及地圖化顯示軟件I安裝于計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)通過車載終端3采集、協(xié)調(diào)器2傳輸過來的車輛位置信息的采集，以及位置信息的可視化地圖形式顯示、保存和查詢功能。本發(fā)明的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)為(I)采用了雙備份的車輛定位方法，ー種是GPS，可以保證可靠地獲取車輛的具體位置；另外ー種是Zigbee，當(dāng)在地下停車場(chǎng)沒有GPS信號(hào)吋，車載終端3自動(dòng)切換到Zigbee模塊，來定位車輛的位置。 (2)采用所設(shè)計(jì)的車位定位算法可以很準(zhǔn)確地定位車輛所在的車位，位置定位精度在O. 5米。(3)基于GIS技術(shù)并以地圖化的形式實(shí)時(shí)跟蹤并顯示車輛的位置。(4)以圖形化的形式實(shí)時(shí)顯示車位的使用狀況，實(shí)時(shí)誘導(dǎo)車輛的停放。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明中車載終端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明中車輛定位與顯示軟件。圖4a、4b是本發(fā)明中車輛與車位的兩種關(guān)系示意圖。圖5是本發(fā)明的軟件流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和方法作詳細(xì)敘述。參照?qǐng)D1，基于GPS和Zigbee的雙備份無線車輛定位系統(tǒng)，包括車載終端3、協(xié)調(diào)器2與定位及地圖化顯示軟件1，車載終端3通過協(xié)調(diào)器2將采集到的車輛信息通過USB總線與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)上安裝有定位及地圖化顯示軟件1，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車輛信息的基于GIS格式的地圖顯示軟件；參照?qǐng)D2，所述的車載終端3負(fù)責(zé)獲取GPS信息和Zigbee信息，它包括采集傳輸器4、主控制器5和米集器6,米集傳輸器4模塊具有兩個(gè)功能一個(gè)功能是負(fù)責(zé)米集Zigbee數(shù)據(jù)；另ー個(gè)功能是負(fù)責(zé)把封裝后的Zigbee命令和GPS指令傳輸給協(xié)調(diào)器；主控制器5負(fù)責(zé)把采集器6采集的GPS信息進(jìn)行封裝后轉(zhuǎn)發(fā)給采集傳輸器4 ;采集器6主要負(fù)責(zé)通過GPS獲取車輛的位置信息。參照?qǐng)D3，所述的定位及地圖化顯示軟件I包括定位信息采集程序101、定位算法102以及車輛位置的地圖化顯示程序103 ;定位信息采集程序101負(fù)責(zé)收集解碼從協(xié)調(diào)器2傳輸過來的車輛位置信息，定位算法102根據(jù)如下的原理進(jìn)行車位的精確定位。本發(fā)明的工作原理如下當(dāng)采用Zigbee定位方法時(shí)采用RSSI三邊定位算法來實(shí)現(xiàn)定位的。車載終端3獲取了車輛的具體地位位置后，車載終端3通過協(xié)調(diào)器2將采集到的車輛信息通過USB總線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)上安裝有定位及地圖化顯示軟件1，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車輛信息的基于GIS格式的地圖顯示軟件；需要根據(jù)所設(shè)計(jì)的車位定位算法可以很容易判斷車輛所到達(dá)的車位位置，并通過對(duì)車輛的定位確定停車場(chǎng)的空置情況、車輛的進(jìn)出情況、每個(gè)車輛的具體停放車位，這樣可以誘導(dǎo)新入停車場(chǎng)的車輛，選擇最佳的停車位置。車位的判斷方法如下參照?qǐng)D4，利用RSSI三邊定位法得到車輛在停車場(chǎng)的空間X，y坐標(biāo)后還不能確定在哪個(gè)車位上。若想知道具體的車位信息，只需判斷車輛的X，I坐標(biāo)與四邊形車位的關(guān)系即可，車輛與車位的關(guān)系如圖4所示。在圖4中A(x, y)、B(x, y)、C(x, y)、D(x, y)分別是某個(gè)車位的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，0(x, y)代表車所在的位置，若各部分的面積S之和大于車位的總面積S，即SA0B+SB0C+SD0C+SA0D〉Sabcd則說明O點(diǎn)在四邊形AB⑶以外。否則就認(rèn)為汽車就在車位內(nèi)。這種方法無論是對(duì)于矩形車位還是現(xiàn)在常見的平行四邊形車位均適用。參照?qǐng)D5，給出了定位及地圖化顯示軟件的設(shè)計(jì)流程。通過在專用地圖描述工具mapinfo下畫出車庫的地圖，然后通過設(shè)計(jì)的軟件給出進(jìn)入車庫車輛的具體車位信息、車庫所有車位的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示圖、進(jìn)入車庫車輛的實(shí)時(shí)路線誘導(dǎo)功能。參照?qǐng)D5，在獲取車輛的具體車位信息后，為了把車位信息直觀地顯示在監(jiān)控室的 計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)了定位及地圖化顯示軟件1，該軟件在實(shí)現(xiàn)車輛位置信息顯示時(shí)采用了 GIS技術(shù)，在LabVIEW環(huán)境下利用ActiveX容器加載MapX組件后，則在Mapinfo軟件下畫的車庫地圖動(dòng)態(tài)顯示，并可以實(shí)現(xiàn)在車庫地圖上進(jìn)行漫游、跟蹤車輛的活動(dòng)軌跡，同時(shí)還可以回放車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡。
權(quán)利要求
1.基于GPS和Zigbee的雙備份無線車輛定位系統(tǒng)，其特征在于，包括車載終端(3)、協(xié)調(diào)器(2)與定位及地圖化顯示軟件(1)，車載終端(3)通過協(xié)調(diào)器(2)將采集到的車輛信息通過USB總線與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)上安裝有定位及地圖化顯示軟件(I)，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車輛信息的基于GIS格式的地圖顯示軟件； 所述的車載終端(3)負(fù)責(zé)獲取GPS信息和Zigbee信息，包括采集傳輸器(4)、主控制器(5)和采集器(6)，采集傳輸器(4)具有兩個(gè)功能一個(gè)功能是負(fù)責(zé)采集Zigbee數(shù)據(jù)；另一個(gè)功能是負(fù)責(zé)把封裝后的Zigbee命令和GPS指令傳輸給協(xié)調(diào)器(2)，主控制器(5)負(fù)責(zé)把采集器(6)采集的GPS信息進(jìn)行封裝后轉(zhuǎn)發(fā)給采集傳輸器(4);采集器(6)負(fù)責(zé)通過GPS獲取車輛的位置信息； 所述的協(xié)調(diào)器(2)實(shí)現(xiàn)從車輛終端(3)獲取車輛信息，然后通過USB接口上傳給計(jì)算機(jī)； 所述的定位及地圖化顯示軟件(I)安裝于計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)通過車載終端(3)采集、協(xié)調(diào)器(2)傳輸過來的車輛位置信息的采集，以及位置信息的可視化地圖形式顯示、保存和查詢功能。
全文摘要
基于GPS和Zigbee的雙備份無線車輛定位系統(tǒng)，包括車載終端、車載終端通過協(xié)調(diào)器通過USB總線與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)上安裝有定位及地圖化顯示軟件；車載終端獲取了車輛的具體地位位置后，車輛定位終端通過協(xié)調(diào)器將采集到的車輛信息通過USB總線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)上安裝有定位及地圖化顯示軟件，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車輛信息的基于GIS格式的地圖顯示軟件。本發(fā)明在地下停車場(chǎng)采用兩種信號(hào)無線傳輸方式，保證了可實(shí)時(shí)無誤地獲得車輛定位信息，同時(shí)把GIS技術(shù)應(yīng)用到車輛定位于誘導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，這樣車輛駕駛?cè)藛T可通過大屏幕上的基于地圖式的顯示界面直觀地看到車輛的位置以及智能化的車輛誘導(dǎo)路線。
文檔編號(hào)G08G1/123GK102867432SQ20121035874
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者賈惠芹, 黨瑞榮 申請(qǐng)人:西安石油大學(xué)