一种停车位网络监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种停车位网络监控系统，该系统由机电部分和测控系统二部分构成，其中机电部分是车位道闸和步进电机；测控系统包括微机、无线单片机、LED显示屏、电机驱动模块、语音模块、摄像头、喇叭、地磁传感器和客户端。本发明能实现停车位的在线检测、在线动态分配和在线控制的网络监控系统，车主可以在线预订、实时查询和获取停车位。解决了目前停车场无序停车、车位使用管理效率低、人性化服务水平差等问题。
【专利说明】一种停车位网络监控系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一种停车位网络监控系统，属于城市静态交通设施装备领域，用于停车位的在线检测、在线动态分配和在线控制的网络监控系统，车主可以在线预订、实时查询和获取停车位。
【背景技术】[0002]媒体经常报道北京、上海等地出现乱停车、乱收费问题，一直是个老大难问题，持续了多年一直无法解决，其中一个重要原因就是在城市的动态交通快速发展情况下城市的静态交通发展却相对滞后。动态交通是指由于出行而产生的行驶在各等级道路上的不同车型、不同行驶路线的车辆组成的交通流的总体状况。静态交通是指车辆为完成不同的出行目的或保管而产生的在不同区域、不同停放场所的停放状态。动态交通与静态交通相辅相成，必须保持平衡，才能共同维护着城市交通系统的正常运转。在目前北京、上海等大城市的道路交通管理实践中，往往只重视对城市动态交通的规划设计，而忽视了对车辆停放等静态交通的规划投入和建设，最终导致城市交通拥挤、堵塞、事故频发。
[0003]静态交通的核心问题是停车设施和系统的革新。随着科技的进步，电子技术、计算机技术、通讯技术不断地向各种领域渗透，智能化立体车库也逐渐走进我们的视野，虽然这可以在一定程度上节约土地，节省投建停车场的成本，增加停车位，但是我国智能化立体车库的应用还没有普及，只是在一些大城市里有初步的应用，应用最多的还是自走式停车场。目前停车场内部车位的有序化管理仍是一个空白，停车场无序停车、车位使用管理效率低、人性化服务水平差等问题困扰着广大车主。
[0004]智能停车场系统主要需要解决以下几个问题。第一，无障碍停车；第二，自动搜索、显示停车场内的空闲停车位；第三，对进入停车场的车辆进行停车诱导，避免车辆在场内无序流动，出现停车场交通拥堵状况；第四，自动对进出停车场的车辆进行收费管理；第五，自动分析停车场不同时期的车流量，指导优化停车场资源配置；第六，对停车场内的车辆进行在位监控和安全管理。
[0005]现有的智能停车场系统主要以感应卡、IC卡或ID卡为载体，当车辆行驶到入口或出口时，将卡片靠近读卡器，系统在获取读卡器上传的持卡人信息后，按照预先写好的程序对车辆进行进出管理。这种方式可以实现停车场管理功能，但不能实现不停车收费，入口通行效率较低，并且由于车辆进出时需要停车刷卡，驾驶人员操作起来具有一定的难度，一旦没有停好容易引发车辆刮擦事故。也有利用模式识别自动识别车牌，从而获取车辆信息，实现停车场自动管理，该方法不需要停车刷卡，减速即可进出停车场，但车牌识别的准确率会受到光照、天气、车身污染等外在因素的影响，误识别率较高。
[0006]国内外对比研究发现，在当今国际上，美国、英国、澳大利亚、德国以及亚洲的日韩等国在停车场设备的研究与开发过程中走在世界前列。八十年代以来，世界上这些发达国家纷纷投入智能交通系统(ITS)的研究与开发，并已经形成二十一世纪交通运输系统的发展方向。随着汽车的普及化，静态交通管理在智能交通系统中所占的比重日趋加大，将集散控制技术引入车位管理系统是系统智能化发展的必然趋势。国内外静态交通方面代表性研究成果主要有:
[0007]2007年6月周兆丰的论文《基于zigbee网络的智能停车场系统中低频唤醒技术的研究》，提出了一种不停车zigbee标签唤醒技术，设计了低频唤醒电路，可大大降低接收端标签的功耗，但无法实现停车位的远程网络预订和监控。
[0008]2010年6月张水峰的论文《智能停车场管理及远程监控系统设计》，应用了射频技术和牌照识别技术，但射频识别距离短，成本高，且牌照识别技术受环境影响很大，误识别
率比较高。
[0009]2010年11月吴志红和杨跃臣的论文《嵌入式停车场管理系统》，提出了采用基于裁剪的Iinux内核的操作系统，并且利用QT/E技术和MVC模式实现了基于C/S架构的终端交互，客户端与服务器采用心跳信号(互联的双方中的一方，每隔固定的时间向另一方发送一个很小的数据包，另一方根据需要确定在收到数据包之后是否回复一个很小的数据包。每隔固定时间是很难达到的一个条件，实际情况是不超过某个时间间隔)保证稳定连接，利用串口多线程技术实现数据采集，但还不能较好地实现多车位的监控管理，且C/S架构的系统不能实现基于web浏览器的界面管理，不便于车主远程查询和获取车位信息。
[0010]2012年5月杨登强和王玉洁的论文《基于ZigBee技术的智能停车场系统研究》，提出了采用125kHz激励器唤醒载有2.4GHz高频电子标签以及语音播报模块的车载单元，结合红外线反射性传感器和CC2530实现停车定位，并通过ZigBee无线通信网络实现车辆和控制中心的交互，但还无法实现通过远程网络查询和预定车位，此外利用红外线反射性传感器有可能误判车位状态。
[0011]2012 年 9 月 Yanfeng Geng 和 Christos G.Cassandras 的论文《A new “SmartParking” System Infrastructure and Implementation》，提出了一种基于车位状态探测，利用混合型整数线性规划(MILP)优化分配空闲车位，保证车俩的最优存车路径、最短停车时间和最少停车费用，有助于减少停车场的停车堵塞问题和环境污染等，但用RFID和GPS定位技术以及CDMA蜂窝通信技术成本过高，不适于大面积普及和推广。
[0012]总之，目前我国在静态交通监控管理方面才刚刚起步，车位的集散化控制研究还是空白。从智能停车场现场通讯方式看，早期主要有串行的RS485总线、CAN总线或以太网Ethernet。近期的停车场监控管理系统开始运用RFID射频通信、CDMA蜂窝通信和zigbee等无线通信技术。REID射频技术成本比较高，而且通信距离有限，随着射频距离的增大成本也会增大，要配备昂贵的专门读写器；CDMA蜂窝通信则需要很多大型基站等基础设施，国内某些大型企业可以提供这种通信服务，成本比较高。zigbee技术则不同，可实现自组网，虽然没有CDMA传输数据量大，但是在停车场的应用中，zigbee模块只是传递传感器状态和一部分命令，完全满足应用要求，且成本低廉，通信可靠。
【发明内容】
[0013]本发明针对目前停车位监控技术落后，无法实现高效、便捷的停车服务的情况，提供了一种低成本的停车位网络监控系统。
[0014]本发明所述的停车位网络监控系统的技术方案是:由机电部分和测控系统二部分构成，其中机电部分主要是车位道闸和步进电机；测控系统主要包括微机、无线单片机、LED显示屏、电机驱动模块、语音模块、摄像头、喇叭、地磁传感器和客户端。微机通过串口与作为zigbee协调器的无线单片机相连,通过网口接入internet网络；摄像头通过USB 口与微机相连；作为zigbee终端的无线单片机通过PO 口与道闸电机驱动模块相连，通过Pl 口与地磁传感器相连，通过PO 口与语音模块相连，喇叭与语音模块相连；作为zigbee协调器的无线单片机通过Pl 口与道闸电机驱动模块相连；作为zigbee路由器的无线单片机通过Pl口与LED显示屏相连；客户端通过接入internet网络，对网络服务器访问；
[0015]其中，电机驱动模块连接步进电机，步进电机通过传动系统控制道闸升降；无线单片机通过PO或者Pl 口连接电机驱动模块，PO或者Pl 口输出高低脉冲，通过电机驱动模块控制步进电机转动方向和转动速度，进而自由控制道闸升降，实现出入口道闸的自由控制；
[0016]微机，是网络服务器和数据库系统的一体机，通过串口接收来自zigbee协调器的停车场实时数据，通过USB 口接收摄像头的图像数据并转化为字符数据，通过数据库存储和实时更新这些数据，通过网络服务器再把实时数据从数据库提取出来发布到网页上。反过来，客户通过网页注册登录或者预定车位的信息数据，也可以通过网络服务器存入数据库，zigbee协调器通过串口提取数据库里的信息数据，实现现场的验证或者激活操作等；
[0017]客户端是安装有web浏览器的终端，如电脑、手机等，客户通过客户端浏览器注册、登录停车场网站实时的查询停车场车位信息，也可实现提前预定车位；
[0018]LED显示屏可以引导现场停车车主准确停车，避免拥堵；
[0019]电机驱动模块可准确控制出入口道闸的升降，实现停车场出入控制；
[0020]语音模块可准确控制喇叭播报需要的语音内容；
[0021]摄像头主要用于采集二维码图片，实现通过验证二维码控制出入；
[0022]喇叭可实时语音提示出入口车主如何操作才能正常进入或离开；
[0023]地磁传感器通过探测车俩经过或停驻时的地磁场变化，识别车辆。
[0024]本发明所述的停车位网络监控系统，其微机特征是:
[0025](I)操作系统。软件系统基于双操作系统,除了基于windows的操作系统,还基于Iinux内核的操作系统——UBUNTU0 UBUNTU是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。
[0026](2)集成环境和开发语言。无线单片机终端程序、无线单片机路由程序和无线单片机协调器程序在WINDOWS操作系统下，用IAR FOR C51系列开发软件设计开发，开发语言是c语言；其他软件都是在UBUNTU操作系统下设计开发，软件开发集成环境是MySQL关系数据库和Apache2网络服务器，开发语目包括sql语目、linux c语目和PHP语目。
[0027](3)微机串口交互。采用linux c语言，实现MYSQL数据库和作为zigbee协调器的无线单片机之间的串口数据交互，具体包括:初始化程序，设置串口参数；串口打开程序，实现通信；读写数据库循环程序，采用多线程编程实现数据库读写，其中，读数据库线程和写数据库线程互相独立，互不干扰。读数据库线程实时监控读取数据库目标数据；写数据库线程可以把车位信息状态变化随时写入数据库，实现数据库数据实时更新。
[0028](4)微机二维码生成解析。采用linux c和PHP语言，开发在网页上生成二维码图片程序:首先提取客户在网页上输入的验证信息，调用二维码生成库，分析验证信息的字符串，画出PNG格式的二维码图片，而后输出图片，在网页上显示，并同时把验证信息存入数据库。用linux c语言，开发实现二维码的解析程序:首先提取摄像头采集到的保存为PNG格式的二维码图片，调用二维码解析库，分析二维码图片的构成信息，输出字符串信息，即验证信息。
[0029]本发明所述的停车位网络监控系统，其无线单片机特征是:
[0030](I)作为zigbee协调器的无线单片机，用c语言开发实现协调功能，包括:初始化，而后构建zigbee网络并不间断探测空中是否有申请入网的终端或路由信号，一旦发现有信号申请，与终端或路由建立连接，开始通信；根据串口收到的命令信息调用电机控制函数实现电机控制，也可以通过串口发送信息给微机。
[0031](2)作为zigbee路由器的无线单片机，用c语言开发实现路由功能，包括:初始化，而后使单片机向空中发送申请入网信号，加入协调器构建主网络，获得网络地址；然后进入无线监控状态，监控空中是否有申请入网的终端或路由器信号，一旦发现有终端或路由器信号，就使终端或路由器加入此路由的子网络，以实现路由的数据传递功能。根据无线接收到的命令信息实现传递或者调用LED显示函数实现LED显示引导。
[0032](3)作为zigbee终端的无线单片机，根据终端连接件的不同，又分为传感器信息采集终端、步进电机控制终端和车载卡终端，用c语言开发实现相关功能，包括:初始化，而后向空中发送申请入网信号，而后加入协调器构建的主网络或者路由器构建的子网络，获得网络地址，建立通信，最后发送命令和状态。其中，传感器信息采集终端根据协调器无线发送的命令，上传传感器检测得到的信息；步进电机控制终端根据协调器发来的命令，控制步进电机正反转，以打开关闭道闸；车载卡终端由按键触发程序复位，然后上传车载卡车主身份信息到协调器，经协调器验证后，协调器发出步进电机控制命令，打开道闸。
[0033]本发明所述的停车位网络监控系统，对于临时停车车主，使用操作流程是:
[0034](I)注册。通过网页注册临时会员并登录，将信息存入数据库。
[0035](2)预定车位。当车主预订车位登录网页时，网页显示子区域状态，剩余车位数量，临时停车车主可提交停车申请和验证信息，即可获得预定车位，网页返回一张由验证信息生成的QR 二维码图片及行车指引，车主手机保存网页和二维码图片。
[0036](3)停车。当车主来到停车场需要停车时，在现场入口的摄像头前扫描手机上QR二维码图片，即可打开道闸，进入停车场，通过LED引导屏的指示和网页的行车指引下来到指定子区域，由于二维码信息验证时，已经远程激活子区域入口道闸开关，车辆来到子区域入口触发传感器，即可打开子区域道闸，进入停车。
[0037](4)离开。车主驾车离开停车场时，经过子区域内侧的地磁传感器时导致磁场变化，就会触发此传感器状态改变，电机终端打开出口道闸，车辆即可离开子区域，来到主出口，在出口摄像头下扫描二维码，微机自动计算俩次扫描时间和费用，车主手工缴费后，管理员打开道闸放行。
[0038]本发明所述的停车位网络监控系统，对于带有车载卡的长期停车车主，使用操作流程是:
[0039](I)注册。通过网页注册为正式会员，将资料上传至服务器，服务器把验证信息传入固定车载卡，下发给车主。
[0040](2)预定车位。车主根据正式会员账号和密码登陆网站，预定车位。
[0041](3)停车。车主持车载卡到入口处，按键触发车载卡，车载卡无线上传验证资料至协调器，经验证后协调器即可打开道闸放入车辆，通过LED引导屏的指示和网页的行车指引下来到指定子区域，由于车载卡在入口信息验证时，已经远程激活子区域入口道闸开关，车辆来到子区域入口触发传感器，即可打开子区域道闸，进入停车。
[0042](4)离开。车主驾车离开停车场时，经过子区域内侧的地磁传感器时导致磁场变化，就会触发此传感器状态改变，电机终端打开出口道闸，车辆即可离开子区域，来到主出口，按键触发车载卡，车载卡无线上传验证资料至协调器，经验证后自动扣除费用，更新数据库信息，而后自动打开道闸，车辆不停车即可离开停车场。
[0043]本发明所述停车位网络监控系统与现有停车位监控系统相比，有以下特点:
[0044](I)网络监控系统能对所有车位集中管理，也能分散控制每个区域。
[0045](2)用无线通信代替有线通信，避免了布线复杂性。
[0046](3)在电脑和手机客户端上，通过浏览器来获取车位信息，提高便利性。
[0047](4)针对固定停车和临时停车分别管理，可满足不同车主的停车需求。
[0048](5)利用车载卡，实现了无障碍停车。
[0049](6)用LED显示屏引导停车，避免车俩无序流动，减少堵塞，提高效率。
[0050](7) 二维码可减少感应卡等载体的使用，节省材料。
[0051](8)系统基于B/S架构，采用基于Iinux内核操作系统的LAMP组合开发数据库、网页及网站，Iinux是完全开源的系统，不需要任何收费，系统成本极低；而且Iinux是类unix操作系统，非常适合作为服务器应用，稳定高效且容易维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0053]图1是本发明停车位网络监控系统整体结构；
[0054]图2是本发明车俩入场示意图；
[0055]图3是本发明车俩出场示意图；
[0056]图4是本发明停车场平面布局简图；
[0057]图5是本发明子区域结构布局简图；
[0058]图6是本发明子区域入口示意图；
[0059]图7是本发明子区域出口示意图；
[0060]图8是本发明车俩进入停车场流程图；
[0061]图9是本发明车俩离开停车场流程图。
【具体实施方式】
[0062]停车场面积有4万平方米，总共划分为32个子区域，每个子区域面积有600平方米，内设有16个停车位。
[0063]如图1所示，本发明所述的停车位网络监控系统整体结构，由机电部分和测控系统二部分组成。其中，机电部分主要是车位道闸和步进电机；测控系统主要包括微机、无线单片机、LED显示屏、电机驱动模块、语音模块、摄像头、喇叭、地磁传感器和客户端。
[0064]微机通过串口与作为zigbee协调器的无线单片机相连,通过网口接入internet网络；摄像头通过USB 口与微机相连；作为zigbee终端的无线单片机通过PO 口与道闸电机驱动模块相连，通过Pl 口与地磁传感器相连，通过PO 口与语音模块相连，喇叭与语音模块相连；作为Zigbee协调器的无线单片机通过Pl 口与道闸电机驱动模块相连；作为zigbee路由器的无线单片机通过Pl 口与LED显示屏相连；客户端通过接入internet网络，对网络服务器访问；
[0065]其中，电机驱动模块连接步进电机，步进电机通过传动系统控制道闸升降；无线单片机通过PO或者Pl 口连接电机驱动模块，PO或者Pl 口输出高低脉冲，通过电机驱动模块控制步进电机转动方向和转动速度，进而自由控制道闸升降，实现出入口道闸的自由控制；
[0066]微机，是网络服务器和数据库系统的一体机，通过串口接收来自zigbee协调器的停车场实时数据，通过USB 口接收摄像头的图像数据并转化为字符数据，通过数据库存储和实时更新这些数据，通过网络服务器再把实时数据从数据库提取出来发布到网页上。反过来，客户通过网页注册登录或者预定车位的信息数据，也可以通过网络服务器存入数据库，zigbee协调器通过串口提取数据库里的信息数据，实现现场的验证或者激活操作等；
[0067]客户端是安装有web浏览器的终端，如电脑、手机等，客户通过客户端浏览器注册、登录停车场网站实时的查询停车场车位信息，也可实现提前预定车位；
[0068]LED显示屏可以引导现场停车车主准确停车，避免拥堵；
[0069]电机驱动模块可准确控制出入口道闸的升降，实现停车场出入控制；
[0070]语音模块可准确控制喇叭播报需要的语音内容；
[0071]摄像头主要用于采集二维码图片，实现通过验证二维码控制出入；
[0072]喇叭可实时语音提示出入口车主如何操作才能正常进入或离开；
[0073]地磁传感器通过探测车俩经过或停驻时的地磁场变化，识别车辆。
[0074]如图2、3、4、5、6、7所示，本发明所述的停车位网络监控系统，其机电部分作用及位置特征是:主出入口道闸分布在停车场的主入口，主要作用是验证车主身份，控制相关车辆的进出；子区域道闸分布在各个子区域的出入口，主要作用是防止车辆进入停车场后乱停车，避免管理的混乱。
[0075]如图2所示，本发明所述的停车位网络监控系统，其主入口机电部分工作特点是:当车辆进入触发地磁传感器，喇叭提示车主扫描二维码或按键触发车载卡，车主做相应操作后，微机接收处理和验证相关信息，通过zigbee协调器CC2430无线单片机控制步进电机控制终端正转，打开道闸，车俩进入后，触发另一侧地磁传感器，上传传感器采集的信息，zigbee协调器CC2430无线单片机控制步进电机控制终端反转，关闭道闸。
[0076]如图3所示，本发明所述的停车位网络监控系统，其主出口机电部分工作特点是:车载卡车主在出场时，无需停车，只需按键触发车载卡，车载卡上传信息至微机，微机验证并计算时间自动扣费后，自动打开道闸放行车辆；临时车主在出场时，则需要在出口处停车扫描二维码，微机解析二维码获得相关信息，验证并计算时间给出应缴费用，车主缴完费用，由管理员手动打开出口道闸放行车辆。
[0077]如图6所示，本发明所述的停车位网络监控系统，子区域道闸主要作用防止车俩进入停车场后乱停车，其子区域出口部分机电工作特点是:当车主在主入口验证相关信息时，把从网上预定的车位信息已经上传主机，主机通过zigbee协调器CC2430无线单片机传送激活道闸开关状态信息给相应子区域的控制电机终端，道闸开关状态激活为开后，只有当车俩进入子区域，触发入口外侧地磁传感器，道闸才会打开，进入后，触发内侧传感器，道闸关闭，同时，激活的道闸开关状态复位为关。
[0078]如图7所示，本发明所述的停车位网络监控系统，其子区域出口部分机电工作特点是:车俩离开子区域时，只要触发内侧传感器，道闸打开，车俩离开，触发外侧传感器，道闸关闭。
[0079]如图2、3、4、6、7所示，本发明所述的停车位网络监控系统，其测控系统硬件主要是由微机I台、cc2430无线单片机40个、LED显示屏6个、摄像头2个，喇叭2个，132个地磁传感器组成。其中I个子区域有4个地磁传感器和2个CC2430无线单片机。
[0080]本发明所述的停车位网络监控系统，其测控系统硬件各部分作用及位置关系如下:微机主要作为网站用的web服务器和数据库服务器，以及集中控制无线网络终端和搜集状态信息等，安装在主出入口的控制室；摄像头主要作用是识别二维码并解析相关信息上传至微机，安装在主出入口，与微机相连；cc2430单片机作为zigbee协调器、路由器和终端组网实现无线通信，zigbee协调器与微机通过串口相连，整体控制整个无线网络路由及终端的设备和状态等信息的收集；zigbee路由器分布在整个停车场各个交叉路口，路由器不但转发信息，而且能控制指示牌显示需要的信息Pigbee终端分布在需要布置传感器和道闸的区域，可远程搜集传感器的状态信息，控制道闸的起降，以管理车辆，合理分配车位；LED引导显示牌主要作用是指引车辆准确停车或离开停车场；地磁传感器主要作用判断车俩是否到来和离去，分布在各个需要出入的路口，包括子区域和主要出入口 ；喇叭的主要作用是根据传感器的状态提醒车主相关操作，主要分布在主要出入口。
[0081]本发明所述的停车位网络监控系统，其微机特征是:
[0082](I)操作系统。软件系统基于双操作系统,除了基于windows的操作系统,还基于Iinux内核的操作系统——UBUNTU0 UBUNTU是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。Iinux内核操作系统是已经成熟的开源操作系统，lamp组合开发套件是基于Iinux的apache网络服务器、mysql数据库服务器和网页编程语言PHP，利用PHP开发基于B/S架构的web网站管理系统。
[0083](2)集成环境和开发语言。无线单片机终端程序、无线单片机路由程序和无线单片机协调器程序在WINDOWS操作系统下，用IAR FOR C51系列开发软件设计开发，开发语言是c语言；其他软件都是在UBUNTU操作系统下设计开发，软件开发集成环境是MySQL关系数据库和Apache2网络服务器，开发语目包括sql语目、linux c语目和PHP语目。
[0084](3)微机串口交互。采用linux c语言，实现MYSQL数据库和作为zigbee协调器的无线单片机之间的串口数据交互，具体包括:初始化程序，设置串口参数；串口打开程序，实现通信；读写数据库循环程序，采用多线程编程实现数据库读写，其中，读数据库线程和写数据库线程互相独立，互不干扰。读数据库线程实时监控读取数据库目标数据；写数据库线程可以把车位信息状态变化随时写入数据库，实现数据库数据实时更新。
[0085](4)微机二维码生成解析。二维码生成解析程序主要是提取摄像头录入的二维码解析为相关信息上传至微机，或者通过网页把车主信息生成二维码供车主下载。采用Iinuxc和PHP语言，开发在网页上生成二维码图片程序:首先提取客户在网页上输入的验证信息，调用二维码生成库，分析验证信息的字符串，画出PNG格式的二维码图片，而后输出图片，在网页上显示，并同时把验证信息存入数据库。用linux c语言，开发实现二维码的解析程序:首先提取摄像头采集到的保存为PNG格式的二维码图片，调用二维码解析库，分析二维码图片的构成信息，输出字符串信息，即验证信息。
[0086]本发明所述的停车位网络监控系统，其无线单片机特征是:
[0087](I)作为zigbee协调器的无线单片机，用c语言开发实现协调功能，包括:初始化，而后构建zigbee网络并不间断探测空中是否有申请入网的终端或路由信号，一旦发现有信号申请，与终端或路由建立连接，开始通信；根据串口收到的命令信息调用步进电机控制函数实现电机控制，也可以通过串口发送信息给微机。
[0088](2)作为zigbee路由器的无线单片机，用c语言开发实现路由功能，包括:初始化，而后使单片机向空中发送申请入网信号，加入协调器构建主网络，获得网络地址；然后进入无线监控状态，监控空中是否有申请入网的终端或路由器信号，一旦发现有终端或路由器信号，就使终端或路由器加入此路由的子网络，以实现路由的数据传递功能。根据无线接收到的命令信息实现传递或者调用LED显示函数实现LED显示引导。
[0089](3)作为zigbee终端的无线单片机，根据终端连接件的不同，又分为传感器信息采集终端、步进电机控制终端和车载卡终端，用c语言开发实现相关功能，包括:初始化，而后向空中发送申请入网信号，而后加入协调器构建的主网络或者路由器构建的子网络，获得网络地址，建立通信，最后发送命令和状态。其中，传感器信息采集终端根据协调器无线发送的命令，上传传感器状态信息；步进电机控制终端根据协调器发来的命令，实现步进电机正反转，以打开关闭道闸；车载卡终端由按键触发程序复位，上传车载卡车主身份信息到协调器，经协调器验证后，协调器调用步进电机控制命令，打开道闸。
[0090]如图8、9所示，本发明所述的停车位网络监控系统，对于临时停车车主，使用中车俩进入和离开停车场工作流程是:
[0091](I)注册。通过网页注册登录，注册为临时客户，将信息存入数据库。
[0092](2)预定车位。当车主预订车位登录网页时，网页显示子区域状态，剩余车位数量，临时停车车主可提交停车申请和验证信息，即可获得预定车位，网页返回一张由验证信息生成的QR 二维码图片及行车指引，车主手机保存网页和二维码图片。
[0093](3)停车。当车主来到停车场需要停车时，在现场入口的摄像头前扫描手机上QR二维码图片，即可打开道闸，进入停车场，通过LED引导屏的指示和网页的行车指引下来到指定子区域，由于二维码信息验证时，已经远程激活子区域入口道闸开关，车辆来到子区域入口触发传感器，即可打开子区域道闸，进入停车。
[0094](4)离开。车主驾车离开停车场时，经过子区域内侧的地磁传感器时导致磁场变化，就会触发此传感器状态改变，电机终端打开出口道闸，车辆即可离开子区域，离开时触发另一个传感器，道闸落下；车辆来到主出口，在出口摄像头下扫描二维码，激活出口道闸开关，微机自动计算俩次扫描时间间隔和费用，车主手工缴费后，手工触发道闸开关，车俩离开后，触发外侧传感器自动关闭道闸。
[0095]如图8、9所示，本发明所述的停车位网络监控系统，对于带有车载卡的长期停车车主，使用中车俩进入和离开停车场工作流程是:
[0096](I)注册。车主如果想长期在停车场停车，通过网页注册为正式会员，提交相关信息，将资料上传至服务器，服务器把信息传入固定车载卡，下发给车主，并预付一定停车费。[0097](2)预定车位。每次停车之前可用会员账号登陆网站，会有相关网页选项，如查询车位、预定车位、查询余额等。车主点击相关选项查询并预定车位，同时还可以查询余额情况，如余额不足则需事先充值。操作结束后退出，预订信息和余额信息会实时更新到数据库里。
[0098](3)停车。车主持车载卡到入口处，无需停车，按键触发车载卡，车载卡无线上传验证资料至协调器，经验证后协调器即可打开道闸放入车辆，记录进入时间，通过LED引导屏的指示和网页的行车指引下来到指定子区域，由于车载卡在入口信息验证时，已经远程激活子区域入口道闸开关，车辆来到子区域入口触发传感器，即可打开子区域道闸，进入停车，进入时触发内侧传感器，道闸落下。每个子区域有16个车位，可任意停放。如果预定的不是这个子区域，则传感器没有激活，不会被触发，车俩无法进入。
[0099](4)离开。车主驾车离开停车场时，经过子区域内侧的地磁传感器时导致磁场变化，就会触发此传感器状态改变，电机终端打开出口道闸，车辆即可离开子区域，离开时触发另一个外侧传感器，道闸落下；车辆在LED引导显示牌的指引下来到主出口，触发内侧传感器，喇叭提示按键触发车载卡，车载卡无线上传验证资料至协调器，经验证后记录时间，自动计算时间间隔，自动扣除费用，更新数据库信息，而后自动打开道闸，车辆不停车即可离开停车场。离开时触发外侧传感器，道闸落下。
【权利要求】
1.一种停车位网络监控系统，由机电部分和测控系统二部分构成，其中机电部分是车位道闸和步进电机；测控系统包括微机、无线单片机、LED显示屏、电机驱动模块、语音模块、摄像头、喇叭、地磁传感器和客户端；微机通过串口与作为zigbee协调器的无线单片机相连，通过网口接入internet网络；摄像头通过USB 口与微机相连；作为zigbee终端的无线单片机通过PO 口与道闸电机驱动模块相连，通过Pl 口与地磁传感器相连，通过PO 口与语音模块相连，喇叭与语音模块相连；作为zigbee协调器的无线单片机通过Pl 口与道闸电机驱动模块相连；作为zigbee路由器的无线单片机通过Pl 口与LED显示屏相连；客户端通过接入internet网络,对网络服务器访问； 其中，电机驱动模块连接步进电机，步进电机通过传动系统控制道闸升降；无线单片机通过PO或者Pl 口连接电机驱动模块，PO或者Pl 口输出高低脉冲，通过电机驱动模块控制步进电机转动方向和转动速度，进而自由控制道闸升降，实现出入口道闸的自由控制。
2.根据权利要求1所述的停车位网络监控系统，其特征在于，所述微机是网络服务器和数据库系统的一体机，通过串口接收来自zigbee协调器的停车场实时数据，通过USB 口接收摄像头的图像数据并转化为字符数据，通过数据库存储和实时更新这些数据，通过网络服务器再把实时数据从数据库提取出来发布到网页上；客户通过网页注册登录或者预定车位的信息数据，也可以通过网络服务器存入数据库，zigbee协调器通过串口提取数据库里的信息数据，实现现场的验证或者激活操作等。
3.根据权利要求1所述的停车位网络监控系统，其特征在于，所述客户端是安装有web浏览器的终端，客户通过客户端浏览器注册、登录停车场网站实时的查询停车场车位信息，也可实现提前预定车位。
4.根据权利要求1所述的停车位网络监控系统，其特征在于，所述LED显示屏用于引导现场停车车主准确停车，避免拥堵； 电机驱动模块用于准确控制出入口道闸的升降，实现停车场出入控制； 语音模块用于控制喇叭播报需要的语音内容； 摄像头用于采集二维码图片，实现通过验证二维码控制出入； 喇叭可用于实时语音提示； 地磁传感器通过探测车俩经过或停驻时的地磁场变化，识别车辆。
【文档编号】G08G1/14GK103632571SQ201310636802
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】张西良, 冯延垒, 徐坤, 孙祥, 侯坤 申请人:江苏大学