专利名称：一种基于射频识别技术的停车场车位监控系统及工作方法
技术领域：
本发明涉及一种停车场车位监控系统及工作方法，具体是一种基于射频识别(RFID)技术，利用射频识别非接触式无线传输特点，通过在物理空间中部署相应的射频标签阵列及车身对射频信号的干扰特征分析，实现非接触式识别的停车场车位监控系统及其工作方法。
背景技术：
据不完全统计，中国2012年的汽车保有量为12313万辆，如此大的汽车保有量需要大量的停车场地。特别是在城市，车位难求以成为城市的顽疾。如何高效的利用有限的停车位是解决车位稀缺的重要手段。现有的车位监控系统只能感知车位中是否有车辆，之后将信息通过红绿灯的形式简单的显示在车位上方，这就找出靠近停车场进出口的车位利用率高，偏僻处的车位甚至长时间无车停，而大量的车主驾驶汽车无序的在停车场中徘徊寻找车位，不仅影响交通，还易引发事故；这种情况在地下停车场十分常见。此外，当车位中车辆停放不正时，现有的车位监控系统无法给予驾车人提示，导致有时一辆汽车占据了两个车位的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用无线射频信号衰减特征，实时地、高效地进行识别车位是否空闲的停车场车位监控系统及其工作方法；该系统可以根据参考阵列标签的信号衰减特征，判断车位 的占用情况，同时，可以通过从各个节点得来的数据为用户提供直观、快捷、高效的停车场车位显示服务。本发明所述的一种基于射频识别技术的停车场车位监控系统，其包括以下组成部分:
射频识别标签:若干个射频识别标签有序部署在一个停车位地面构成一组射频识别标签阵列，每个停车位地面均部署这样的一组射频识别标签阵列，当有车辆停放时，车辆的遮挡使得射频识别标签不能接收到天线信号；
射频识别外接天线:部署在停车场的正上方，工作时发射电磁信号，并对从射频识别标签阵列反射回来的信号进行接收及识别；
射频识别阅读器:连接外接天线，实时将外接天线采集到的射频识别标签阵列信号发送回后台射频信号处理服务器；
后台射频信号处理服务器:通过网络接收从射频识别阅读器发送回来的射频信号数据包，根据射频识别标签阵列信号变化特征，快速实时地判断停车位被占情况以及是否规范停放，并发送给车位实时检测引擎；
车位实时检测引擎:实时监测标签阵列的信号变化，通过外接天线读取射频信号值，上传到后台射频信号处理服务器，并实时从服务器获取结果，当车辆停放不规范时，给出语音提示；
车位导航显示界面:接收后台射频信号处理服务器发送的各个车位反馈回来的情况，实时显示车位的占有情况,包括总车位数、被占用的车位数、空闲的车位数及其图形化表示的位置，给需要停车的司机提供导航提示。此外，本发明还提供了该基于射频识别技术的停车场车位监控系统的工作方法，其工作步骤为:
O启动空车位实时检测服务，即启动后台射频信号处理服务器，在天线和射频识别标签阵列间建立起射频场，阅读器周期性地扫描天线覆盖区域的射频识别标签阵列；
2)当有车停放在车位的时候，被车体挡住的那部分标签出现丢失的情况，阅读器读取标签信息并发送到后台射频信号处理服务器，后台射频信号处理服务器根据读取的标签ID信息推算出有无车辆停放；
3)后台射频信号处理服务器将丢失的射频识别标签阵列的信息发送给车位监控引擎，车位监控引擎根据读到的射频信号值的变换判断停车位被占情况以及是否规范停放；车位监控引擎将处理结果立即返回给后台射频信号处理服务器。4)如果车位监控引擎返回的结果是车位被占情况发生变化时，将触发显示界面刷新当前记录。本发明基于射频识别技术无线信号传输的特点，面向停车场系统的实际应用，设计并实现一个基于射频识别技术的停车场车位监控系统，通过提高车位监控的自动化程度，有效降低了停车场车位监控的管理成本；通过实时显示系统，提供更高效的车位管理方式。其特点为:
(I)高效:能够准确、实时检测空车位，并给出实时显示。(2)低成本:利用大量部署低成本RFID标签来进行检测，成本远低于人工监控或摄像头监控，实现自动化管理，提高管理效率。(3)简单:检测识别机制简单直接，不需要复杂的数据处理。
图1系统场景结构图，
图2系统交互流程图，
图3系统数据流图，
图4标签部署图。
具体实施例方式、系统场景
图1是系统场景结构图，主要由射频识别阅读器、射频识别外接天线、射频识别标签、后台射频信号处理服务器。后台射频信号处理服务器又包括:车位实时检测引擎和车位导航显示界面两部分组成。各部分功能如下:
射频识别标签:若干个射频识别标签有序部署在一个停车位地面构成一组射频识别标签阵列，每个停车位地面均部署这样的一组射频识别标签阵列，当有车辆停放时，车辆的遮挡使得射频识别标签不能接收到天线信号；
射频识别外接天线:部署在停车场的正上方，工作时发射电磁信号，并对从射频识别标签阵列反射回来的信号进行接收及识别；
射频识别阅读器:连接外接天线，实时将外接天线采集到的射频识别标签阵列信号发送回后台射频信号处理服务器；
后台射频信号处理服务器:通过网络接收从射频识别阅读器发送回来的射频信号数据包，根据射频识别标签阵列信号变化特征，快速实时地判断停车位被占情况以及是否规范停放，并发送给车位实时检测引擎；
车位实时检测引擎:实时监测标签阵列的信号变化，通过外接天线读取射频信号值，上传到后台射频信号处理服务器，并实时从服务器获取结果，当车辆停放不规范时，给出语音提示；
车位导航显示界面:接收后台射频信号处理服务器发送的各个车位反馈回来的情况，实时显示车位的占有情况,包括总车位数、被占用的车位数、空闲的车位数及其图形化表示的位置，给需要停车的司机提供导航提示。图2是系统工作原理图。在系统运行过程中，车位实时监测引擎周期性地监测停车位的变换，如果有变化，即当车驶进时和车驶出时。在前者情况下，监测车辆停放是否正确，如果不正确，则给出语音提示。然后上述两种情况都实时地将空车位的信息返回给后台处理服务器，后台处理服务器负责更新数据库并将其图形化显示出来。图3是系统数据流图。数据流首先从空位实时检测引擎产生，为停车场提供车位的实时信息，然后在导航界面中显示。如图4是每个停车位标签的排布。阅读器连接多个全向天线，通过合理部署确保能够覆盖监控空间中的每一个角落。每个车位上依不同情况部署多个标签，以每个车位放9个标签为例，即标号1-9，根据观察，在车位中的车辆一定会覆盖大部分标签，其中给最中间的Tag赋予最大权重，四周的八个Tag赋予较小权重，阅读器以每秒四次的扫描频率，记录当前搜集到的标签号。检测时，设置一个阈值，如果识别到标签的加权超过该阈值，则判定为空车位，否则，有车辆停放。同时，阅读器周期性地轮询可以发现异常标签。
权利要求
1.一种基于射频识别技术的停车场车位监控系统，其特征在于包括以下组成部分: 射频识别标签:若干个射频识别标签有序部署在一个停车位地面构成一组射频识别标签阵列，每个停车位地面均部署这样的一组射频识别标签阵列，当有车辆停放时，车辆的遮挡使得射频识别标签不能接收到天线信号； 射频识别外接天线:部署在停车场的正上方，工作时发射电磁信号，并对从射频识别标签阵列反射回来的信号进行接收及识别； 射频识别阅读器:连接外接天线，实时将外接天线采集到的射频识别标签阵列信号发送回后台射频信号处理服务器； 后台射频信号处理服务器:通过网络接收从射频识别阅读器发送回来的射频信号数据包，根据射频识别标签阵列信号变化特征，快速实时地判断停车位被占情况以及是否规范停放，并发送给车位实时检测引擎； 车位实时检测引擎:实时监测标签阵列的信号变化，通过外接天线读取射频信号值，上传到后台射频信号处理服务器，并实时从服务器获取结果，当车辆停放不规范时，给出语音提示； 车位导航显示界面:接收后台射频信号处理服务器发送的各个车位反馈回来的情况，实时显示车位的占有情况,包括总车位数、被占用的车位数、空闲的车位数及其图形化表示的位置，给需要停车的司机提供导航提示。
2.—种权利要求1所述的基于射频识别技术的停车场车位监控系统的工作方法，其特征在于工作步骤为: O启动空车位实时检测服务，即启动后台射频信号处理服务器，在天线和射频识别标签阵列间建立起射频场，阅读器周期性地扫描天线覆盖区域的射频识别标签阵列； 2)当有车停放在车位的时候，被车体挡住的那部分标签出现丢失的情况，阅读器读取标签信息并发送到后台射频信号处理服务器，后台射频信号处理服务器根据读取的标签ID信息推算出有无车辆停放； 3)后台射频信号处理服务器将丢失的射频识别标签阵列的信息发送给车位监控引擎，车位监控引擎根据读到的射频信号值的变换判断停车位被占情况以及是否规范停放；车位监控引擎将处理结果立即返回给后台射频信号处理服务器； 4)如果车位监控引擎返回的结果是车位被占情况发生变化时，将触发显示界面刷新当前记录。
全文摘要
本发明公开了一种基于射频识别技术的停车场车位监控系统及其工作方法，系统主要包括射频识别阅读器、射频识别外接天线、射频识别标签、后台射频信号处理服务器。后台射频信号处理服务器又包括车位实时检测引擎和车位导航显示界面。在此系统中，通过在空间中部署适当的射频识别标签阵列，利用标签反射的无线射频信号被铁磁屏蔽的情况下发生衰减的特性，感知停车位此时有车与否、车辆停放是否安全到位，进而为停车场管理系统提供数据参考。本发明提供一种低成本的空车位自动检测机制，为寻车位提供导航机制，以界面友好的方式实时显示空车位的个数和位置，检测车辆是否停放安全。
文档编号G06K7/00GK103208204SQ20131016303
公开日2013年7月17日 申请日期2013年5月7日 优先权日2013年5月7日
发明者谢磊, 周伟, 陆桑璐, 陈道蓄 申请人:南京大学