一种基于蓝牙和声波技术的停车场管理系统及方法与流程

本发明涉及停车场管理技术领域，具体涉及一种基于蓝牙和声波技术的停车场管理系统及方法。

背景技术

随着社会的不断发展，人们生活水平不断提高，车辆越来越多。随着车辆的不断增加，停车管理工作负荷量越来越大，停车管理也越来越趋于智能化、无人化。随着ai、云等技术的在智慧停车领域的应用，无人值守停车场已成为顺应产业发展的必然趋势。

目前主流的车牌识别停车场主要利用车牌识别技术，即将摄像机在入口拍摄的车辆车牌号码图像自动识别并转换成数字信号，从而做到一车一卡。车牌识别的优势在于可以把卡和车对应起来，提高管理质量，卡和车对应可杜绝一卡多车使用的漏洞，但目前这种主流的车牌识别技术难以实现无牌车与卡一一对应的关系。传统的无牌车辆进出停车场方式多为取卡入场、刷卡缴费或者扫二维码缴费离场，这种方式智能化程度低、管理效率低下，特别是在无人值守停车场的应用时其他一些方面的缺点更为凸显，例如，当出现卡片丢失、卡片消耗完全未及时更换、卡片损坏等情况时，将会导致车辆无法正常通行，给用户带来不便。

基于ai的车牌识别尽管可以极大提升车牌识别的精准度，但针对较为复杂的车牌识别情况，比如临时牌、有污迹或局部破损的车牌，此外，还有受到外界环境干扰（例如树叶遮挡产生的阴影问题、夏天阳光照射产生的过曝问题等等）的车牌识别等，不仅需要通过特别的技术手段来处理，同时识别的准确度也受到极大的挑战和考验，从而很大程度上影响着用户的使用体验。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种基于蓝牙和声波技术的停车管理系统及方法，以克服现有停车场管理车牌识别难题、停车卡片丢失或损坏等带来的不便，提高停车场的智能化管理水平，提升管理效率，给用户带来方便。

实现本发明目的的技术方案包括以下各项：

第一方面，本发明提供一种基于蓝牙和声波技术的停车场管理系统，包括：车场本地主控、声波模块、蓝牙模块、智能app用户端、后台系统和道闸模块；

进一步的，所述车场本地主控用于控制本地车场的信息，并与其他各个模块进行交互通讯；所述后台系统是用于支持前端车场运作的云平台车场系统，通过网络与所述车场本地主控和智能app用户端进行通讯连接；所述后台系统包含虚拟车牌生成单元，为用户生成虚拟车牌；所述声波模块用于所述智能app用户端与所述车场本地主控进行数据通讯传输；所述蓝牙模块用于所述智能app用户端与所述车场本地主控进行无线数据传输；所述智能app用户端安装在用户的移动智能设备上，用于存储和确认用户信息；所述道闸模块用于控制停车场出入口道闸的开闭，与所述车场本地主控进行通讯连接。

进一步的，所述声波模块安装在停车场出入口用户车辆停车处靠近驾驶员位置的车窗旁边。

进一步的，所述移动智能设备为智能手机、智能手表、智能手环或平板电脑中的一种。

进一步的，所述系统还包括：显示模块，用于显示用户信息；所述显示模块与所述车场本地主控进行通讯连接。

进一步的，所述系统还包括：语音播放模块，用于播报用户信息；所述语音播放模块与所述车场本地主控进行通讯连接。

进一步的，所述用户信息包括但不限于用户id信息、虚拟车牌信息、车场信息、停车时间信息和缴费信息。

进一步的，所述智能app用户端支持微信、支付宝或银行卡支付功能中的一种或多种。

第二方面，本发明还提供一种基于蓝牙和声波技术的停车场管理方法，包括如下步骤：

车辆进入停车场：

s1:用户预先下载app用户端安装到移动智能设备上并进行注册，注册成功后，对应用户的id信息，后台系统为用户分配唯一的虚拟车牌；当车辆行至停车场入口时，打开app用户端，app开启后自动扫描车场本地主控的蓝牙广播的车场信息；

s2：app扫描到车场信息后，产生微弱的声波，声波信息包含用户id信息和虚拟车牌等信息；

s3：用户将移动智能设备发声部位靠近入口声波模块进行声波传递，通过声波模块传递用户id信息和虚拟车牌等信息到车场本地主控；

s4：车场本地主控接收所述步骤s3声波模块传递的信息，获得用户id信息和虚拟车牌等信息后，再通过蓝牙广播信息通知app用户端确认用户入场信息；

s5：app用户端接收到所述步骤s4的蓝牙广播信息，进行用户入场确认，并通过网络接口将确认信息告知后台系统；

s6：后台系统接收到所述步骤s5的用户确认信息后，通知车场本地主控用户入场信息合格，再由车场本地主控发送信号给入口道闸模块进行开闸，车辆入场；

车辆离开停车场：

s7:当车辆行至停车场出口时，打开app用户端，app自动扫描车场本地主控蓝牙广播的车场信息；

s8：app用户端扫描到车场信息后，将产生微弱的声波，声波信息包含用户id信息和入场时的虚拟车牌等信息；

s9：用户将移动智能设备发声部位靠近出口声波模块进行声波传递，通过声波模块传递用户id信息和虚拟车牌等信息到车场本地主控；

s10：车场本地主控接收所述步骤s9声波模块传递的信息，获得用户id信息和虚拟车牌等信息后，然后通过蓝牙广播信息通知app确认用户离场信息；

s11：app用户端接收到所述步骤s10的蓝牙广播信息，进行用户离场信息确认，并通过网络接口与后台系统交互和进行缴费；

s12：缴费成功后，后台系统通知车场本地主控用户离场信息合格，再由车场本地主控发送信号给出口道闸模块进行开闸，车辆离场。

第三方面，本发明还提供一种虚拟车牌的生成方法，所述车牌由省份代码、区位代码、虚拟车牌标识位和车牌代码组成，所述虚拟车牌标识位由o或i字母组成。

进一步的，所述车牌代码为5位数，由阿拉伯数字和除去o和i以外的其他大写英文字母随机组合而成。

如上所述，本发明的一种基于蓝牙和声波技术的停车管理系统及方法，具有以下有益效果：

本发明结合蓝牙和声波技术进行通讯传输，采用虚拟车牌与用户进行一一对应绑定，确保了用户信息与车牌信息的唯一性，可以避免一卡多车使用的问题，采用本发明的基于蓝牙和声波技术的停车管理系统及方法，用户只需配带移动智能设备，如手机，即可方便进出停车场停车消费，相比于传统的取卡进场、刷卡缴费的停车场管理方式，智能化程度更高、操作更便捷、车辆出入更快速、管理更高效，很好地避免了传统停车卡片丢失、卡片寿命耗尽或损坏等带来的不便和出行阻碍，且无需采用车牌识别技术，避免了现有停车场管理车牌识别相关难题；采用本发明的停车管理系统及方法，技术实现方便、设备简便、成本低、技术故障少、车辆通行快捷，特别适合应用于无人值守停车场的管理。

附图说明

图1是本发明所实施的基于蓝牙和声波技术的停车场管理系统示意图；

图2是本发明所实施的基于蓝牙和声波技术的停车场管理入场结构示意图；

图3是本发明所实施的基于蓝牙和声波技术的停车场管理离场结构示意图；

图4是本发明所实施的车辆进入停车场方法流程图；

图5是本发明所实施的车辆离开停车场方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，本发明实施例提供一种基于蓝牙和声波技术的停车场管理系统，包括：车场本地主控1，声波模块9、5，蓝牙模块2，智能app用户端，后台系统3和道闸模块8、4；

所述智能app用户端安装在用户的移动智能设备7上，用于注册、存储、确认用户信息以及缴费等，所述智能app用户端通过网络与所述后台系统3连接通讯，并通过所述蓝牙模块2与所述车场本地主控1进行无线数据传输，通过所述声波模块9、5与所述车场本地主控1进行短距离数据传输；作为本发明优选的方案，所述移动智能设备7可以为智能手机、智能手表、智能手环或平板电脑中的一种，所述移动智能设备需自带蓝牙功能，优选支持ble蓝牙；作为本发明优选的方案，所述智能app用户端可预先充值停车费用，进一步的，可支持微信、支付宝或银行卡支付功能中的一种或多种，以方便及时缴纳停车费用。

所述后台系统3为支持前端车场运作的云平台车场系统，所述后台系统3包含虚拟车牌生成单元，所述虚拟车牌生成单元为每一个用户生成唯一的虚拟车牌，以使停车用户与虚拟车牌一一对应匹配，确保了用户与车牌的唯一性，该虚拟车牌只与用户对应，无需实际车牌识别，避免了现有停车场管理车牌识别的技术难题，很好地解决了无牌车辆停车难的问题，同时还避免了一卡多车使用的问题。当用户下载app，注册后，即可获得后台系统为其分配的唯一虚拟车牌，该虚拟车牌与用户id信息匹配对应；所述后台系统3通过网络与所述车场本地主控1连接通讯。

所述车场本地主控1存储有本地停车场的相关信息，例如车场名称、车场位置、车场所属区域以及车场分布状况等，同时车场本地主控能与其他各个模块进行交互通讯，起着中心枢纽的作用，当接收到后台系统3发来的用户合格确认信息，即发出道闸开启执行命令并传递给道闸模块8、4；作为本发明优选的方案，所述车场本地主控芯片为arm9级别以上，主频400m以上，运行系统为linux系统，硬件接口可支持串口、rs485、网络等。

所述道闸模块8、4用于控制停车场出、入口道闸的开闭，分别安装在出、入口道闸处；道闸模块优选通过rs485接口与所述车场本地主控1进行信息交互，当接收到车场本地主控发出的道闸开启执行指令，即打开道闸，给与用户车辆6通行。

所述声波模块9、5用于所述智能app用户端与所述车场本地主控1之间进行近距离通讯传输，该声波通讯传输距离应控制在5cm以内，智能app用户端首先将用户id信息、虚拟车牌等信息的数字信号调制成声波信号，由移动智能设备的发声部件发出微弱的声波信号，然后将这些声波信号传递到声波模块，声波模块再将声波信号解调还原成数字信号传递给车场本地主控，从而使车场本地主控获得用户id信息、虚拟车牌等信息；作为本发明优选的方案，所述声波模块9、5分别安装在停车场出、入口用户车辆停车处靠近驾驶员位置的车窗旁边，以方便驾驶员将移动智能设备靠近声波模块进行数据通讯传输。

所述蓝牙模块2用于所述智能app用户端与所述车场本地主控1进行无线数据传输；作为本发明优选的方案，车场主控电路集成低功耗蓝牙模块，进一步优选为cc2540或nrf2832低功耗蓝牙，蓝牙通讯范围覆盖停车场出入口道闸前后至少5米的面积范围。

作为本发明优选的方案，所述系统还包括：显示模块，用于显示车场信息和用户信息，所述用户信息可包括但不限于用户id信息、虚拟车牌信息、车场信息、停车时间信息和缴费信息；所述显示模块与所述车场本地主控进行通讯连接；

作为本发明优选的方案，所述系统还包括：语音播放模块，用于播报用户信息，所述用户信息可包括但不限于用户id信息、虚拟车牌信息、车场信息、停车时间信息和缴费信息；所述语音播放模块与所述车场本地主控进行通讯连接；

如图3和4所示，本发明实施例还提供一种基于蓝牙和声波技术的停车场管理方法，包括如下步骤：

车辆进入停车场：

s1:用户预先下载app用户端安装到移动智能设备7上，例如智能手机或智能手表等，并进行用户注册，注册成功后，后台系统3的虚拟车牌生成单元为用户分配唯一的虚拟车牌，与用户的id信息一一对应绑定；当用户车辆6行至停车场入口时，打开app用户端，app开启后将自动扫描车场本地主控1发出的蓝牙广播的车场信息；

s2：app扫描到车场信息后，将用户id信息、虚拟车牌等信息的数字信号调制成声波信号，随即产生微弱的声波；

s3：用户将移动智能设备7的发声部位靠近入口声波模块5，声波模块5接收到所述步骤s2的声波信号，随即将声波信号解调还原成数字信号传递到车场本地主控；

s4：车场本地主控1接收所述步骤s3声波模块5传递的数字信号，即可获得用户id信息、虚拟车牌等信息，之后再通过蓝牙模块2进行蓝牙广播信息通知app用户端确认用户进场信息，例如：xx用户在xx车场，xx时间入场。

s5：当app用户端接收到所述步骤s4的蓝牙广播信息后进行确认，并通过网络接口将确认信息告知后台系统3；

s6：后台系统3接收到所述步骤s5的用户确认信息后，随即通过网络通知车场本地主控1用户进场信息合格，车场本地主控接收到后台系统发送的用户信息合格通知后，随即发送执行信号给入口道闸模块4进行开闸，车辆即可入场。

车辆离开停车场：

s7:当车辆6行至停车场出口时，打开app用户端，app自动扫描车场本地主控蓝牙广播的车场信息；

s8：app用户端扫描到车场信息后，将用户id信息、虚拟车牌等信息的数字信号调制成声波信号，随即产生微弱的声波；

s9：用户将移动智能设备7的发声部位靠近出口声波模块9，声波模块9接收到所述步骤s8的声波信号，随即将声波信号解调还原成数字信号传递到车场本地主控1；

s10：车场本地主控1接收到所述步骤s9声波模块传递的数字信号，即可获得用户id信息、虚拟车牌等信息，然后通过蓝牙模块2进行蓝牙广播信息通知app用户端确认用户离场信息，例如：xx用户在xx车场，xx时间离场；

s11：app用户端接收到所述步骤s10的蓝牙广播信息并确认后，通过网络接口与后台系统交互并进行缴费；缴费方式可通过预先充值扣费，或通过微信、支付宝或银行卡等方式中的一种进行支付。

s12：缴费成功后，后台系统3通过网络通知车场本地主控1用户离场信息合格，车场本地主控接收到后台系统发送的用户信息合格通知后，随即发送执行信号给出口道闸模块8进行开闸，车辆即可离场。

本发明实施例还提供一种虚拟车牌的生成方法，所述车牌由省份代码、区位代码、虚拟车牌标识位和车牌代码组成，所述虚拟车牌标识位由o或i字母组成；作为本发明优选的方案，所述车牌代码为5位数，由阿拉伯数字0-9和除去o和i以外的其他大写英文字母随机组合而成，例如：桂ao55555、桂bi986as。阿拉伯数字0-9共十个数字，加上除去o和i以外的24个大写字母，总共是34个字符，车牌代码组合总数为34的5次方，共计45435424个，即可为每个地区分配8亿个以上的虚拟车牌，能充分满足车牌分配量需求。

综上可知，本发明结合蓝牙和声波技术进行通讯传输，采用虚拟车牌与用户进行一一对应绑定，确保了用户信息与车牌信息的唯一性，可以避免一卡多车使用的问题，采用本发明的基于蓝牙和声波技术的停车管理系统及方法，用户只需配带移动智能设备，如手机，即可方便进出停车场停车消费，相比于传统的取卡进场、刷卡缴费的停车场管理方式，智能化程度更高、操作更便捷、车辆出入更快速、管理更高效，很好地避免了传统停车卡片丢失、卡片寿命耗尽或损坏等带来的不便和出行阻碍，且无需采用车牌识别技术，避免了现有停车场管理车牌识别相关难题，采用本发明的停车管理系统及方法，技术实现方便、设备简便、成本低、技术故障少、车辆通行快捷，特别适合应用于无人值守停车场的管理。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明，并非因此限定本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效方法变换，或直接或间接运用在其他相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。