一种停车场车位检测器及停车场车位检测系统的制作方法

本实用新型涉及物联网技术领域，更具体地说，涉及一种停车场车位检测器及停车场车位检测系统。

背景技术：

随着社会经济的发展，城市中各类车辆数量的快速增加，诸多城市规划在中心区域兴建大型停车场以满足大众泊车需求。针对现代大型停车场和路边停车场管理的需要，需要为智能停车提供支持。以实现极大地提升停车场管理水平，进一步提升大型停车场的使用率和经济效益。车位检测是近几年开始的，是提高车位管理、停车诱导、合理调度统筹的重要手段。车位检测对于开放式停车场是必要的。

现在的停车场车位占用情况检测器包括地磁传感器和RFID检测器等多种类型。室外停车场多采用地磁传感器进行车位占用情况的检测。通过埋设在地面的地磁传感器检测上方车位是否有车辆占据，因为需要实时读取地磁传感器数据，中央处理器一直处于运作状态，功耗较高，且需要超大容量电池才能维持长时间运行，导致该类型检测器体积较大，无法在室内停车场运用。使用RFID检测器需要车辆安装射频标签，实施运营成本较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出一种停车场车位检测器，欲实现低成本且准确的车位占用情况的检测，以及减小检测器体积的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种停车场车位检测器，包括：中央处理器，以及分别与所述中央处理器连接的第一传感器、第二传感器、能源模块和通信模块；

所述第一传感器，用于实时检测目标车位的第一占用状态，并在所述第一占用状态发生变化后，发送硬中断指令至所述中央处理器；

所述中央处理器，用于在接收到所述硬中断指令后，结束自身的休眠状态，并使所述第二传感器和所述通信模块通电；

所述第二传感器，用于在通电后，检测所述目标车位的第二占用状态，并将检测到的所述第二占用状态发送至所述中央处理器；

所述中央处理器，还用于将所述第二占用状态通过所述通信模块发送至服务器，以及在发送所述第二占用状态后，开启自身的休眠状态，并使所述第二传感器和所述通信模块断电。

优选的，所述第一传感器，还用于发送硬中断指令后，将所述第一占用状态发送至所述中央处理器；

所述中央处理器将所述第二占用状态通过所述通信模块发送至服务器，具体为：所述中央处理器在所述第一占用状态和所述第二占用状态相同时，将所述第二占用状态通过所述通信模块发送至服务器。

优选的，所述第一传感器为：光电传感器。

优选的，所述能源模块包括容量大于5000mAh的电池。

优选的，所述能源模块还包括：通过所述中央处理器连接所述电池的太阳能板；

所述电池为充电电池。

优选的，所述太阳能板还作为所述光电传感器。

优选的，所述第二传感器为：地磁传感器和/或测距传感器。

优选的，所述通信模块为：基于物联网通信技术的数据收发模块。

一种停车场车位检测系统，包括基站、服务器和如上述任意一项所述的停车场车位检测器；

所述停车场车位检测器通过所述基站与所述服务器进行通讯连接。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种停车场车位检测器，包括：中央处理器，以及分别与中央处理器连接的第一传感器、第二传感器、能源模块和通信模块。停车场车位检测器大多数时间只有第一传感器在工作，其余模块处于休眠状态，所以停车场车位检测器大部分时间处于极低的功耗，因此降低了能源模块的容量需求，进而降低了停车场车位检测器的体积，以及延长了工作时间降低了维护成本；相比于在车辆安装射频标签进行检测的方法，降低了运营成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种停车场车位检测器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种停车场车位检测器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种停车场车位检测器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的通信模块的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的中央处理器的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的能源模块的降压电路图；

图7为本实用新型实施例提供的能源模块的电池管理电路图；

图8为本实用新型实施例提供的能源模块的稳压电路图；

图9为本实用新型实施例提供的地磁传感器电路图；

图10为本实用新型实施例提供的输入输出接口电路图；

图11为本实用新型实施例提供的一种停车场车位检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种停车场车位检测器，参见图1，该停车场车位检测器包括：中央处理器11，以及分别与所述中央处理器11连接的第一传感器12、第二传感器13、能源模块14和通信模块15。

所述第一传感器12，用于实时检测目标车位的第一占用状态，并在所述第一占用状态发生变化后，发送硬中断指令至所述中央处理器11。目标车位的第一占用状态即第一传感器12检测的目标车位的占用状态。第一占用状态发生变化具体指的是第一传感器12检测到目标车位由有车辆占据状态变为无车辆占据，或者，目标车位由无车辆占据变为有车辆占据。

所述中央处理器11，用于在接收到所述硬中断指令后，结束自身的休眠状态，并使所述第二传感器13和所述通信模块15通电。在目标车位的占用状态没有变化时，让中央处理器11处于休眠状态，并使第二传感器13和通信模块15断电，只有在检测到目标车位的占用状态发生改变时，才结束中央处理器11的休眠状态，并使第二传感器13和通信模块15通电，减少了功耗。

所述第二传感器13，用于在通电后，检测所述目标车位的第二占用状态，并将检测到的所述第二占用状态发送至所述中央处理器11。目标车位的第二占用状态即第二传感器13检测的目标车位的占用状态。

所述中央处理器11，还用于将所述第二占用状态通过所述通信模块15发送至服务器2，以及在发送所述第二占用状态后，开启自身的休眠状态，并使所述第二传感器13和所述通信模块15断电。

服务器2接收到目标车位的第二占用状态后，通过手机APP和/或网站将目标车位的占用信息发布，便于用户及时了解目标车位的当前占用状态。

本实施例提供的一种停车场车位检测器，大多数时间只有第一传感器12在工作，其余模块处于休眠状态，所以停车场车位检测器大部分时间处于极低的功耗，因此降低了能源模块14的容量需求，进而降低了停车场车位检测器的体积，以及延长了工作时间、降低了维护成本；并且，相比于在车辆安装射频标签进行检测的方法，降低了运营成本。

本实施例提供另一种停车场车位检测器，参见图2，该停车场车位检测器包括：中央处理器11，以及分别与所述中央处理器11连接的第一传感器12、第二传感器13、能源模块14和通信模块15。第二传感器13包括地磁传感器131和测距传感器132。地磁传感器131通过检测周围的磁场变化来判断目标车位是否被占据；测距传感器132通过检测上方距离变化判断目标车位是否被占据。

第一传感器12，用于实时检测目标车位的第一占用状态，并在所述第一占用状态发生变化后，发送硬中断指令至所述中央处理器11。

第一传感器12，还用在发送硬中断指令后，将第一占用状态发送至中央处理器11。

中央处理器11，用于在接收到所述硬中断指令后，结束自身的休眠状态，并使所述第二传感器13和所述通信模块15通电。

第二传感器13，用于在通电后，检测所述目标车位的第二占用状态，并将检测到的所述第二占用状态发送至所述中央处理器11。若第二传感器13仅包括地磁传感器131，则地磁传感器131的检测结果即为第二占用状态；若第二传感器13仅包括测距传感器132，则测距传感器132的检测结果即为第二占用状态；若第二传感器13包括地磁传感器131和测距传感器132，则地磁传感器131和测距传感器132的检测结果均为第二占用状态。

所述中央处理器11，还用于在确定第一占用状态和第二占用状态相同时，将所述第二占用状态通过所述通信模块15发送至服务器2，以及在发送所述第二占用状态后，开启自身的休眠状态，并使所述第二传感器13和所述通信模块15断电。在第一占用状态和第二占用状态不相同时，则确定目标车位的占用状态并无变化，不需要将第二占用状态发送至服务器2进行目标车位的占用状态更新；或者，在第一占用状态和第二占用状态不相同时，则确定第一传感器或第二传感器故障，向目标终端发送故障报警，以使维修人员及时对相应停车场车位检测器进行检修。

若第二传感器13包括地磁传感器131和测距传感器132，则地磁传感器131和测距传感器132的检测结果均为第二占用状态，判断第一占用状态和第二占用状态是否相同，需要分别判断第一占用状态与地磁传感器的检测结果、第一占用状态与测距传感器132的检测结果是否相同，只有当两个判断结果均相同时，才确定第一占用状态和第二占用状态相同。

本实施例提供的一种停车场车位检测器，通过结合第一传感器12和第二传感器13的检测结果来共同确定目标车位的占用状态变化，提高了停车场车位检测器的检测精准度。

为进一步减少停车场车位检测器的功耗，优选的，第一传感器12为光电传感器。光电传感器通过检测的光强变化来判断目标车位的占用状态变化。

为进一步提高停车场车位检测器的持续工作时间，优选的，能源模块14包括容量大于5000mAh的电池。

为进一步降低更换电池的维护成本，优选的，能源模块14还包括：充电电池141，以及通过中央处理器11连接充电电池141的太阳能板142。当白天目标车位没有被占用的情况下，太阳能板142为充电电池141充电，具体的参见图3所示。充电电池141具体可以为镍镉、镍氢、锂离子、铅蓄、铁锂等类型的电池。

为进一步降低停车场车位检测器的体积，优选的，太阳能板142还作为光电传感器12。太阳能板142输出的电压会随着太阳光强的变化而以相同趋势变化，即太阳光强减弱，电压值降低；太阳光强增加，电压值升高。通过检测太阳能板12输出的电压可以获知光强变化，进而判断目标车位的占用状态。

优选的，通信模块15为基于物联网通信技术的数据收发模块。物联网通信技术包括但不限于LoRa、NB-IoT等。具体的，通信模块15的电路结构参见图4。通信模块5模块集成了SX1276芯片，具有通信距离远且功耗低，极大降低了基站密度，并且延长工作时间。工作频段可为433MHz，868MHz或915MHz，发射功率为20dBm，通信距离可达到2km。

图5示出了中央处理器11的电路结构。中央处理器11采用了ATmega328P处理器，在保证运算能力的情况下，降低制造成本和使用功耗。晶振频率采用16MHz。

图6～8分别示出了能源模块的降压电路、电池管理电路和稳压电路。太阳能板142和充电电池141之间连接压降电路U1和电池管理电路U2。充电电池141和后续电路之间连接稳压电路U3。

图9示出了地磁传感器131的电路结构，通过检测车辆是否在上方而引起的地磁场变化，来判断是否有车辆占据车位或者驶过。采用MAG3110芯片，检测精度高，功耗低。

图10示出了输入输出接口的电路图，通过多个输入输出接口，使得硬件具有良好的扩展性，之后可以在不修改电路设计的情况下，增加更多的传感器。

参见图4和图5，通信模块5的引脚MISO连接中央处理器11的引脚MISO；通信模块5的引脚MOSI连接中央处理器11的引脚MOSI；通信模块5的引脚SCK连接中央处理器11的引脚SCK；通信模块5的引脚NSS连接中央处理器11的引脚B2；通信模块5的引脚RESET连接中央处理器11的引脚B1；通信模块5的引脚DIOO连接中央处理器11的引脚BO；通信模块5的引脚DI01、DI02、DI03、DI04、DI05均不做连接，通信模块5的其它引脚的连接情况请参见图4。

参见图5和图9，地磁传感器131的引脚SDA连接中央处理器11的引脚SDA；地磁传感器131的引脚SCL连接中央处理器11的引脚SCL；地磁传感器131的引脚D3连接中央处理器11的引脚D3。地磁传感器131的其他电子元件，以及其它引脚和电子元件的连接关系参见图9所示。

参见图5和图10，输入输出接口中P1的引脚MISO连接中央处理器11的引脚MISO；输入输出接口中P1的引脚MOSI连接中央处理器11的引脚MOSI；输入输出接口中P1的引脚SCK连接中央处理器11的引脚SCK；输入输出接口中P1的引脚RESET连接中央处理器11的ATmega328P引脚RESET；输入输出接口中P2的引脚TX连接中央处理器11的引脚TX；输入输出接口中P2的引脚RX连接中央处理器11的引脚RX；输入输出接口中P2的引脚D2连接中央处理器11的引脚D2；输入输出接口中P2的引脚RESET连接中央处理器11的ATmega328P引脚RESET；输入输出接口中P3的引脚FLO连接中央处理器11的引脚FLO；输入输出接口中P3的引脚FL1连接中央处理器11的引脚FL1；输入输出接口中P4的引脚BLO连接中央处理器11的引脚BLO；输入输出接口中P4的引脚BL1连接中央处理器11的引脚BL1；输入输出接口中P1、P2、P3和P4的其它引脚的连接关系参见图10。

中央处理器11的其它电气元件以及与其它引脚的连接关系参见图5所示。中央处理器11的ATmega328P引脚XTAL1连接中央处理器11的TSX3225的引脚XTAL1；中央处理器11的ATmega328P引脚XTAL2连接中央处理器11的TSX3225的引脚XTAL2；中央处理器11的ATmega328P引脚RESET连接中央处理器11的电阻R1和电容C7的连接处。中央处理器11的引脚2、9、10、11、19、22均不做连接。

本实施例还提供一种停车场车位检测系统，参见图10，包括基站3、服务器2和上述任意一个实施例所公开的停车场车位检测器1；

所述停车场车位检测器1通过所述基站3与所述服务器2进行通讯连接。

现做以下实验：

某大型室内停车场有1200个停车位，分为五层，每层有240个车位，通过在每个停车位安装停车场车位检测器，实现对每个车位占有状态的检测，当车辆进入车位时，停车场车位检测器上方的光强由强变弱，从而依次地磁传感器和测距传感器进行验证，然后将最终检测结果通过无线网络发出。考虑到楼层内的遮挡，每层设置两个接收器，实现对每个停车场车位检测器发出信息的有效接收。中控室的服务器根据接收到的信息，动态发布并引导车辆到达合适的车位。因为大多数时间只有光电传感器在工作，其余模块处于休眠状态，所以停车场车位检测器大部分时间处于极低的功耗，在不更换电池的情况下连续工作超过一年时间，降低了维护成本。

某室外停车场有100个车位，采用了停车场车位检测器安装在每个车位，当车辆进出时依次利用光电传感器和地磁传感器检测车位占用情况。当白天车位没有被占用的情况下，太阳能电池板能为充电电池充电，因为充电功率远大于消耗功率，在晴好的条件下，一天消耗的能耗，太阳能板可以在半个小时左右充满(实际充电具体时间取决于太阳光强)。因此理想状态下在充电电池寿命结束前，停车场车位检测器可一直连续工作。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对本实用新型所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。