一种基于精准定位的充电桩车位预约系统及方法与流程

本发明涉及到智能停车场管理系统技术领域。

背景技术：

随着电动汽车的不断增加，虽然充电桩数量也在迅速增加，但存在以下几个问题：一是充电桩车位大部分时候被非电动车占用，但电动汽车车主出发前是无法知道该车位被非燃油车占用了，到达现场才知道，给电动汽车车主带来了很多的不便；二是不具备电动汽车识别功能，导致非电动汽车冒充电动汽车占用充电桩停车位，同样带来了问题；三是随着大型建筑物的不断增加，单个停车场车位数量也在增加，个别停车场停车位数量甚至达到数千个。如果没有停车场导航功能，电动汽车车主很难找到充电桩车位，回程时也无法反向寻车了。

随着中国羲和系统的推出，用户通过羲和系统进行定位误差可以达到室外小于一米，室内小于三米的精度。当羲和系统与5g通信结合的支持tc-ofdm技术的移动通信设备大量铺设，且支持羲和系统的终端规模普及后，基于羲和系统定位的技术将会非常方便推广应用。未来也有类似精准定位系统推出并运营，为表述方便，下文将羲和系统及其类似系统统称为羲和系统。

技术实现要素：

综上所述，本发明的目的在于解决目前停车场实现停车场内精准导航和反向寻车需要用铺设导航用的无线信标，充电桩车位容易被非电动车占用，缺乏智能化管理，操作不便的技术不足，而提出一种基于精准定位的充电桩车位预约系统及方法。

为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：

一种基于精准定位的充电桩车位预约系统，包括：管理平台、充电桩系统、智能车位锁、车位锁路由器、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端；

管理平台，用于连接管理充电桩系统、智能车位锁、车位锁路由器、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端；

充电桩系统，用于给电动车充电，并将充电状态和充电费用信息发送给管理平台；

智能车位锁，安装于充电桩停车位上，根据管理平台的控制指令进行上锁或落锁；

车位锁路由器，建立智能车位锁与管理平台之间的通信连接当智能车位锁采用运营商提供的nb-iot系统或lorawan系统与管理平台连接时，则不需要车位锁路由器；；

车位管理系统，通过内置通信模块与管理平台通信连接，包括有用于车辆外观和车牌识别的车辆信息采集摄像机，根据车辆信息采集摄像机拍摄的车辆外形和车牌识别车辆是否为电动汽车，在识别为电动汽车后，向管理平台提供车位允许解锁指令；由管理平台控制相应的智能车位锁落锁；

入口闸机，设于停车场入口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的预约车牌信息控制车辆进入，并生成车辆入场信息输出至管理平台；

出口闸机，设于停车场出口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的放行指令控制出口闸机放行，并生成车辆出场信息输出至管理平台，管理平台更新驶离停车位状态；

用户终端，通过移动通信网络完成与管理平台的通信，并接收羲和系统定位信号，接收用户的信息注册信息输入、车位预约信息输入及落锁信息输入，并将接收到的各输入信息发送至管理平台，管理平台根据车位预约信息控制预约车位上的智能车位锁上锁，并将车位预约信息中对应的车牌信息下发到对应停车场的入口闸机；管理平台还根据车位预约信息将预约充电桩停车场位置和停车位电子地图提供给用户终端，在用户终端使用羲和系统到达预约停车位附近后，管理平台根据用户终端在预约车辆进入预约车位之前，且已收到车位管理系统提供车位允许解锁指令后，控制智能车位锁落锁。控制智能车位锁落锁。

所述的智能车位锁通过有线，或者通过wifi模块、zigbee模块、nb-iot模块、lorawan模块、sigfox模块或移动通信模块无线连接车位锁路由器后，经车位锁路由器再连接管理平台。

所述的智能车位锁还包括有车辆识别模块。

采用所述的系统实现基于停车场导航的充电桩车位预约方法如下：

（1）用户通过用户终端向管理平台进行信息注册，注册的信息包括用户姓名、用户联系电话、车牌信息、车型信息和缴费的支付账户；

（2）当用户通过用户终端连接管理平台，从管理平台上获得车辆需进入停车场信息，预定停车场的空闲停车位后，管理平台根据车位预约信息，指令预定空闲停车位上的智能车位锁上锁，管理平台中同时将该空闲停车位更新为禁止停车状态；管理平台并将车位预约信息中对应的车牌信息下发到对应停车场的入口闸机；管理平台根据停车场信息或用户需求将停车场内的车位导航路径地图发送至用户终端；

（3）用户终端采用羲和系统导航到预定停车位所属的停车场，并使用移动通信网络与管理平台进行通信；或用户自行驾车前往预定停车场，或通过用户终端实时上报自身位置至管理平台，按管理平台规划导航路线前往预定停车场，或管理平台根据预定停车场的位置信息调用第三方导航软件导航到预定停车场；

（4）当用户到达预定停车场后，入口闸机的摄像机读取车辆的车牌信息，再与预约信息中对应的车牌信息进行比对，比对正确即放行车辆进入停车场；

（5）用户车辆进入停车场后，由管理平台控制用户终端切换到车位导航路径地图模式，用户终端采用羲和系统导航到预定停车位附近；

（6）当用户导航进入预定停车位时之前，车位管理系统根据车辆识别摄像机拍摄的车辆外形和车牌判断车辆是否为电动汽车，如果是电动汽车，管理平台才开启接收用户终端发送落锁信息，智能车位锁直接或经管理平台间接接收到落锁信息之后进行落锁动作，允许车辆停入本停车位；如果是非电动汽车，智能车位锁继续保持锁定状态，不允许车辆驶入本停车位。

还包括有步骤（7）当用户开车离开时，用户终端采用羲和系统导航找车，导航到达自己的车辆停放位置；在用户直接将车开到出口闸机处，出口闸机拍摄读取车辆的车牌信息，并将车辆出场信息输出至管理平台，管理平台结合入口闸机提供的车辆入场信息和收费标准计算出停车费用，从捆绑的支付账户上扣取相应停车费，同时，根据充电桩系统，提供的充电费用信息，管理平台从捆绑的支付账户上扣取相应充电费用后，控制出口闸机放行车辆。

还包括有步骤（8）当出口闸机放行车辆后，管理平台将该预定停车位由禁止停车状态更新为空闲停车位状态，等待接受用户的预订。

还包括有用户在即将离开停车场时，选择缴费离场，用户根据管理平台计算的停车费进行缴费，随之管理平台将该车辆已缴费的信息发送给出口闸机，当用户在缴费后规定的时间段内驾驶车辆到达出口闸机时，出口闸机通过车牌信息对比判断该车辆已经缴费则直接放行。

对于预订停车场为室外停车场时，第（5）步还包含有在线车位导航模式

与现有技术相比，本发明可带来以下有益效果：

本发明提出采用运营商推出的羲和系统精准导航系统完成导航的充电桩车位预约系统，实现停车场精准导航和反向寻车功能，且不用铺设导航用的无线信标。让预定了充电桩车位的电动汽车车主在出发前就能锁定停车位，并能通过停车场导航便捷的找到自己预定的充电桩车位，离开时能通过反向寻车方便快捷的找到自己的电动汽车。充电桩车位具有电动汽车识别功能，避免了非电动汽车冒充电动汽车占用充电桩停车位的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统结构示意图；

图2为本发明实施例2的系统结构示意图；

图3为本发明智能停车方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和本发明优选的具体实施本发明作进一步地说明。

实施例1

参照图1和图3中所示，基于精准定位的充电桩车位预约系统，包括：管理平台、充电桩系统、智能车位锁、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端；

管理平台，用于连接管理充电桩系统、智能车位锁、车位锁路由器、车位管理系统、入口闸机、出口闸机及用户终端。管理平台接主要收存放用户注册数据和停车场信息数据、充电桩信息、电子地图、接收用户指令并且给智能车位锁和闸机发出指令等。停车场信息数据可以是包含停车场位置信息，停车位的数量、分布图和闲忙状态信息、收费标准信息等信息。

充电桩系统，用于给电动车充电，并将充电状态和充电费用信息发送给管理平台；

智能车位锁，安装于停车位上；智能车位锁内置nb-iot通信模块和nb-iot物联网卡，根据管理平台的控制指令进行上锁或落锁。

车位管理系统，通过5g通信模块与管理平台通信连接，包括有用于车辆外观和车牌识别的车辆信息采集摄像机，根据车辆信息采集摄像机拍摄的车辆外形和车牌识别车辆是否为电动汽车，在识别为电动汽车后，向管理平台提供车位允许解锁指令；由管理平台控制相应的智能车位锁落锁；车位管理系统内置通信模块，可以与管理平台和智能车位锁通信。车位管理系统可以通过管理平台或直接与充电桩通信获取充电桩信息，电动车用户可以通过用户软件获取充电信息，也可以主动发送车辆充电信息给电动车用户。车位管理系统内置nb-iot通信模块。

入口闸机，设于停车场入口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的预约车牌信息控制车辆进入，并生成车辆入场信息输出至管理平台。入口闸机采用nb-iot通信模块与管理平台连接。

出口闸机，设于停车场出口，识别车辆的车牌信息，根据管理平台的提供的放行指令控制出口闸机放行，并生成车辆出场信息输出至管理平台，管理平台更新驶离停车位状态。在用户终端向管理平台操作支付停车费或管理平台根据车辆停放时长自动从预设帐户扣取停车费，或现场人工收到停车费后通过出口闸机反馈给管理平台之后，出口闸机放行车辆出停车场。出口闸机采用nb-iot通信模块与管理平台连接。

用户终端，通过移动通信网络完成与管理平台的通信，并接收羲和系统定位信号，接收用户的信息注册信息输入、车位预约信息输入及落锁信息输入，并将接收到的各输入信息发送至管理平台。

本发明基于精准定位的充电桩车位预约系统，实现了用户通过系统预定充电桩车位后该车位就被锁定，用户驾驶电动汽车到达停车场后通过停车场导航帮助用户快捷准确找到自己预定的充电桩停车位，充电桩车位确认其为电动汽车后解除车位锁定，允许电动汽车停入充电桩车位，当车主离开时可通过本系统实现反向寻车并完成电费和停车费的结算，极大的方便了车主对充电桩车位的预定、充电、车位寻找和付费离开。

精准导航系统包括但不限于中国即将规模应用的羲和系统，羲和系统采用tc-ofmd技术与5g移动通信系统结合，使得用户不论在室内还是在室外，定位精度都高于目前已有民用定位系统。因此，不论是室内停车场还是室外停车场，都可以使用羲和系统及其类似系统完成精准定位及导航。为表述方便，下文将羲和系统及其类似系统统称为羲和系统。

与现有技术相比，本发明的主要特点：

1、具有停车场精准导航功能

车辆到达停车场后，用户终端都可以通过羲和系统对车辆进行定位，从而实现车辆不论在室外还是室内停车场，都可以精准导航到停车位，也可以精准实现反向寻车。

2、可判断车辆是否是电动汽车

本发明通过摄像机拍摄到车辆和车牌后将信息传递给车位控制系统。

3、全程采用4g/5g/6g等移动通信方式

用户终端全程采用4g/5g/6g等移动通信方式进行通信，避免了切换通信方式带来的不好的体验感，同时不用铺设用户终端路由器实现通信。

4、不需在停车场铺设无线信标

由于采用运营商运营的羲和系统导航，因此不论是室内停车场还是室外停车场，都不需要铺设无线信号完成导航，使得系统投资更少，运维更容易。

采用上述的系统实现基于停车场导航的智能停车方法如下：

（1）用户通过用户终端向管理平台进行信息注册，注册的信息包括用户姓名、用户联系电话、车牌信息、车型信息和缴费的支付账户；注意，注意用户可注册多个车牌号和多个支付账户，但如果注册车辆为非电动车则不能预定充电桩停车位。车型信息是指车型为电动汽车或非电动汽车。

（2）当用户通过用户终端连接管理平台，从管理平台上获得车辆需进入停车场信息，预定停车场的空闲充电桩停车位后，管理平台根据车位预约信息，指令预定空闲停车位上的智能车位锁上锁，管理平台中同时将该空闲停车位更新为禁止停车状态；管理平台并将车位预约信息中对应的车牌信息下发到对应停车场的入口闸机；管理平台根据停车场信息或用户需求将停车场内的车位导航路径地图发送至用户终端；车位导航路径地图就要是结合停车位分布图，通过定位信标实现停车场内停车位的导航定位，帮助用户快捷准确找到自己预定的停车位。

（3）用户终端采用羲和系统导航到预定停车位所属的停车场，并使用移动通信网络与管理平台进行通信；或用户自行驾车前往预定停车场，或通过用户终端实时上报自身位置至管理平台，按管理平台规划导航路线前往预定停车场，或管理平台根据预定停车场的位置信息调用第三方导航软件导航到预定停车场。

（4）当用户到达预定停车场后，入口闸机的摄像机读取车辆的车牌信息，再与预约信息中对应的车牌信息进行比对，比对正确即放行车辆进入停车场。

（5）用户车辆进入停车场后，由管理平台控制用户终端自动切换到车位导航路径地图模式，用户终端采用羲和系统导航到预定停车位附近；或在入口闸机输出车辆入场信息至管理平台后，由管理平台控制用户终端切换到车位导航路径地图模式；对于预订停车场为室外停车场时，还包含有在线车位导航模式，也即是采用传统户外卫星定位导航系统，结合停车位分布图，帮助用户快捷准确找到自己预定的停车位。当停车场内具有良好的4g/5g/6g等移动通信覆盖网络时，管理平台可指示用户继续使用移动通信网络与管理平台进行联系；当停车场内不具有良好的4g/5g/6g等移动通信覆盖网络时，管理平台可指示用户连接本系统的无线路由器信号与平台进行联系。

（6）当用户导航进入预定停车位时之前，车位管理系统根据车辆识别摄像机拍摄的车辆外形和车牌判断车辆是否为电动汽车，如果是电动汽车，管理平台才接收用户终端发送的落锁信息并指令车位锁落锁，车辆才能停入本停车位；如果是非电动汽车，智能车位锁继续保持锁定状态，不允许车辆驶入本停车位。

（7）当用户开车离开时，用户终端采用羲和系统导航找车，导航到达自己的车辆停放位置；在用户直接将车开到出口闸机处，出口闸机拍摄读取车辆的车牌信息，并将车辆出场信息输出至管理平台，管理平台结合入口闸机提供的车辆入场信息和收费标准计算出停车费用，从捆绑的支付账户上扣取相应停车费，同时，根据充电桩系统提供的充电费用信息，管理平台从捆绑的支付账户上扣取相应充电费用后，控制出口闸机放行车辆。具体实施过程中，停车费缴纳则有两种方式用户可以选择：方式一是用户可以直接将车开到出口闸机处，出口闸机拍摄到车辆的车牌号发送给管理平台，管理平台结合入口闸机判断该车辆进入停车场的时间计算该车辆的停放时间，并从捆绑的支付账户上扣取停车费后通知出口闸机放行该车辆；方式二是用户可以在即将离开停车场时选择缴费离场，用户根据管理平台计算的停车费进行缴费，随之管理平台将该车辆已缴费的信息发送给出口闸机，当用户在缴费后规定的时间段内驾驶车辆到达出口闸机时，出口闸机通过车牌号对比判断该车辆已经缴纳停车费则直接放行。

（8）当出口闸机放行车辆后，管理平台将该预定停车位由禁止停车状态更新为空闲停车位状态，等待接受用户的预订。

本发明提出基于精准定位的充电桩车位预约系统，用户通过系统预定充电桩车位后该车位就被锁定，用户驾驶电动汽车到达停车场后通过羲和系统导航帮助用户快捷准确找到自己预定的充电桩停车位，充电桩车位确认其为电动汽车后解除车位锁定，允许电动汽车停入充电桩车位，当车主离开时可通过本系统实现反向寻车并完成电费和停车费的结算，极大的方便了车主对充电桩车位的预定、充电、车位寻找和付费离开。

实施例2

参照图2中所示，本实施例的基于精准定位的充电桩车位预约系统包括管理平台、充电桩系统、内置zigbee通信模块的智能车位锁、内置4g通信模块的zigbee路由器、内置zigbee通信模块的车位管理系统、内置zigbee通信模块的入口闸机、内置zigbee通信模块的出口闸机和用户终端。

与实施例1不同的是主要增加了zigbee路由器，zigbee路由器作为无线路由器建立智能车位锁与管理平台之间的直接无线通讯连接。

实施例2实现基于停车场导航的充电桩车位预约方法与实施例1方法相同。