CN110853398A

CN110853398A - 一种嵌入式物联网车位共享***

Info

Publication number: CN110853398A
Application number: CN201910961957.5A
Authority: CN
Inventors: 岳天一; 赵啸宇; 李宇凡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-02-28

Abstract

本发明公开了一种嵌入式物联网车位共享***，包括摄像识别模块，用于监测停车位区域，并对监测区域内的停车位信息进行检测；地锁模块，于对应停车位被租赁的情况下，松开保险，促使用户能够进行落锁和上锁，并在摄像识别模块检测到停车位未被占用的情况下，检测地锁是否上锁，在检测结果为否的情况下，播放音频进行报警；车位服务器，用于对摄像识别模块和地锁模块的信息进行管理，在摄像识别模块检测停车位内的牌信息与租赁信息不匹配的情况下，判定停车位内的车辆为违规车辆，并通知管理人员进行处理，在地锁模块报警时间超出阈值时，确定用户车辆离开后未架起地锁，生成对用户的处罚账单信息。

Description

一种嵌入式物联网车位共享***

技术领域

本发明涉及一种车位管理***，具体来说，涉及一种嵌入式物联网车位共享***。

背景技术

目前，物联网技术发展火热，包括传感器、RFID标签和嵌入式等关键技术在内的基本技术结构趋于稳定，诸如智能家居、智能楼宇等新理念不断提上日程。物联网技术凭借其物与物、人与物之间的信息传递与控制的能力被社会多方人士看好，并期望其能够深入到人们的日常生活之中,满足广大公众的最迫切的需求。

另一方面，共享经济开始为人们所追捧，诸如共享单车、共享充电宝和共享WIFI等共享资源被我国大众广为接收。共享经济的本质是整合线下闲散的物质资源，让人们以不同的方式付出和受益，共同获得经济红利。

共享停车位也是本着共享经济为目的，共享车位主人暂不使用的空闲车位。但是现存的共享停车位***，不能保证租借双方能够按照约定使用车位，监管体系空缺，收费指标模糊。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种嵌入式物联网车位共享***，能够解决上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种嵌入式物联网车位共享***，包括：

移动终端模块，与云平台通信连接，用于管理用户共享的车位资源及显示附近可用停车位，在靠近对应车库时，发送车位请求实现车位租赁，并在使用结束后进行账单结算；

摄像识别模块，设置于车库内，与云平台通信连接，用于监测停车位区域，并对监测区域内的停车位信息进行检测；其中，所述停车位信息包括：停车位是否占用；停车位内的车辆车牌信息与租赁信息是否匹配；

地锁模块，设置于停车位内，与摄像识别模块和云平台通信连接，用于对应停车位被租赁的情况下，松开保险，促使用户能够进行落锁和上锁，并在摄像识别模块检测到停车位未被占用的情况下，检测地锁是否上锁，在检测结果为否的情况下，播放音频进行报警；

车位服务器，与云平台通信连接，用于对移动终端模块、摄像识别模块和地锁模块的信息进行管理，并根据移动终端模块的车位请求信息进行车位计时和费用管理，生成费用账单信息，同时，在摄像识别模块检测停车位内的牌信息与租赁信息不匹配的情况下，判定停车位内的车辆为违规车辆，并通知管理人员进行处理，在地锁模块报警时间超出阈值时，确定用户车辆离开后未架起地锁，生成对用户的处罚账单信息。

另外，检测地锁是否上锁包括：检测地锁的锁杆的倾斜度是否达到阈值、检测地锁上方是否有物体遮挡，在检测结果为，地锁上方未有物体遮挡，且地锁的锁杆倾斜度未达到阈值的情况下，判定地锁并未上锁。

其中，所述地锁模块与所述摄像识别模块之间通过蓝牙进行通信连接。

本发明能够有效的对共享租赁车位进行监管，对违规占用车位和合法借用车位的车辆加以区分，帮助小区安保***能够维护车位主和借用人的权益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是根据本发明实施例的嵌入式物联网车位共享***的部署示意图；

图2是根据本发明实施例的地锁模块与摄像识别模块的交互状态图；

图3是根据本发明实施例的车库服务器交互状态图；

图4是根据本发明实施例的云平台服务器交互状态图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了

根据本发明实施例的一种嵌入式物联网车位共享***，包括：

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过实际部署和应用对本发明的上述技术方案进行详细说明。在以下应用中，自动提示地锁即为地锁模块，感知摄像头即为摄像识别模块。

在实际应用时，可如图1所示进行部署，***包括感知摄像头、自提示地锁、车库服务器和云平台服务器。

感知摄像头安装在视野开阔正对一排或一列停车位的位置上，用于检测停车位占用状态，识别占用车辆车牌号。自提示地锁可以在现有地锁的基础上追加传感器(按照技术方案连线)得到。

感知摄像头通过蓝牙通信模块与自提示地锁建立无线通信。如图2所示，当摄像头检测到停车位空闲，通知地锁检视自身状态。优先的，如地锁检测到上方仍有占用车辆会通知摄像头重新检测，如地锁已被拉起会通知摄像头状态良好，如未被拉起会发出提示音，不反馈信号给摄像头。

感知摄像头群组通过双绞线与车库服务器建立有线通信。如图3所示，车库服务器会不间断同步云平台数据库，获取本车库车位借用人和车位主数据。车库数据库与云平台数据库核对车位信息，确认车位占用情况，上传到云端数据库。

车库服务器与云平台服务器依靠网络供应商建立网络通信。如图4所示，云平台服务器负责完成车位共享的核心逻辑。借出人和租借人的服务请求和占用车位时的行为，会实时同步到数据库表中。

车位的租借人和借出人如在共享过程中出现不当行为或未履行自身义务，如车辆离开后未拉起地锁或损坏地锁，未按时离开借用车位以及强行占用未租借车位等情况。***在根据自身实时性的特点准确及时的甄别出上述情况后，会告知受害方和车库管理人员处理事故，并对违规人员按照约定实施处罚。

此外，在实际应用时，感知摄像头可采用以下方案进行部署：元器件：控制器选用ZYNQ-7000可扩展处理平台(后面简称为控制器)；摄像装置选用Logitech的USB摄像头；通信模块选用HC-06蓝牙模块，网络通信双绞线。

控制器内部配置：ZYNQ内部Bank501的PS_MIO28～PS_MIO39端口设置为USB***端口；Bank501的PS_MIO16～PS_MIO27端口设置为Enet0***端口；PMOD的JB3(管脚号V10)、JB4(管脚号W8)分别与uart0_txd和uart0_rxd约束，作为uart0外部串口(用于蓝牙通信)。

连线：摄像头使用USB数据线与控制器的USB端口连接；车位服务器使用双绞线与控制器的Enet端口连接；HC-06的RX和TX端分别连接控制器的JB3和JB4。值得注意的是，同一车库中的主蓝牙模块应设置不同的物理地址，用以避免从蓝牙模块在寻址过程中的误连接。

逻辑编程：操作***选用linux***内核，配置添加蓝牙串口和摄像头底层驱动，以及openCV等依赖库文件。为实现视频图像识别，在程序中创建OpenCV的VideoCapture对象获取摄像头，并通过read函数将返回的当前帧图像存储在Mat数据结构里。Mat使用canny算法进行牌照的边缘检测分割和二值化处理，最终得到的二值化牌照图像再被分割成单字符进入BP神经网络(应用openCV中的CvANN_MLP实现)，经分类决策后得出牌照号码。摄像头对应的停车区域使用人工标定的方式(指定位图中分割线起点和终点的像素坐标，形成分割线函数)划分停车位，识别出的牌照号码根据自身像素坐标区间与车位分割线比对，确认所属的停车位。

至此，感知摄像头已完成识别对应停车位牌照号码的基本功能，下面实现与***的交互逻辑。未检测到车牌号码的车位被认定为空位，通过蓝牙模块向自提示车桩发送空位信号。如自提示车桩返回确认信号，控制器通过双绞线向车库服务器发送空位信号和车位号。如自提示车桩返回占位信号，控制器重新识别车位信息。检测出号码的车位被认定为有机动车正在占用，通过双绞线向车库服务器发送占位信号、车位号和车牌号。感知摄像头与地锁的交互逻辑参考图2。

而对于自提式地锁来说，当地锁接收到感知摄像头传来的车位空闲信息，会检测自身的倾斜角度以及地锁上方是否有物体遮挡。倾斜角度达到设定好的阈值，及认定地锁自身已架起。地锁上方有遮挡物，则反馈信号给传感摄像头，重新检测车位处的车牌号码。地锁上方无遮盖物，且倾斜角度未达阈值，认定车位使用者离开后未架起地锁，功放***通过喇叭播放提示音频。自提式地锁可采用如下配置：

元器件：Arduino-UNO微控制器、蓝牙模块(从)、三轴加速度传感器(倾角传感器)、红外传感器、喇叭(8Ω1w)、功放模块、供电模块(纽扣电池)、任意地锁

连线：蓝牙模块的txd、rxd引脚连接UNO板的0、1端口；三轴加速度传感器和红外传感器的SDA、SCL引脚与UNO板的A4、A5端口并联；功放模块的IN引脚连接UNO板的5端口；功放模块的输出正负极连接至喇叭的正负极；倾角传感器绑定在在地锁的立柱上(x轴顺着立柱的方向)，红外传感器绑定在地锁的台面上(收发器朝向正上方，不能出现车辆以外的遮挡物。)其余器件在不影响地锁活动，不损伤自身功能的情况下固定在地锁上。

编程逻辑：程序在裸机上运行，通过Arduino提供的库函数按照上图状态机实现逻辑。其中引用Wire库函数以I2C总线协议与倾角传感器和红外传感器通信；引用AdvancedI/O中的tone函数控制功放模块播放音频；引用Serial库函数实现蓝牙串口通讯。地锁具体的工作过程参考图2。

而对于车位服务器来说，其汇总、处理感知摄像头群组得到的车位数据，以及与云端数据的交互核实。服务器采用linux***搭建，配备有端口卡以有线通信的方式使用双绞线与各个感知摄像头连接。服务器通过当地网络供应商并入互联网与云平台服务器对接。

编程逻辑：服务器应用socket实现网络通信。首先服务器监听各个信道的情况，当有终端(感知摄像头)请求数据时，服务器创建连接，接收车位信号、车位号和可能包含的车牌号码，返回确认后关闭。根据接收到的信息车库服务器将维护一个存储当前车库内车位信息的实时数据库(依靠linux下的mysql数据库实现)，数据库的主表内容包括：车库编号、车位号、车位状态、车牌号。其中车位号记录当前车位在所选车库中的编号；车位状态记录当前车位的使用情况，包括空位、占用、违规占用、车主占用和借用人占用5种状态；车牌号记录当前使用车位的机动车牌号，如车位状态为空位，车牌号赋空值。车库服务器会实时同步云端的数据库，其中包含车位号、车主牌照号和借用人牌照号，车库服务器的数据库也会被实时同步到云端。车库服务器与云平台和感知摄像头的交互过程参考图3。

在同步过程中，车位状态中的占用状态属于一种临时状态(此状态不会被同步到云端)，该状态在与云端数据库比对后会替换成违规占用、车主占用和借用人占用三种状态之一，随后再进行同步。

而对于云平台服务器来说，其是***的总体的互联互通。客户可以通过自身携带的终端设备向云平台发出请求，云平台会根据请求类型和内容创建任务流，维护数据库。在***运转调度后，云平台会根据***的反馈给用户提供相应的车位借用或借出服务。

编程逻辑：云平台服务器依托现有的云服务器提供商，在Linux***框架下搭建。云平台的主要任务是维护自身数据库和实现工作逻辑。其中数据库主要包括车位状态表单、租借表单和借出表单。各个车库的数据库被实时同步形成一个基础的车位状态表单。客户的服务请求和相关信息被分别存储在租借表单和借出表单中，并以任务流的形式展示。其中租借表单包括租界人、车库编号、车位号、车牌号、租借起始时间、租借时长、租借状态和租借费用，借出表单包括借出人、车库编号、车位号、车牌号、借出起始时间、借出终止时间和借出状态。

云平台的具体工作逻辑由图4给出。补充描述：借出人在确认借出信息过程中，需要给出车位借出的起止时间以及地锁开启方法。如出现车位被违规占用，即地锁开启方法被盗或其它特殊情况，***负责联系车库管理人员和借出人妥善解决问题。在租借人离开车库后应按照地锁提示，将指定车位地锁拉起。如租借人超时后仍未完成操作，将会按违约处理。此状态图中，所有的租借状态跳转都会按照相应的任务状态记录在表单中，不赘述。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明在确保车库的监管能力的基础上，并未添加相关的自动控制装置，而是使用自提示地锁装置协助双方确保自身利益。这样做的目的首先是提高***大范围低消耗规划布置的能力，并依靠其易修复、替换的特点降低维护成本，确保***的使用寿命。再而可以避免自动控制***故障造成的车辆、人员损伤，提高***安全性。其次，信用档案机制越加完善，失信人员会受到社会方方面面打压，个人信用开始被人们所重视。共享经济就是在社会公德和人与人之间互利互信的基础上提出的，所以完善监管***，为受害者提供充足的证据已经足够为租借双方保驾护航，同时也符合信用社会的发展潮流。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种嵌入式物联网车位共享***，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的嵌入式物联网车位共享***，其特征在于，检测地锁是否上锁包括：检测地锁的锁杆的倾斜度是否达到阈值、检测地锁上方是否有物体遮挡，在检测结果为，地锁上方未有物体遮挡，且地锁的锁杆倾斜度未达到阈值的情况下，判定地锁并未上锁。

3.根据权利要求1所述的嵌入式物联网车位共享***，其特征在于，所述地锁模块与所述摄像识别模块之间通过蓝牙进行通信连接。