CN113611127A

CN113611127A - 基于物联网和云计算的地下停车场车位引导***

Info

Publication number: CN113611127A
Application number: CN202110912536.0A
Authority: CN
Inventors: 谭举; 张栋; 王之风; 陈传灿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2041-08-10
Also published as: CN113611127B

Abstract

本发明公开了一种基于物联网和云计算的地下停车场车位引导***，本发明分为用户层、感知层、决策层。本发明通过用户层进行数据收集，实现车位引导信息发送至用户端；通过感知层判断车位是否空闲、用于定位及识别车辆、LED灯带引导；通过决策层进行路径计算、上传到云端进行存储、二次加密，保证数据安全。通过该发明可加快驾驶员停车效率，并在目标车位被占后进行二次引导，同时采用二次秘钥加密形式保障其数据安全性。

Description

基于物联网和云计算的地下停车场车位引导***

技术领域

本发明属于智能停车技术领域，特别是涉及基于物联网技术和云计算技术的车位引导***。

背景技术

随着人们生活水平的提高，中国的汽车保有量不断提高，越来越多的居民将汽车作为主要的出行工具。但是，外出后寻找停车位已经成为影响人们出行体验的关键问题之一。

对于大型商场地下停车场，普遍存在停车位缺乏有效引导，司机只能迂回、盲目寻找空车位的问题。而当前已经使用的停车引导***，并不能有效地指引车主精准找到停车位。

由于传统的停车引导***只是告知驾驶员目标区域有空车位及停车位数量，但是没有提示驾驶员该车位是否有其他车辆驶入，也不会告知驾驶员该区域是否有其他车辆正在停车。尤其是当车位被其他车辆所占据，并未提供二次引导功能。在这种情况下，司机的停车效率大大降低。

另外，传统的停车管理***对用户数据的安全性和机密性保证不够，容易造成信息的泄露；

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网技术和云计算技术相结合，并能确保二次引导和信息安全的车位引导***。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于物联网技术和云计算技术的地下停车场车位引导***，包括用户层、感知层、决策层，其中：

所述用户层，包括车机大屏、手机客户端、电子公告栏等，其中车机大屏用于接收停车场的停车位信息、公告信息以及车位引导信息；手机客户端则是可满足以上功能外，也可辅助车辆定位，在感知层无法获取车辆定位信息时，通过手机标签信息进行定位；

所述感知层，即为ZigBee终端节点，其由CC2530单片机、地磁传感器、RFID阅读器以及LED灯带组成。安装在停车位上的地磁传感器用于判断车位是否空闲；安装在车道及车位上方RFID阅读器用于定位、识别车辆；安装在行车道边的LED灯带用于引导车辆驶向停车位；

所述决策层，包括ZigBee协调器、上位机及服务器。ZigBee协调器周期性地收取来自ZigBee终端节点传输的空闲车位和车辆信息，ZigBee协调器再通过串口转发给上位机，上位机根据这些信息，通过预先设置的改进型Dijkstra算法，计算出最佳的泊车路径，通过ZigBee网络传输给终端节点，并控制LED灯带，从而引导车辆驶入分配的停车位。同时，相关数据将上传到云端进行计算、存储，并通过云端与用户层进行信息反馈；

为保证数据的安全性，通过引入第三方TPA、RSA算法、DES算法及Hash函数，为云计算提供完整、安全、机密的存储方案，并经二次加密存储能够实现数据信息的加密、解密、认证。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置用户层、感知层、决策层，实现对车辆的便捷识别操作，通过对车位识别、对灯光的控制实现对行驶路径的规划和引导，并将停车信息反馈到用户层，与车机大屏和手机端均可获悉，使得停车消耗更少时间，提升停车效率；

2、当在停车过程中，车位被其他车位占据，将重新锚定停车位，并进行路径再次规划和引导，提高停车***的运行效率；

3、获取的相关数据将存储在云端，并通过两次秘钥加密形式，更能保证数据的安全性和机密性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为路径规划诱导流程框图；

图2为停车场结构模型示意图；

图3为停车场结构S→P2的无向带权图；

图4为停车引导***总览图；

图5为停车引导***工作流程图；

图6为地磁感应模块设计图；

图7为基于云计算的数据信息加密安全存储图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例图中的附图，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的一部分，而不是全部的内容。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的在于克服地下停车场车位引导***的不便性，提供一种基于物联网技术和云计算技术的地下停车场车位引导***。所述一种基于物联网技术和云计算技术的地下停车场车位引导***具有设备便于安装、车位引导、二次引导功能、数据安全存储等特点。

设备安装，见图5和图6，具体步骤包括：

步骤1：在车道线两旁安装LED灯带，用于引导功能；

步骤2：在车位上安装地磁传感器，用于感知停车位状态，是否有车辆停放；

步骤3：在停车场入口布置电子公告栏，用于发布停车场车位信息、其他公告；同时开发APP程序，用于用户端的信息发布，并对驾驶员及车型信息进行收集，并实现手机与***的绑定操作。

当汽车进入停车场前，通常会进行车牌识别，这个过程是一个信息交互的过程。

决策层根据停车场内空车位情况，以距离电梯最近为原则，采用改进型Dijkstra算法计算出最佳路径，相较于传统Dijkstra算法，可大幅减小计算量，提高计算速度，具体算法实现步骤包括：

步骤1：以电梯为圆心，先在设定的半径范围内搜索空闲车位，若找到，则比较所得路径，确定最短路径泊车位；

步骤2：完成步骤1后，若未找到停车位，则扩大搜索范围，每次搜索半径按设定值增加，直至找到空闲车位。将所有空车位存入集合P，集合P中的每个空车位记为P_i，i为搜索到的空车位节点数目；

P＝{P₁，P₂，P₃，P₄……P_i-1，P_i}

步骤3：按照停车位尺寸标准，定义车位的宽为2.5m，长5m，道路的宽为5m，计算出对于每个停车位到拐点均有特定的权值；

步骤4：更新入口至空车位P的路径权值，对比得到最短路径权值，并得出最短行车路径。如按照图2示意，P2为距离电梯口最近的空闲停车位。则S→P2的最短路径按照Dijkstra算法得出：

则推导出出最短路径为S→E7(E1)→E8→P2，形式长度为51.25m，见图3；

决策层的上位机将计算出来的车位号及泊车路径发送给用户层，即车机大屏、绑定APP的手机。

车辆开始驶入停车场，此时感知层的RFID阅读器读取车辆中的无源标签，确定车辆位置，并同步反馈给ZigBee协调器，协调器根据上位机的指令，下传给车道边的LED灯带，引导车辆到达预先设定的目标车位。若车辆顺利达到目标车位，则完成车位引导。

若车辆在泊车过程中，目标车位被其他车辆占用，则上位机开始重新计算，重复步骤1～4，以获取新的目标节点，完成二次引导，见图1和图4。

为保证用户数据、车辆位置等数据的安全性，通过引入第三方TPA、RSA算法、DES算法及Hash函数，为云计算提供完整、安全、机密的存储方案，并经二次加密存储能够实现数据信息的加密、解密、认证，见图7，具体方案包括如下：

步骤1：产生秘钥—经上位机、可信第三方TPA，运用RSA算法产生一对秘钥(私钥+公钥)；

步骤2：共享秘钥—在TPA和上位机上实现密钥集合，通过TPA运用信息安全加密通道及上位机上共享型密钥来实现；

步骤3：加密—在上位机上运用公钥，进行F数据信息文件的E加密，继而运用Hash运算并生成Hash摘要；然后运用TPA公钥二次加密E，Hash摘要经过TPA公钥实现加密，在此过程中生成的两个数据包，附加上位机的路径规划数据、车位数据、车辆状态数据等发送至TPA，TPA存储数据信息Hash摘要，能够有效保障数据完整性；

步骤4：需要对文件正确与否进行验证时，可以经DES加密处理后，向TPA发送云服务器中储存的数据文件。首先，经DES存储随机密钥K解密数据，接着生成TPA由云服务器内获取加密文件摘要，经TPA解密Hash摘要，并对比生成的Hash摘要，结果一致即表明从未修改过，即数据文件安全。

涉及到的停车过程数据包括但不限于：地磁数据、车位状态数据、车辆位置数据、导航路径规划数据、停车场公告、导航路径数据；

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.基于物联网和云计算的地下停车场车位引导***，包括用户层、感知层、决策层，其特征在于：

所述用户层，包括手机客户端和电子公告栏；所述手机客户端用于接收停车场的停车位信息、公告信息以及车位引导信息；所述的电子公告栏位于停车场入口，用于发布停车场车位信息；

所述感知层为ZigBee终端节点，其由CC2530单片机、地磁传感器、RFID阅读器以及LED灯带组成；安装在停车位上的地磁传感器用于判断车位是否空闲；安装在车道及车位上方RFID阅读器用于定位、识别车辆；安装在行车道边的LED灯带用于引导车辆驶向停车位；

所述决策层，包括ZigBee协调器、上位机及云端服务器；ZigBee协调器周期性地收取来自ZigBee终端节点传输的空闲车位和车辆信息，ZigBee协调器再通过串口转发给上位机，上位机根据这些信息，通过预先设置的改进型Dijkstra算法，计算出最佳的泊车路径，通过ZigBee网络传输给ZigBee终端节点，并控制LED灯带，从而引导车辆驶入分配的停车位；同时上位机还与云端的服务器通信，进行计算和存储，并通过云端服务器与用户层进行信息反馈，若车辆在泊车过程中，目标车位被其他车辆占用，则重新计算泊车路径，以获取新的停车位，完成二次引导。

2.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的地下停车场车位引导方法，其特征在于：所述手机客户端，在感知层无法获取车辆定位信息时，通过手机标签信息进行定位。

3.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的地下停车场车位引导方法，其特征在于：所述用户层还包括车机大屏，也用于接收停车场的停车位信息、公告信息以及车位引导信息。