CN204691364U - 基于视觉物联网的智能车位地锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是基于视觉物联网的智能车位地锁，是一种能够无需额外设备自动识别车辆的车位地锁。由电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置、车位地锁控制装置和电源单元组成；电源单元分别与电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置和车位地锁控制装置相连，为整个***提供电能；图像识别***通过信号线与智能控制单元相连，磁感应装置通过信号线与智能控制单元相连，智能控制单元通过控制线与车位地锁控制装置相连，车位地锁控制装置通过控制线与电动车位地锁相连。本实用新型是带有视觉物联网车牌识别的智能车位地锁***，能自动识别允许停放的车辆，能通过智能手机等智能终端进行设定此车位允许停放的车辆。

Description

基于视觉物联网的智能车位地锁

技术领域

本实用新型涉及的是基于视觉物联网的智能车位地锁，是一种能够无需额外设备自动识别车辆的车位地锁。

背景技术

目前绝大多数的车位地锁均是机械钥匙开启或通过RFID进行车辆识别的，但是这两种方法都存在不足。机械的需要先下车把地锁放下，车辆才能停放；通过RFID进行车辆识别时，必须使用有效的RFID，由于RFID卡或其它的RFID设备是加装在车辆上的，因此存在设备由于振动、雨水冲刷等原因而掉落。由于同一车位可能要停放不同的车辆，给每一辆车均配备一个RFID比较麻烦，尤其是临时停放的车辆。

发明内容

本实用新型目的是针对上述不足之处，提供一种基于视觉物联网的智能车位地锁，是一个带有视觉物联网车牌识别的智能车位地锁***，能自动识别允许停放的车辆，并且能通过智能手机等智能终端进行设定此车位允许停放的车辆。***仅在车辆靠近时才工作，因此具有智能、方便、功耗低、无需交流供电、安装方案等优点。

基于视觉物联网的智能车位地锁是采取以下技术方案实现：

基于视觉物联网的智能车位地锁由电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置、车位地锁控制装置和电源单元组成；电源单元分别与电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置和车位地锁控制装置相连，为整个***提供电能，图像识别***通过信号线与智能控制单元相连，磁感应装置通过信号线与智能控制单元相连，智能控制单元通过控制线与车位地锁控制装置相连，车位地锁控制装置通过控制线与电动车位地锁相连。

所述的智能控制单元采用微控制器，所述微控制器采用市售的基于ARM9的32位CPU，所述CPU专门为手持终端和嵌入式应用开发，具有功耗低，扩展性能好，直接带有CMOS摄像头驱动，能进行图像处理及识别等优点；为了保持***的低功耗，所述智能控制单元的嵌入式***外设只保留Bluetooth与智能设备通讯，其余的外设不保留，如LCD、键盘均不使用。

所述的电源单元具有锂离子电池和太阳能电池，电源单元采用市售的bq24070电源管理芯片；锂离子电池采用3.7V1000mAh的电池；太阳能电池由四片2.5W、1.5V的单晶硅层压太阳能板串联而成，输出电压为6V；电源单元的外形尺寸为210*82*2.3mm，电源单元安装在电动车位地锁的底边上，外层装有钢化玻璃，用以保护电池管理装置。太阳能电池接收到光照时，产生的电能一方面提供给***，如果有多余，则提供给锂离子电池充电，确保智能车位地锁始终电能充足；如由于车辆长时间停放，使智能车位地锁长时间无法充电，则此后电动车位地锁处于放下状态；当车辆离开后，太阳能电池能提供足够多的电能时，电动车位地锁升起，从而不会影响车辆的停放。

所述的图像识别***采用市售的图像识别***，具有CMOS摄像头和图像识别程序，CMOS摄像头安装在电动车位地锁上端；通过CMOS摄像头获取车辆包含车牌的图像，图像识别程序对获取到的图像大小及位深度进行分析，将图像转换为1位深度，并进行去噪、平滑处理，取出有效的号牌信息的矩形区域，将图像拉伸至固定大小，输出标准的图像，通过对标准图像进行字符识别，取出有效的号码信息。

磁感应装置采用市售的接近式磁感应传感器，磁感应装置感应到汽车靠近或离开时的磁场变化时，将该信息发送给智能控制单元，从而智能车位地锁进入工作状态，以保证智能车位地锁具有极低的待机功耗，平时智能车位地锁工作在微功耗的待机状态。

所述的电动车位地锁包括地锁体、活动升降支架和地锁滑槽，地锁滑槽固定在地面上，活动升降支架的两个下端部与地锁滑槽滑动配合；所述的车位地锁控制装置具有一个伺服电机，所述伺服电机采用市售的ULN2003伺服电机驱动芯片，伺服电机安装在电动车位地锁内，伺服电机两端的输出轴都固定有丝杆，所述丝杆上通过螺纹连接有滑块，电动车位地锁的活动升降支架的两个上端部与滑块活动连接；当允许停放的车辆靠近时，电动车位地锁降下，并发出提示，允许车主把车辆停放至车位上；当车辆离开时，电动车位地锁自动升起。

工作原理：

1）***设置

智能车位地锁与智能终端进行Bluetooth配对，将允许停放的车辆号码发送至本智能车位地锁，并保存。

2）车辆停放

当车主驾驶车辆靠近车位地锁时，磁感应装置感应到有车辆靠近，唤醒智能车位地锁进入工作状态，通过安装在车位地锁上端的CMOS摄像头拍摄到包含车辆号牌的图像，并进行车牌号码识别，与存贮在数据库中的允许停放的车辆信息进行比较，如果比较通过，则控制车位地锁的伺服电机，把车位地锁放下，并发出提示音，提醒车主可以把车子停放进入车位。

3）车辆离开

当车主驾驶车辆离开车位地锁时，磁感应装置感应到车辆驶离，经过短暂延时后，把地位锁升起。

本实用新型优点：一种基于视觉物联网的智能车位地锁设计合理，结构紧凑，是带有视觉物联网车牌识别的智能车位地锁***，能自动识别允许停放的车辆，并且能通过智能手机等智能终端进行设定此车位允许停放的车辆。智能车位地锁***仅在车辆靠近时才工作，因此具有智能、方便、功耗低、无需交流供电、安装方案等优点，能与各类智慧交通应用进行接口，能直接对停车场车辆进行智能管理与收费。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型一种基于视觉物联网的智能车位地锁的***结构示意图。

图2是本实用新型一种基于视觉物联网的智能车位地锁的太阳能电池输出特性示意图。

图3是本实用新型一种基于视觉物联网的智能车位地锁的图像识别流程示意图。

图2中：VDPPM代表最大功率输出点的电压，MPP代表最大功率输出点，Isc代表短路电流，Voc代表开路电压。

图3中：Q1、Q2均为金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，LDC表示锂电池，SUNDC表示太阳能电池板，FZ表示负载。

具体实施方式

参照附图1～3，基于视觉物联网的智能车位地锁由电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置、车位地锁控制装置和电源单元组成；电源单元分别与电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置和车位地锁控制装置相连，为整个***提供电能；图像识别***通过信号线与智能控制单元相连，磁感应装置通过信号线与智能控制单元相连，智能控制单元通过控制线与车位地锁控制装置相连，车位地锁控制装置通过控制线与电动车位地锁相连。

所述的智能控制单元采用微控制器，所述微控制器采用市售的基于ARM9的32位CPU，所述CPU专门为手持终端和嵌入式应用开发，具有功耗低，扩展性能好，直接带有CMOS摄像头驱动，能进行图像处理及识别等优点；为了保持***的低功耗，所述智能控制单元的嵌入式***外设只保留Bluetooth与智能设备通讯，其余的外设不保留，如LCD、键盘均不使用。

所述的电源单元具有锂离子电池和太阳能电池，电源单元采用市售的bq24070电源管理芯片；锂离子电池采用3.7V1000mAh的电池；太阳能电池由四片2.5W、1.5V的单晶硅层压太阳能板串联而成，输出电压为6V；电源单元的外形尺寸为210*82*2.3mm，电源单元安装在电动车位地锁的底边上，外层装有钢化玻璃，用以保护电池管理装置。太阳能电池接收到光照时，产生的电能一方面提供给***，如果有多余，则提供给锂离子电池充电，确保智能车位地锁始终电能充足；如由于车辆长时间停放，使智能车位地锁长时间无法充电，则此后电动车位地锁处于放下状态；当车辆离开后，太阳能电池能提供足够多的电能时，电动车位地锁升起，从而不会影响车辆的停放。

太阳能电池包括一个P-N结，光能（光子）在此使得电子和空穴重新组合，从而产生电流。生成的电流与太阳能电池接收的光照量成正比。

所述的图像识别***采用市售的图像识别***，具有CMOS摄像头和图像识别程序，CMOS摄像头安装在电动车位地锁上端；通过CMOS摄像头获取车辆包含车牌的图像，图像识别程序对获取到的图像大小及位深度进行分析，将图像转换为1位深度，并进行去噪、平滑处理，取出有效的号牌信息的矩形区域，将图像拉伸至固定大小，输出标准的图像，通过对标准图像进行字符识别，取出有效的号码信息。

磁感应装置采用市售的接近式磁感应传感器，磁感应装置感应到汽车靠近或离开时的磁场变化时，将该信息发送给智能控制单元，从而智能车位地锁进入工作状态，以保证智能车位地锁具有极低的待机功耗，平时智能车位地锁工作在微功耗的待机状态。

所述的电动车位地锁包括地锁体、活动升降支架和地锁滑槽，地锁滑槽固定在地面上，活动升降支架的两个下端部与地锁滑槽滑动配合；所述的车位地锁控制装置具有一个伺服电机，所述伺服电机采用市售的ULN2003伺服电机驱动芯片，伺服电机安装在电动车位地锁内，伺服电机两端的输出轴都固定有丝杆，所述丝杆上通过螺纹连接有滑块，电动车位地锁的活动升降支架的两个上端部与滑块活动连接；当允许停放的车辆靠近时，电动车位地锁降下，并发出提示，允许车主把车辆停放至车位上；当车辆离开时，电动车位地锁自动升起。

基于视觉物联网的智能车位地锁可利用现有的电动车位地锁，通过伺服电机控制活动升降支架，从而控制电动车位地锁的上升与下降。

图3为太阳能电板给锂离子电池充电应用的电路，利用bq24070单片锂离子充电和***电源路径管理芯片,可实现太阳能电池板电力的最大化，使用了 MOSFET Q2 来调节电池充电电流、充电电压或***总线电压。

图3中，太阳能电池板SUNDC提供的最大输出电压 (VOC) 通常在 5.5V～6.0V 之间。由于该电压低于预定义的 6V 输出调节电压，因此 MOSFET Q1 完全打开。如果负载FZ（***和电池充电器）所需的总电流超过太阳能电池根据光照量决定的输出电流，那么太阳能电池板SUNDC的输出电压将降低，从而减小输出电压 (VOUT)。当 VOUT 降至 VDPPM 时，充电电流降低。如 VDPPM 设置靠近 MPP ，太阳能电池板SUNDC这时将工作在靠近 MPP 的位置。通过对 VDPPM 进行适当编程，使其达到一定的值，确保 VOUT 保持最小为 4.5V，从而实现上述目的。

假定 MOSFET Q1 上的压降为 300mV，那么每个单元上的压降将等于 436mV，这将最大化太阳能电池板的功率输出。图 2中，输出功率接近 MPP 时，其曲线比较平坦，随后会急剧下降，因此我们最好将 VDPPM 设得略高一些，而不要设得略低，这将尽可能降低因工作电压设置不当而对输出功率产生不良影响。假如即便电池充电电流降至零时，太阳能电池板可用的电力也不足以给***供电的话，那么 MOSFET Q 2将完全打开，VOUT 刚好降至电池电压 VBAT 值以下，且电池可提供太阳能电池板所不能提供的电流。电源管理电路设法达到稳定状态条件，使***获得所需的电力，并用剩余电力给电池充电，这样，就能最大化太阳能电池板的电力，并提高***的可靠性。

Claims (3)

1.一种基于视觉物联网的智能车位地锁，其特征在于：由电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置、车位地锁控制装置和电源单元组成；电源单元分别与电动车位地锁、智能控制单元、图像识别***、磁感应装置和车位地锁控制装置相连，为整个***提供电能；图像识别***通过信号线与智能控制单元相连，磁感应装置通过信号线与智能控制单元相连，智能控制单元通过控制线与车位地锁控制装置相连，车位地锁控制装置通过控制线与电动车位地锁相连；

所述的智能控制单元采用微控制器，所述微控制器采用基于ARM9的32位CPU；

所述的电源单元具有锂离子电池和太阳能电池，电源单元采用bq24070电源管理芯片；太阳能电池由四片单晶硅层压太阳能板串联而成；

所述的图像识别***具有CMOS摄像头和图像识别程序，CMOS摄像头安装在电动车位地锁上端；通过CMOS摄像头获取车辆包含车牌的图像；

磁感应装置采用接近式磁感应传感器，将汽车靠近或离开时的磁场变化信息发送给智能控制单元；

所述的电动车位地锁包括地锁体、活动升降支架和地锁滑槽，地锁滑槽固定在地面上，活动升降支架的两个下端部与地锁滑槽滑动配合；所述的车位地锁控制装置具有伺服电机，所述伺服电机采用ULN2003伺服电机驱动芯片，伺服电机安装在电动车位地锁内，伺服电机两端的输出轴都固定有丝杆，所述丝杆上通过螺纹连接有滑块，电动车位地锁的活动升降支架的两个上端部与滑块活动连接。

2.根据权利要求1所述的基于视觉物联网的智能车位地锁，其特征在于：所述单晶硅层压太阳能板是2.5W、1.5V的单晶硅层压太阳能板，四片单晶硅层压太阳能板串联后输出电压为6V。

3.根据权利要求1所述的基于视觉物联网的智能车位地锁，其特征在于：所述电源单元安装在电动车位地锁的底边上，电源单元外层装有钢化玻璃。