VD300無線車輛檢測器產(chǎn)品的車位自動(dòng)化管理系統(tǒng)

　　一、 引言

　　隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，城市"泊車難"的問題相當(dāng)嚴(yán)重，改善泊車狀況和泊車設(shè)施，提高效率已迫在眉睫。而且前我國大型停車場仍不具備智能車位管理系統(tǒng)，都是由停車場工作人員對車位分區(qū)管理。對于用戶而言，置身于大型停車場中，快速到達(dá)有效停車位仍相對困難，這樣便造成停車場整體運(yùn)行效率低，甚至?xí)驗(yàn)橥＼嚨牟环奖阍斐晒芾砘靵y。

　　為了有效解決亂停車問題，提高車位使用效率，晟陽科技發(fā)揮在無線傳感領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，采用VD300系列地感、地磁、超聲波、RF車輛檢測器，提供面向各種環(huán)境的全天候車位自動(dòng)化管理系統(tǒng)方案。該管理系統(tǒng)能及時(shí)統(tǒng)計(jì)空閑車位，分配用戶指定車位，加快用戶的泊車速度，提高停車場的運(yùn)行效率，并節(jié)約成本。特別是應(yīng)用晟陽獨(dú)有的CAN&RFeild Bus混合無線現(xiàn)場總線，完成包括露天和地下各種車輛檢測器的數(shù)據(jù)采集，并且通過中心對外發(fā)布，構(gòu)成自動(dòng)顯示空閑車位信息的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。

　　二、 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　VD300系列車輛檢測器產(chǎn)品是因應(yīng)動(dòng)態(tài)|靜態(tài)智能交通系統(tǒng)發(fā)展的需要，由黎明晟陽電子技術(shù)研究所研發(fā)的車輛檢測器系列產(chǎn)品。其中VD300B和VD300D無線車輛檢測器為靜態(tài)車位檢測提供了低成本、高可靠性和適用性的無線車位檢測解決方案。VD3x0B系列適合戶外嚴(yán)苛環(huán)境，采用地表安裝。VD300D系列則是采用超聲波檢測方式，只適合室內(nèi)環(huán)境，并且必須頂裝。

　　本系統(tǒng)采用無線收發(fā)裝置實(shí)現(xiàn)停車場的車位檢測及智能管理，是由中心信息處理結(jié)點(diǎn)和多個(gè)無線傳感檢測節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。其中中心結(jié)點(diǎn)是由接收模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)及顯示液晶組成，實(shí)現(xiàn)車位的智能管理；而車位檢測器（傳感榆測節(jié)點(diǎn)），安裝于每個(gè)車位上，應(yīng)用包括渦流車位檢測技術(shù)、嵌入式單片機(jī)和RF技術(shù)，向車位管理中心節(jié)點(diǎn)報(bào)告車位的狀態(tài)信息。在系統(tǒng)終端即中心節(jié)點(diǎn)處處理各個(gè)檢測點(diǎn)信息，通過屏幕、信號燈等媒介顯示終端結(jié)果。

　　三、 應(yīng)用產(chǎn)品及使用技術(shù)的先進(jìn)性

　　VD300B型系列無線車輛檢測器是晟陽科技針對城市停車物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而開發(fā)的無線車輛檢測器（傳感器）產(chǎn)品，其應(yīng)用先進(jìn)的渦流檢測技術(shù)、地磁檢測技術(shù)和無線射頻技術(shù)，無論是在檢測的準(zhǔn)確度(>99%)、抗干擾（有明顯的檢測方向性和邊界，相鄰車位不互相干擾）、無線通訊(雙向交互，自動(dòng)跳頻，符合FCC標(biāo)準(zhǔn)功耗<10mw,距離視距>100M)、工業(yè)等級設(shè)計(jì)（防水IPX7）和長效低功耗（10年使用壽命和太陽能供電）等指標(biāo)方面遠(yuǎn)超國外同類產(chǎn)品。

　　其中VD300B為存在型車輛檢測，采用渦流檢測方式，VD310為通過型車輛檢測，采用地磁檢測技術(shù)方式，VD320應(yīng)用混合檢測方式。VD300系列全部采用太陽能供電，使用壽命>10年。

　　VD300BS采用用10db高增益玻璃鋼全向天線接收天線，可以接收200-300M直徑范圍內(nèi)的無線車檢的信息（視距，2.5米安裝高度，戶外天候），對于路畔停車，可以采用高增益定向天線，將有效提高接收距離和信號強(qiáng)度。

　　VD300BS是全動(dòng)態(tài)的路由，可以同其他基站形成網(wǎng)絡(luò)接力，每個(gè)基站均是中繼點(diǎn)；采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而非固定路由的樹狀結(jié)構(gòu)。它的通信路徑種類有無中繼，一級中繼，二級中繼，三級中繼。兩個(gè)分布節(jié)點(diǎn)之間傳輸距離可達(dá)500米，最遠(yuǎn)距離（三級中繼）完全可傳輸一公里。

　　VD300B在指標(biāo)和性能上遠(yuǎn)超過國外同類產(chǎn)品，以下從無線通訊、檢測技術(shù)及制造工藝等部分進(jìn)行對比：

　　1、VD300B具備可以選擇的433M|866M|915M ,在中國大陸則選擇433M的ISM頻段， VD100B\VD200B使用的2.4G的ISM頻段，在升級后的VD3X0B使用更低的頻段，其原因在于：

　　選用433MHz的頻段，其波長大約為1 米，能夠較容易地繞過汽車和集裝箱等大型的障礙物。而選用2. 4GHz 的頻段，其波長僅為0. 1米左右，相應(yīng)的衍射能力就有限多了，較使用433M的會更多盲點(diǎn)，有效范圍也會微小。

　　2、功率限制和通訊距離的選擇：采用不同頻率時(shí)其發(fā)射功率上仍然相差較大，發(fā)射功率限值：10mW(e.r.p)。例如，選用433MHz 時(shí)，發(fā)射功率要求10mW內(nèi)，可以達(dá)到300米通訊距離；若選用2.4MHz ，最大也達(dá)不到100米。

　　3、VD300B采用渦流檢測技術(shù)直接檢測車輛存在，而國外同類產(chǎn)品采用VD310B所使用的地磁檢測方式，通過地磁變化間接判斷車輛的存在。

　　VD300B采用直接檢測車輛的方法，其優(yōu)勢在于針對車輛存在型的檢測比地磁檢測方式要穩(wěn)定可靠多，同時(shí)更加節(jié)能。VD310B所使用的地磁檢測方式，是車輛通過瞬間時(shí)對地磁的影響，因此適合于通過型的檢測，而針對車輛停放的檢測，準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性都不如應(yīng)用渦流檢測技術(shù)的VD300B。

　　我們的方案針對車位是否存在的檢測，因此采用VD300B作為傳感器而不使用VD310B。VD310B作為通過型車輛檢測，主要應(yīng)用于車道的車輛通行計(jì)數(shù)檢測和闖紅燈抓拍等項(xiàng)目。VD320B混合兩種檢測方式，是專門針對通過型和存在型檢測精度都有要求的應(yīng)用環(huán)境下特別開發(fā)，最典型的應(yīng)用于十字路口的智能紅綠燈系統(tǒng)，兼顧靜態(tài)及動(dòng)態(tài)車輛的檢測。

　　4、VD300B系列無線車輛檢測器產(chǎn)品的經(jīng)過VD100\200連續(xù)軟硬件版本的升級，準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性滿足了各種應(yīng)用環(huán)境。

　　用戶設(shè)定檢測閥值：用戶可以通過不同的有車、無車和干擾閥值的設(shè)定和微調(diào)，將設(shè)備調(diào)校到最佳的工作狀態(tài)；

　　VD300BS(CV200A+CV200D)是VD3X0B對應(yīng)的接收基站VD300B和VD300B采用雙向數(shù)據(jù)交互，可以保證VD3X0B和VD300BS間的穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)交換。
　　VD3X0B采用無線調(diào)頻方式通訊，與定頻通信相比，具有良好的抗干擾能力，即使有部分頻點(diǎn)被干擾。
　　VD3X0B向基站發(fā)送檢測值、變化值、電壓值、通訊信號強(qiáng)弱等指標(biāo)是其他同類設(shè)備不具備的功能，有助于服務(wù)端監(jiān)測每個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，對異常情況的及時(shí)反應(yīng)。

　　5、VD300B極低的功耗適合采用太陽能供電，從而使使用壽命延長到10年以上，而國外同類產(chǎn)品一般使用電池供電，壽命基本在3年內(nèi)。

　　VD300B的平均功耗最低僅為20ua，最高80ua，配備600mah的可充電鋰聚合物電池，具備峰值充電電流為20ma的太陽能面板，可以持續(xù)工作0.5—1年的不充電，按照鋰電池最小300次的充放電壽命，其理論壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過15年，主要受制于鋰聚合物電池的壽命。

　　6、VD300B工業(yè)戶外等級設(shè)計(jì)，IPX7以上，在防水、抗碾壓、抗高溫等方面均按照軍工等級設(shè)計(jì)超過國外同類產(chǎn)品的民用等級。

　　外殼采用高強(qiáng)度環(huán)氧樹脂材料，比同類產(chǎn)品ABS有更高的強(qiáng)度和硬度；
　　太陽能面板采用高等級的PC，硬度和剛性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過ABS。
　　采用戶外單晶（VD300B）和非晶（VD310B| VD320B）太陽能面板可以達(dá)到15年的壽命；
　　內(nèi)部采用聚氨酯+環(huán)氧樹脂灌封膠，絕緣助燃隔熱防水,在低溫（-70oc）和高溫（+85oc）環(huán)境下可靠穩(wěn)定工作。

　　四、 系統(tǒng)的工作流程如下：

　　當(dāng)車輛駛?cè)胲囄唬惭b于地表面的無線車位檢測器檢測到車輛，實(shí)時(shí)將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到路畔的基站，基站再通過有線寬帶或者無線3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳遞管理中心服務(wù)器。當(dāng)車輛離開車位后，該車位車輛離開的信息傳送到管理中心服務(wù)器。

　　由于有無線車位檢測器及其通訊基站，管理中心可以實(shí)時(shí)獲取車位信息，具備了準(zhǔn)確可靠、實(shí)時(shí)有效的精確到每個(gè)車位的使用情況的重要信息。實(shí)現(xiàn)城市交通信息的公開、共享，通過圖文電視、廣播、電話、電臺和手機(jī)短信查詢都能獲得交通信息，甚至通過互聯(lián)網(wǎng)訪問，可得到市內(nèi)每個(gè)停車場、每一個(gè)車位的使用情況。

　　由于管理中心具有所有車位準(zhǔn)確的使用狀況信息，所以提供的誘導(dǎo)服務(wù)就是建立在車位信息系統(tǒng)上的精確城市誘導(dǎo)。

　　駕駛員按照電子顯示屏的指引到達(dá)停車場（區(qū)位引導(dǎo)），通過場內(nèi)的顯示設(shè)備找到泊位（車位引導(dǎo)）。而駕駛員泊車后車位狀態(tài)的改變，或者原有?？寇囕v駛離車位后車位狀態(tài)的改變，都能夠?qū)崟r(shí)傳遞到管理中心，管理中心又將變化后的車位信息狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋到前端的電子顯示引導(dǎo)牌，通過一系列的設(shè)備和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括無線車位檢測器、基站、GPRS網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等，形成了完整的信息收集、傳遞、處理、發(fā)布的過程，實(shí)現(xiàn)車位、駕駛員、管理部門之間的有機(jī)聯(lián)系，精確車位誘導(dǎo)可以提供用戶快速找到車位停車的途徑。

　　五、 精確車位誘導(dǎo)的應(yīng)用——交通誘導(dǎo)

　　通過對停車場內(nèi)部及相關(guān)道路交通信息的收集、處理、發(fā)布，實(shí)現(xiàn)駕駛員、停車場、管理部門之間的有機(jī)聯(lián)系，于主要位置、乃至出發(fā)地，實(shí) 時(shí)顯示停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)所在地區(qū)各停車場當(dāng)前空余車位數(shù)或有/無空車位的信息，同時(shí)對各停車場的車流量、車位占有率等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，與周邊道路交通信 號控制及管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)等。它可以使進(jìn)入?yún)^(qū)域范圍內(nèi)的車輛及時(shí)了解到區(qū)域內(nèi)主要停車庫的實(shí)時(shí)信息，從而使駕車尋找到合適的停車庫，并最終引導(dǎo)車輛進(jìn)入泊位，避免盲目駛?cè)?，減少尋找車位的時(shí)間，提高效率。

　　六、 精確車位誘導(dǎo)的增值服務(wù)——停車位預(yù)定

　　由于能夠獲取精確車位狀態(tài)，因此具備預(yù)定停車位服務(wù)兩種：一種是時(shí)間共享預(yù)定服務(wù)；另一種是實(shí)時(shí)預(yù)定服務(wù)。在時(shí)間共享預(yù)定服務(wù)中，出行者需確定計(jì)劃進(jìn)人停車場的時(shí)間和計(jì)劃離開停車場的時(shí)間，而且需預(yù)付停車費(fèi)。如果使用者超過了預(yù)定時(shí)間還沒有離開，則要 支付額外的費(fèi)用。在實(shí)時(shí)預(yù)定服務(wù)中，使用者支付的預(yù)定費(fèi)是預(yù)定時(shí)間和計(jì)劃進(jìn)人停車場時(shí)間之間的停車費(fèi)。車輛進(jìn)人停車場后就和沒有預(yù)定的車輛一樣計(jì)費(fèi)。如果 實(shí)際的停車費(fèi)比預(yù)定費(fèi)少，差額部分還會返還給預(yù)定者。這種服務(wù)適合于必須在盡可能短時(shí)間內(nèi)到達(dá)停車場附近區(qū)域的使用者。

　　七、 擴(kuò)展模塊——無線現(xiàn)場拍照

　　通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)圖像采集器從CCD攝像機(jī)采集模擬視頻信號，然后把圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和壓縮成為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。最后利用CDMA1X/GPRS/EDGE無線傳輸模塊將視頻及現(xiàn)場數(shù)據(jù)以IP包的方式發(fā)送到圖像數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器。圖像數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器和圖像數(shù)據(jù)監(jiān)控客戶端分別是裝有遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控服務(wù)端軟件和客戶端軟件的PC機(jī)，它們都連接在互連網(wǎng)絡(luò)上，由于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)圖像采集器沒有固定的IP地址，所以客戶端主動(dòng)去瀏覽監(jiān)控圖像和設(shè)置監(jiān)控參數(shù)都是通過服務(wù)器來中轉(zhuǎn)的。

　　能夠24小時(shí)任一時(shí)段多角度監(jiān)控停車場的即時(shí)情況；根據(jù)停車場的實(shí)際情況確定攝像機(jī)安裝位置，采用廣角鏡頭，可以達(dá)到最大的拍照范圍；

　　1、 高分辨紅外拍照
　　采用高分辨率紅外防水?dāng)z像頭，在陰雨天氣以及黑夜無光狀態(tài)下依然能清晰拍照；
　　2、 照片信息回傳
　　能將現(xiàn)場進(jìn)行抓拍并且及時(shí)傳回中心，即時(shí)反映，可以督促管理人員現(xiàn)場巡查，保障安全?？梢栽O(shè)定手動(dòng)拍照，或者自動(dòng)定時(shí)拍照。
　　3、 車位監(jiān)控和現(xiàn)場報(bào)警
　　讓車時(shí)了解停車場剩余空位以及車位是否被占用、車輛是否安全。在照片回傳的情況下，
　　4、 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布
　　通過電腦或者手機(jī)登陸：mobi-parking.com可以實(shí)時(shí)看到各停車場現(xiàn)場的狀況?？梢栽O(shè)定通知方式：短信、郵件、彩信等。