VD300无线车辆检测器产品的车位自动化管理系统

　　一、 引言

　　随着我国汽车产业飞速发展，城市"泊车难"的问题相当严重，改善泊车状况和泊车设施，提高效率已迫在眉睫。而且前我国大型停车场仍不具备智能车位管理系统，都是由停车场工作人员对车位分区管理。对于用户而言，置身于大型停车场中，快速到达有效停车位仍相对困难，这样便造成停车场整体运行效率低，甚至会因为停车的不方便造成管理混乱。

　　为了有效解决乱停车问题，提高车位使用效率，晟阳科技发挥在无线传感领域的技术优势，采用VD300系列地感、地磁、超声波、RF车辆检测器，提供面向各种环境的全天候车位自动化管理系统方案。该管理系统能及时统计空闲车位，分配用户指定车位，加快用户的泊车速度，提高停车场的运行效率，并节约成本。特别是应用晟阳独有的CAN&RFeild Bus混合无线现场总线，完成包括露天和地下各种车辆检测器的数据采集，并且通过中心对外发布，构成自动显示空闲车位信息的自动化管理系统。

　　二、 系统总体设计

　　VD300系列车辆检测器产品是因应动态|静态智能交通系统发展的需要，由黎明晟阳电子技术研究所研发的车辆检测器系列产品。其中VD300B和VD300D无线车辆检测器为静态车位检测提供了低成本、高可靠性和适用性的无线车位检测解决方案。VD3x0B系列适合户外严苛环境，采用地表安装。VD300D系列则是采用超声波检测方式，只适合室内环境，并且必须顶装。

　　本系统采用无线收发装置实现停车场的车位检测及智能管理，是由中心信息处理结点和多个无线传感检测节点构成。其中中心结点是由接收模块、单片机最小系统及显示液晶组成，实现车位的智能管理；而车位检测器（传感榆测节点），安装于每个车位上，应用包括涡流车位检测技术、嵌入式单片机和RF技术，向车位管理中心节点报告车位的状态信息。在系统终端即中心节点处处理各个检测点信息，通过屏幕、信号灯等媒介显示终端结果。

　　三、 应用产品及使用技术的先进性

　　VD300B型系列无线车辆检测器是晟阳科技针对城市停车物联网应用而开发的无线车辆检测器（传感器）产品，其应用先进的涡流检测技术、地磁检测技术和无线射频技术，无论是在检测的准确度(>99%)、抗干扰（有明显的检测方向性和边界，相邻车位不互相干扰）、无线通讯(双向交互，自动跳频，符合FCC标准功耗<10mw,距离视距>100M)、工业等级设计（防水IPX7）和长效低功耗（10年使用寿命和太阳能供电）等指标方面远超国外同类产品。

　　其中VD300B为存在型车辆检测，采用涡流检测方式，VD310为通过型车辆检测，采用地磁检测技术方式，VD320应用混合检测方式。VD300系列全部采用太阳能供电，使用寿命>10年。

　　VD300BS采用用10db高增益玻璃钢全向天线接收天线，可以接收200-300M直径范围内的无线车检的信息（视距，2.5米安装高度，户外天候），对于路畔停车，可以采用高增益定向天线，将有效提高接收距离和信号强度。

　　VD300BS是全动态的路由，可以同其他基站形成网络接力，每个基站均是中继点；采用网状结构，而非固定路由的树状结构。它的通信路径种类有无中继，一级中继，二级中继，三级中继。两个分布节点之间传输距离可达500米，最远距离（三级中继）完全可传输一公里。

　　VD300B在指标和性能上远超过国外同类产品，以下从无线通讯、检测技术及制造工艺等部分进行对比：

　　1、VD300B具备可以选择的433M|866M|915M ,在中国大陆则选择433M的ISM频段， VD100B\VD200B使用的2.4G的ISM频段，在升级后的VD3X0B使用更低的频段，其原因在于：

　　选用433MHz的频段，其波长大约为1 米，能够较容易地绕过汽车和集装箱等大型的障碍物。而选用2. 4GHz 的频段，其波长仅为0. 1米左右，相应的衍射能力就有限多了，较使用433M的会更多盲点，有效范围也会微小。

　　2、功率限制和通讯距离的选择：采用不同频率时其发射功率上仍然相差较大，发射功率限值：10mW(e.r.p)。例如，选用433MHz 时，发射功率要求10mW内，可以达到300米通讯距离；若选用2.4MHz ，最大也达不到100米。

　　3、VD300B采用涡流检测技术直接检测车辆存在，而国外同类产品采用VD310B所使用的地磁检测方式，通过地磁变化间接判断车辆的存在。

　　VD300B采用直接检测车辆的方法，其优势在于针对车辆存在型的检测比地磁检测方式要稳定可靠多，同时更加节能。VD310B所使用的地磁检测方式，是车辆通过瞬间时对地磁的影响，因此适合于通过型的检测，而针对车辆停放的检测，准确性和稳定性都不如应用涡流检测技术的VD300B。

　　我们的方案针对车位是否存在的检测，因此采用VD300B作为传感器而不使用VD310B。VD310B作为通过型车辆检测，主要应用于车道的车辆通行计数检测和闯红灯抓拍等项目。VD320B混合两种检测方式，是专门针对通过型和存在型检测精度都有要求的应用环境下特别开发，最典型的应用于十字路口的智能红绿灯系统，兼顾静态及动态车辆的检测。

　　4、VD300B系列无线车辆检测器产品的经过VD100\200连续软硬件版本的升级，准确度和稳定性满足了各种应用环境。

　　用户设定检测阀值：用户可以通过不同的有车、无车和干扰阀值的设定和微调，将设备调校到最佳的工作状态；

　　VD300BS(CV200A+CV200D)是VD3X0B对应的接收基站VD300B和VD300B采用双向数据交互，可以保证VD3X0B和VD300BS间的稳定可靠的数据交换。
　　VD3X0B采用无线调频方式通讯，与定频通信相比，具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰。
　　VD3X0B向基站发送检测值、变化值、电压值、通讯信号强弱等指标是其他同类设备不具备的功能，有助于服务端监测每个设备的工作状态，对异常情况的及时反应。

　　5、VD300B极低的功耗适合采用太阳能供电，从而使使用寿命延长到10年以上，而国外同类产品一般使用电池供电，寿命基本在3年内。

　　VD300B的平均功耗最低仅为20ua，最高80ua，配备600mah的可充电锂聚合物电池，具备峰值充电电流为20ma的太阳能面板，可以持续工作0.5—1年的不充电，按照锂电池最小300次的充放电寿命，其理论寿命远远超过15年，主要受制于锂聚合物电池的寿命。

　　6、VD300B工业户外等级设计，IPX7以上，在防水、抗碾压、抗高温等方面均按照军工等级设计超过国外同类产品的民用等级。

　　外壳采用高强度环氧树脂材料，比同类产品ABS有更高的强度和硬度；
　　太阳能面板采用高等级的PC，硬度和刚性都远远超过ABS。
　　采用户外单晶（VD300B）和非晶（VD310B| VD320B）太阳能面板可以达到15年的寿命；
　　内部采用聚氨酯+环氧树脂灌封胶，绝缘助燃隔热防水,在低温（-70oc）和高温（+85oc）环境下可靠稳定工作。

　　四、 系统的工作流程如下：

　　当车辆驶入车位，安装于地表面的无线车位检测器检测到车辆，实时将检测数据发送到路畔的基站，基站再通过有线宽带或者无线3G网络实时传递管理中心服务器。当车辆离开车位后，该车位车辆离开的信息传送到管理中心服务器。

　　由于有无线车位检测器及其通讯基站，管理中心可以实时获取车位信息，具备了准确可靠、实时有效的精确到每个车位的使用情况的重要信息。实现城市交通信息的公开、共享，通过图文电视、广播、电话、电台和手机短信查询都能获得交通信息，甚至通过互联网访问，可得到市内每个停车场、每一个车位的使用情况。

　　由于管理中心具有所有车位准确的使用状况信息，所以提供的诱导服务就是建立在车位信息系统上的精确城市诱导。

　　驾驶员按照电子显示屏的指引到达停车场（区位引导），通过场内的显示设备找到泊位（车位引导）。而驾驶员泊车后车位状态的改变，或者原有停靠车辆驶离车位后车位状态的改变，都能够实时传递到管理中心，管理中心又将变化后的车位信息状态实时反馈到前端的电子显示引导牌，通过一系列的设备和相关网络，包括无线车位检测器、基站、GPRS网络、互联网等，形成了完整的信息收集、传递、处理、发布的过程，实现车位、驾驶员、管理部门之间的有机联系，精确车位诱导可以提供用户快速找到车位停车的途径。

　　五、 精确车位诱导的应用——交通诱导

　　通过对停车场内部及相关道路交通信息的收集、处理、发布，实现驾驶员、停车场、管理部门之间的有机联系，于主要位置、乃至出发地，实 时显示停车诱导信息系统所在地区各停车场当前空余车位数或有/无空车位的信息，同时对各停车场的车流量、车位占有率等数据进行汇总分析，与周边道路交通信 号控制及管理系统实现协调等。它可以使进入区域范围内的车辆及时了解到区域内主要停车库的实时信息，从而使驾车寻找到合适的停车库，并最终引导车辆进入泊位，避免盲目驶入，减少寻找车位的时间，提高效率。

　　六、 精确车位诱导的增值服务——停车位预定

　　由于能够获取精确车位状态，因此具备预定停车位服务两种：一种是时间共享预定服务；另一种是实时预定服务。在时间共享预定服务中，出行者需确定计划进人停车场的时间和计划离开停车场的时间，而且需预付停车费。如果使用者超过了预定时间还没有离开，则要 支付额外的费用。在实时预定服务中，使用者支付的预定费是预定时间和计划进人停车场时间之间的停车费。车辆进人停车场后就和没有预定的车辆一样计费。如果 实际的停车费比预定费少，差额部分还会返还给预定者。这种服务适合于必须在尽可能短时间内到达停车场附近区域的使用者。

　　七、 扩展模块——无线现场拍照

　　通过远程数据图像采集器从CCD摄像机采集模拟视频信号，然后把图像数据进行编码和压缩成为数字视频数据。最后利用CDMA1X/GPRS/EDGE无线传输模块将视频及现场数据以IP包的方式发送到图像数据监控服务器。图像数据监控服务器和图像数据监控客户端分别是装有远程图像监控服务端软件和客户端软件的PC机，它们都连接在互连网络上，由于远程数据图像采集器没有固定的IP地址，所以客户端主动去浏览监控图像和设置监控参数都是通过服务器来中转的。

　　能够24小时任一时段多角度监控停车场的即时情况；根据停车场的实际情况确定摄像机安装位置，采用广角镜头，可以达到最大的拍照范围；

　　1、 高分辨红外拍照
　　采用高分辨率红外防水摄像头，在阴雨天气以及黑夜无光状态下依然能清晰拍照；
　　2、 照片信息回传
　　能将现场进行抓拍并且及时传回中心，即时反映，可以督促管理人员现场巡查，保障安全。可以设定手动拍照，或者自动定时拍照。
　　3、 车位监控和现场报警
　　让车时了解停车场剩余空位以及车位是否被占用、车辆是否安全。在照片回传的情况下，
　　4、 网络发布
　　通过电脑或者手机登陆：mobi-parking.com可以实时看到各停车场现场的状况。可以设定通知方式：短信、邮件、彩信等。