基于移动近场通信的智能停车系统技术方案

本发明专利技术涉及基于移动近场通信的智能停车系统，其特征在于，包括停车场控制系统、停车场管理子系统、停车场导航子系统、停车场通信子系统、停车场数据存储子系统、NFC车位收费子系统、车位执行子系统和待停车辆；待停车辆上具有能够连接第二银行系统的NFC支付终端及能够连接NFC车位收费子系统发送的GPS定位终端。该智能停车系统可规划出当前车辆行驶至剩余车位的最近路径，并推送停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包给该车辆进行自动导航，智能停车系统的车位执行子系统根据停车场控制系统的指令，利用车位阻挡装置阻止未缴停车费的车辆驶入，并且还可显示出剩余车位的长宽情况及车位指示，以供车辆驾驶人员寻找匹配自己车辆长宽的剩余车位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能停车领域，尤其涉及一种基于移动近场通信的智能停车系统。
技术介绍
随着社会发展，越来越多的车辆驶向资源有限的公共道路，因停车位数量有限，部分车辆被随意停放在路边，这无疑严重地造成市内交通出现拥挤。为了解决城市交通拥堵，以更加智能化的提供停车场信息给车辆驾驶人员，各种各样的智能化停车系统相继被不断提出。在现有的各种智能化停车系统中，智能化停车系统可以为车辆驾驶人员提供附近停车场信息、停车场的剩余停车位信息以及自动停车收费。然而，现有的智能化停车系统为车辆驾驶人员所提供的服务仍然有限，并且存在一些问题：首先，即便当前停车场有剩余停车位位，但是该停车系统不能提供匹配该待停放车辆长宽的停车位，一旦停车位过小，会致使驾驶人员花费更多的时间重新寻找合适的剩余车位；另一方面，面对大型的停车场，驾驶人员往往不熟悉停车场的出口，这也会给驾驶人员驶出停车场带来不便；另外，当前的自动停车收费过程仍然存在安全隐患，驾驶人员的支付信息容易被恶意第三方截获，窥探到支付信息，从而给驾驶人员的财产安全造成严重威胁。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于移动近场通信的智能停车系统，该智能停车系统既能够智能地提供停车位信息、导航信息给车辆驾驶人员，又可以无需人工收费，方便车辆驾驶人员利用随车携带的NFC支付终端安全、快捷地完成停车费用支付，从而提高停车场管理效率。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于移动近场通信的智能停车系统，其特征在于，包括停车场控制系统、停车场管理子系统、停车场导航子系统、停车场通信子系统、停车场数据存储子系统、NFC车位收费子系统、车位执行子系统和待停车辆；其中：所述停车场控制系统包括第一控制模块以及分别连接第一控制模块的第一存储模块、GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块、巡查提示模块和第一Zigbee通信模块；所述第一存储模块连接GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块和第一Zigbee通信模块，所述GIS路径规划模块连接定位数据处理模块和车位剩余分析模块；其中：所述GIS路径规划模块，用以根据定位数据处理模块处理过的待停车辆的定位数据以及车位剩余分析模块的剩余车位分析结果，规划形成待停车辆行驶至剩余车位位置的最佳路径，并经第一Zigbee通信模块和停车场管理子系统中的第二Zigbee通信模块发送给停车场管理子系统；所述定位数据处理模块，根据停车场管理子系统发送来的待停车辆位置数据进行处理，生成待停车辆在停车场中移动时的实时位置数据；所述车流量分析模块，根据车位执行子系统发送来的停车场出入道闸开关次数，计算停车场中各时间段内的车流量情况，并发送给第一存储模块存储；所述车位剩余分析模块，根据停车场执行子系统所发送来的车位图像，处理、分析出图像中的剩余车位个数，并发送剩余车位个数给第一控制模块；所述第一控制模块，用以控制停车场控制系统中其他各模块的启动，并同时根据车流量分析模块给出的车流量分析结果，在车流量大的时间段命令巡查提示模块启动巡查提醒，以提醒停车场的管理人员前往停车场进行巡查，疏导车辆；所述第一Zigbee通信模块，负责停车场控制系统与外界的数据传输；所述停车场管理子系统包括第二控制模块以及分别连接第二控制模块的第二存储模块、导航信息生成模块、导航信息推送模块、多个监控摄像模块和第二Zigbee通信模块；其中：所述导航信息生成模块，用以根据停车场控制系统中车位剩余分析模块所分析出来的剩余车位情况，生成自NFC车位收费子系统的停车场驶入道闸至各剩余车位位置的停车场驶入导航数据包以及自各剩余车位位置至停车场驶出道闸处的停车场驶出导航数据包，并发送停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包给导航信息推送模块；所述导航信息推送模块，用以将导航信息生成模块所生成的停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包发送至NFC车位收费子系统的第四存储模块处；所述监控摄像模块，用以拍摄停车场处的视频情况，并在保存视频至第二存储模块后，由第二Zigbee通信模块发送给停车场控制系统中的第一存储模块存储；所述停车场通信子系统包括第三控制模块以及分别连接第三控制模块的Zigbee中继通信模块、WIFI中继通信模块、LTE通信模块和频谱感知模块；其中，所述频谱感知模块，用以在监测停车场所处位置周围的空闲通信频段后，发送监测到的空闲通信频段给第三控制模块，以由第三控制模块控制LTE通信模块在各通信频段上的切换；所述NFC车位收费子系统包括第四控制模块以及分别连接第四控制模块的第四存储模块、连接第一银行系统和认证机构的NFC收费模块、车牌识别模块、红外传感器、纸质发票打印模块、电子收据生成模块和第四Zigbee通信模块；所述车牌识别模块、纸质发票打印模块和电子收据生成模块分别连接第四存储模块；所述第四存储模块连接第四Zigbee通信模块；其中：所述车牌识别模块，用以拍摄当前位置的车辆牌照号，并分别发送给第四控制模块和第四存储模块；所述红外传感器，用以在探测到有红外数据时，发送红外检测结果给第四控制模块，并由第四控制模块命令车牌识别模块启动车牌识别工作；所述纸质发票打印模块，用以根据第四控制模块的命令，打印记载有停车收费明细的发票；所述电子收据生成模块，根据第四控制模块的命令，生成记载有停车收费明细的电子收据，并经NFC收费模块发送给车辆上的NFC支付终端；所述车位执行子系统包括第五控制器以及分别连接第五控制模块的车位指示屏、车位指示灯、停车场驶入道闸、停车场驶出道闸、车位阻挡装置、车位示廓灯、车位图像采集器、第五存储模块、压电陶瓷板和蓄电器；所述车位指示灯和车位示廓灯分别连接蓄电器；其中：所述车位指示屏，用以显示停车场当前的车位剩余情况以及指示剩余车位的位置方向；所述车位指示灯，设置在剩余车位处，用以提醒当前指示灯所处位置为可停放车辆的剩余车位处；所述停车场驶入道闸，根据第五控制模块的命令进行升降，以允许或禁止外来车辆进入停车场内；所述停车场驶出道闸，根据第五控制模块的命令进行升降，以允许或禁止停车场内的车辆驶出停车场；所述车位阻挡装置，在当前车辆未付停车费用时，根据第五控制模块的命令，对欲驶出的车辆进行阻拦，以防止车辆在停车场内停车后不支付停车费用；所述车位示廓灯，根据第五控制模块的示廓命令，在有车辆驶入停车场后启动照明，以示廓出当前车位的边界情况，方便车辆有序停放以及避免车辆刮擦；所述车位图像采集器，拍摄各剩余车位处的车位图像，并发送给第五控制模块，以由第五控制模块计算该当前剩余车位的长宽度情况，并命令车位指示屏显示各剩余车位的长宽情况，方便驾驶人员根据自己车辆的长宽选择合适的停车位；所述压电陶瓷板，铺设在各停车位的下方，将车辆驶过时施加在压电陶瓷板上的压力转换为电能，并存储到蓄电器中，以供应各车位指示灯以及各车位示廓灯的照明；所述待停车辆上具有能够连接第二银行系统的NFC支付终端以及能够连接NFC车位收费子系统发送的GPS定位终端，NFC支付终端内嵌设有SIM卡；其中：所述NFC支付终端与NFC车位收费子系统中的NFC收费模块进行支付的过程必须包括如下步骤：步骤1，NFC支付终端采集、存储其合法拥有者的身本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于移动近场通信的智能停车系统，其特征在于，包括停车场控制系统、停车场管理子系统、停车场导航子系统、停车场通信子系统、停车场数据存储子系统、NFC车位收费子系统、车位执行子系统和待停车辆；其中：所述停车场控制系统包括第一控制模块以及分别连接第一控制模块的第一存储模块、GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块、巡查提示模块和第一Zigbee通信模块；所述第一存储模块连接GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块和第一Zigbee通信模块，所述GIS路径规划模块连接定位数据处理模块和车位剩余分析模块；其中：所述GIS路径规划模块，用以根据定位数据处理模块处理过的待停车辆的定位数据以及车位剩余分析模块的剩余车位分析结果，规划形成待停车辆行驶至剩余车位位置的最佳路径，并经第一Zigbee通信模块和停车场管理子系统中的第二Zigbee通信模块发送给停车场管理子系统；所述定位数据处理模块，根据停车场管理子系统发送来的待停车辆位置数据进行处理，生成待停车辆在停车场中移动时的实时位置数据；所述车流量分析模块，根据车位执行子系统发送来的停车场出入道闸开关次数，计算停车场中各时间段内的车流量情况，并发送给第一存储模块存储；所述车位剩余分析模块，根据停车场执行子系统所发送来的车位图像，处理、分析出图像中的剩余车位个数，并发送剩余车位个数给第一控制模块；所述第一控制模块，用以控制停车场控制系统中其他各模块的启动，并同时根据车流量分析模块给出的车流量分析结果，在车流量大的时间段命令巡查提示模块启动巡查提醒，以提醒停车场的管理人员前往停车场进行巡查，疏导车辆；所述第一Zigbee通信模块，负责停车场控制系统与外界的数据传输；所述停车场管理子系统包括第二控制模块以及分别连接第二控制模块的第二存储模块、导航信息生成模块、导航信息推送模块、多个监控摄像模块和第二Zigbee通信模块；其中：所述导航信息生成模块，用以根据停车场控制系统中车位剩余分析模块所分析出来的剩余车位情况，生成自NFC车位收费子系统的停车场驶入道闸至各剩余车位位置的停车场驶入导航数据包以及自各剩余车位位置至停车场驶出道闸处的停车场驶出导航数据包，并发送停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包给导航信息推送模块；所述导航信息推送模块，用以将导航信息生成模块所生成的停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包发送至NFC车位收费子系统的第四存储模块处；所述监控摄像模块，用以拍摄停车场处的视频情况，并在保存视频至第二存储模块后，由第二Zigbee通信模块发送给停车场控制系统中的第一存储模块存储；所述停车场通信子系统包括第三控制模块以及分别连接第三控制模块的Zigbee中继通信模块、WIFI中继通信模块、LTE通信模块和频谱感知模块；其中，所述频谱感知模块，用以在监测停车场所处位置周围的空闲通信频段后，发送监测到的空闲通信频段给第三控制模块，以由第三控制模块控制LTE通信模块在各通信频段上的切换；所述NFC车位收费子系统包括第四控制模块以及分别连接第四控制模块的第四存储模块、连接第一银行系统和认证机构的NFC收费模块、车牌识别模块、红外传感器、纸质发票打印模块、电子收据生成模块和第四Zigbee通信模块；所述车牌识别模块、纸质发票打印模块和电子收据生成模块分别连接第四存储模块；所述第四存储模块连接第四Zigbee通信模块；其中：所述车牌识别模块，用以拍摄当前位置的车辆牌照号，并分别发送给第四控制模块和第四存储模块；所述红外传感器，用以在探测到有红外数据时，发送红外检测结果给第四控制模块，并由第四控制模块命令车牌识别模块启动车牌识别工作；所述纸质发票打印模块，用以根据第四控制模块的命令，打印记载有停车收费明细的发票；所述电子收据生成模块，根据第四控制模块的命令，生成记载有停车收费明细的电子收据，并经NFC收费模块发送给车辆上的NFC支付终端；所述车位执行子系统包括第五控制器以及分别连接第五控制模块的车位指示屏、车位指示灯、停车场驶入道闸、停车场驶出道闸、车位阻挡装置、车位示廓灯、车位图像采集器、第五存储模块、压电陶瓷板和蓄电器；所述车位指示灯和车位示廓灯分别连接蓄电器；其中：所述车位指示屏，用以显示停车场当前的车位剩余情况以及指示剩余车位的位置方向；所述车位指示灯，设置在剩余车位处，用以提醒当前指示灯所处位置为可停放车辆的剩余车位处；所述停车场驶入道闸，根据第五控制模块的命令进行升降，以允许或禁止外来车辆进入停车场内；所述停车场驶出道闸，根据第五控制模块的命令进行升降，以允许或禁止停车场内的车辆驶出停车场；所述车位阻挡装置，在当前车辆未付停车费用时，根据第五控制模块的命令，对欲驶出的车辆进行阻拦，以防止车辆在停车场内停车后不支付停车费用；所述车...

【技术特征摘要】
1.基于移动近场通信的智能停车系统，其特征在于，包括停车场控制系统、停车场管理子系统、停车场导航子系统、停车场通信子系统、停车场数据存储子系统、NFC车位收费子系统、车位执行子系统和待停车辆；其中：所述停车场控制系统包括第一控制模块以及分别连接第一控制模块的第一存储模块、GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块、巡查提示模块和第一Zigbee通信模块；所述第一存储模块连接GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块和第一Zigbee通信模块，所述GIS路径规划模块连接定位数据处理模块和车位剩余分析模块；其中：所述GIS路径规划模块，用以根据定位数据处理模块处理过的待停车辆的定位数据以及车位剩余分析模块的剩余车位分析结果，规划形成待停车辆行驶至剩余车位位置的最佳路径，并经第一Zigbee通信模块和停车场管理子系统中的第二Zigbee通信模块发送给停车场管理子系统；所述定位数据处理模块，根据停车场管理子系统发送来的待停车辆位置数据进行处理，生成待停车辆在停车场中移动时的实时位置数据；所述车流量分析模块，根据车位执行子系统发送来的停车场出入道闸开关次数，计算停车场中各时间段内的车流量情况，并发送给第一存储模块存储；所述车位剩余分析模块，根据停车场执行子系统所发送来的车位图像，处理、分析出图像中的剩余车位个数，并发送剩余车位个数给第一控制模块；所述第一控制模块，用以控制停车场控制系统中其他各模块的启动，并同时根据车流量分析模块给出的车流量分析结果，在车流量大的时间段命令巡查提示模块启动巡查提醒，以提醒停车场的管理人员前往停车场进行巡查，疏导车辆；所述第一Zigbee通信模块，负责停车场控制系统与外界的数据传输；所述停车场管理子系统包括第二控制模块以及分别连接第二控制模块的第二存储模块、导航信息生成模块、导航信息推送模块、多个监控摄像模块和第二Zigbee通信模块；其中：所述导航信息生成模块，用以根据停车场控制系统中车位剩余分析模块所分析出来的剩余车位情况，生成自NFC车位收费子系统的停车场驶入道闸至各剩余车位位置的停车场驶入导航数据包以及自各剩余车位位置至停车场驶出道闸处的停车场驶出导航数据包，并发送停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包给导航信息推送模块；所述导航信息推送模块，用以将导航信息生成模块所生成的停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包发送至NFC车位收费子系统的第四存储模块处；所述监控摄像模块，用以拍摄停车场处的视频情况，并在保存视频至第二存储模块后，由第二Zigbee通信模块发送给停车场控制系统中的第一存储模块存储；所述停车场通信子系统包括第三控制模块以及分别连接第三控制模块的Zigbee中继通信模块、WIFI中继通信模块、LTE通信模块和频谱感知模块；其中，所述频谱感知模块，用以在监测停车场所处位置周围的空闲通信频段后，发送监测到的空闲通信频段给第三控制模块，以由第三控制模块控制LTE通信模块在各通信频段上的切换；所述NFC车位收费子系统包括第四控制模块以及分别连接第四控制模块的第四存储模块、连接第一银行系统和认证机构的NFC收费模块、车牌识别模块、红外传感器、纸质发票打印模块、电子收据生成模块和第四Zigbee通信模块；所述车牌识别模块、纸质发票打印模块和电子收据生成模块分别连接第四存储模块；所述第四存储模块连接第四Zigbee通信模块；其中：所述车牌识别模块，用以拍摄当前位置的车辆牌照号，并分别发送给第四控制模块和第四存储模块；所述红外传感器，用以在探测到有红外数据时，发送红外检测结果给第四控制模块，并由第四控制模块命令车牌识别模块启动车牌识别工作；所述纸质发票打印模块，用以根据第四控制模块的命令，打印记载有停车收费明细的发票；所述电子收据生成模块，根据第四控制模块的命令，生成记载有停车收费明细的电子收据，并经NFC收费模块发送给车辆上的NFC支付终端；所述车位执行子系统包括第五控制器以及分别连接第五控制模块的车位指示屏、车位指示灯、停车场驶入道闸、停车场驶出道闸、车位阻挡装置、车位示廓灯、车位图像采集器、第五存储模块、压电陶瓷板和蓄电器；所述车位指示灯和车位示廓灯分别连接蓄电器；其中：所述车位指示屏，用以显示停车场当前的车位剩余情况以及指示剩余车位的位置方向；所述车位指示灯，设置在剩余车位处，用以提醒当前指示灯所处位置为可停放车辆的剩余车位处；所述停车场驶入道闸，根据第五控制模块的命令进行升降，以允许或禁止外来车辆进入停车场内；所述停车场驶出道闸，根据第五控制模块的命令进行升降，以允许或禁止停车场内的车辆驶出停车场；所述车位阻挡装置，在当前车辆未付停车费用时，根据第五控制模块的命令，对欲驶出的车辆进行阻拦，以防止车辆在停车场内停车后不支付停车费用；所述车位示廓灯，根据第五控制模块的示廓命令，在有车辆驶入停车场后启动照明，以示廓出当前车位的边界情况，方便车辆有序停放以及避免车辆刮擦；所述车位图像采集器，拍摄各剩余车位处的车位图像，并发送给第五控制模块，以由第五控制模块计算该当前剩余车位的长宽度情况，并命令车位指示屏显示各剩余车位的长宽情况，方便驾驶人员根据自己车辆的长宽选择合适的停车位；所述压电陶瓷板，铺设在各停车位的下方，将车辆驶过时施加在压电陶瓷板上的压力转换为电能，并存储到蓄电器中，以供应各车位指示灯以及各车位示廓灯的照明；所述待停车辆上具有能够连接第二银行系统的NFC支付终端以及能够连接NFC车位收费子系统发送的GPS定位终端，NFC支付终端内嵌设有SIM卡；其中：所述NFC支付终端与NFC车位收费子系统中的NFC收费模块进行支付的过程必须包括如下步骤：步骤1，NFC支付终端采集、存储其合法拥有者的身份证信息，然后在预设时间段内实时采集其合法拥有者的人体磁场数据，构建其合法拥有者在各预设时间段内的人体磁场数据库，并以构建的人体磁场数据库作为其合法拥有者的身份识别信息；其中，预设的时间段包括第一预设时间段和第二预设时间段，第一预设时间段为06:00至18:00；第二预设时间段为18:00至次日06:00；步骤2，NFC支付终端采集其合法拥有者的体味数据、接收其合法拥有者的各手指所对应的指纹信息和静脉信息，构建NFC支付终端合法拥有者体味数据库以及各手指所对应的指纹信息数据库和静脉信息数据库；NFC支付终端分别赋予其合法拥有者的人体磁场具有身份识别的第一优先级、体味数据具有身份识别的第二优先级；在识别操作者是否具有合法身份过程中，第一优先级具有比第二优先级更高的识别可信度；步骤3，NFC支付终端在其触摸显示屏上显示预设个数的支付密码输入框给其合法拥有者，各支付密码输入框均分别对应着七种供任意选择的基础颜色列表；其中，基础颜色列表中的七种基础颜色分别为红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色，每个支付密码输入框对应着一组支付允许色；各组支付允许色为七种基础颜色的任意组合；步骤4，根据触摸显示屏上各支付密码输入框对应的基础颜色列表，NFC支付终端的合法拥有者依次选取自定义种类数的基础颜色组合分别作为各支付密码输入框的支付允许色，并由NFC支付终端分别对应地存储各支付密码输入框所对应的支付允许色；NFC支付终端的合法拥有者在每个支付密码输入框中对应输入的各组支付允许色的整体组合即形成该NFC支付终端关于支付的二次确认支付密码；步骤5，NFC支付终端根据其合法拥有者的身份证信息以及关于支付的二次确认支付密码，生成表征NFC支付终端合法拥有者对该NFC支付终端合法拥有认证信息的身份认证秘钥；其中，身份认证秘钥标记为K，身份认证秘钥K的获取过程包括步骤5-1至步骤5-5：步骤5-1，NFC支付终端提取其合法拥有者的身份证信息，并分别获取其身份证信息中所有数字的身份证信息的累计和值、身份证信息的平均值以及身份证信息特征值；其中： X = Σ i = 1 m x i , Y = 1 m Σ i = 1 m x i , Z = X Y ; ]]>X为身份证信息的累计和值，Y为身份证信息的平均值，Z为身份证信息特征值；xi为身份证中的第i个数字，m为身份证信息中所有数字的个数；步骤5-2，根据得到的身份证信息的累计和值、平均值以及身份证信息特征值，得到在预设时间段内有效的第一认证秘钥值；第一认证秘钥值标记为k，第一认证秘钥值k由如下公式得到：k3＝Xt2+Yt+Z；其中，t为NFC支付终端的合法拥有者输入完毕二次确认支付密码的时刻，T1为身份认证秘钥的预设时间段的起始时刻，T2为身份认证秘钥的预设时间段的终止时刻；步骤5-3，NFC支付终端提取各支付密码输入框中对应的每组支付允许色，并计算得到各支付密码输入框中对应每组支付允...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑紫微，季克宇，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33