一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法及系统，通过在停车场进口和出口闸机处各部署基于蓝牙4.0技术的信标设备作为广播设备发送iBeacon格式的广播信息，使用车内的蓝牙移动终端接收蓝牙广播信息并计算车辆与道闸杆的距离，当车辆接近出入口栏杆时车内的蓝牙移动终端与闸机处的蓝牙连接设备通过建立BLE连接进行数据交换，由工控主机结合蓝牙连接信号、地感信号和微波感应等信号决定是否抬杆并计算剩余车位数，将结果输出显示屏显示。本发明专利技术使得停车用户可以使用移动终端的蓝牙功能实现不停车快速进出停车场，有效提高车辆的通过率，识别精度高，并通过防伪造且加密的蓝牙数据交换功能有效支撑身份认证、停车费计算、电子支付等智能停车功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能控制
，特别涉及一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法及系统。
技术介绍
随着车辆的增加，目前大中型城市都出现了停车难的问题，智能停车场是智能交通系统ITS的重要组成部分，其核心是采用信息技术、数字通信传输技术、计算机技术、电子控制技术及系统集成等高新技术并结合停车场收费管理方面的需求，提供一种高效率的管理方式，使用户可以在最短的时间进入或离开停车场，从而提高停车场的管理水平，取得更高的经济效益和良好的社会效益。为了使车辆不停车顺畅进入停车场，车辆的自动识别装置是关键。现有自动识别技术主要包括接触式IC卡、非接触式IC卡、车牌号自动识别等，接触式IC卡触电易磨损，识别效果会受到影响；非接触式IC卡可靠性高，可以省去不刷卡环节，但识别距离较短，存储量在很多场合也不够大，读卡器与射频之间传递数据信息为单向传递，交互性差，同时射频天线的单向性使得一个读卡器同时只能处理一个射频IC卡信息；而车牌号自动识别技术涉及到图像处理，往往会因为天气、环境及车牌污损等现象无法得到很好地应用。为了解决自动识别装置问题，目前已有微波远距离读卡技术、蓝牙远距离读卡技术等。蓝牙技术作为一项无线通信技术，使用2.4-2.485GHz的世界通用的ISM频段的UHF无线电波，以其小体积、低成本、低功耗、低辐射的特点应用于极微小的设备中，其工作距离可以达到10m-100m，能自动识别工作范围内装有识别装置的车辆，其射频信号具有全向性，支持微微网与分散网等组网工作模式，实现对多台车辆或设备的同时识别，同时具有多级别安全措施设定，且每一台蓝牙设备的地址全球唯一，能确保在对安全要求比较高的停车场应用。随着蓝牙4.0 BLE技术规范出现以后，蓝牙技术已经具备低成本、短距离、可互操作、最大化待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗等特点，尤其是Beacon技术以廉价硬件通过低功耗蓝牙的方式向网络内的移动设备捕捉和推送信息，使用一粒纽扣电池可以使得蓝牙信标（Beacon）设备可连续工作数年之久。蓝牙技术迎来了更大的市场需求，绝大多数移动设备都载有蓝牙芯片，几乎所有手机都装有蓝牙发射和接收装置并可以通过其进行短距离信息传输，随着Android 4.3的推广加上Apple在iOS上全面兼容iBeacon，这项通讯协议能用在今后绝大部分移动设备上，具有很好的应用前景。现有的基于Beacon技术的停车场闸机通过验证方法大体有两种模式：1、由处于停车场闸机的蓝牙服务器发射蓝牙广播信息，该广播为单向的，可能被不特定的多个蓝牙移动终端接收。该种方法可能出现多个蓝牙终端或偶然路过附件满足基本判断条件的蓝牙终端同时误发来的进出闸机的蓝牙连接信息，此时需要停车场蓝牙服务端判断出在道闸杆口的车辆并只响应该车辆的进出场需求并实施放行，但是由于蓝牙测距误差大且受蓝牙移动终端所搭载的操作平台影响大，因此需要通过优化测距算法、天线摆放等手段提高测距的精确性。2、采用在车内放置蓝牙移动终端并发射广播，由处于闸机的蓝牙服务器接收广播并利用信号强度RSSI（Received Signal Strength Indicator）值计算蓝牙移动终端到蓝牙服务器的距离从而判断开门时间，但是该方法使得蓝牙移动终端只具有发送信息而没有信息接受和存储的功能，收费设备依赖于停车场管理电脑的正常运行，不能实现脱机运行。而且目前全球的iOS设备都可以是iBeacon的发射端和接收端，但是Jelly Bean 4.3以后的Android设备目前还只能是Beacon的接收端，因此如果使用手机作为蓝牙移动终端，Android手机将不能实现该功能。
技术实现思路
本专利技术克服了上述现有技术中存在的不足，提供了一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法及系统，使得停车用户可以使用移动设备蓝牙功能实现不停车快速进出停车场，通过优化测距算法、天线摆放等手段提高识别精确度，达到远距离识别车辆自动抬杆功能，有效提高车辆的通过率。为实现本专利技术的技术目的，本专利技术采用如下的方案：（1）在停车场出口和入口各部署两个蓝牙信标设备作为广播设备，蓝牙广播设备发送iBeacon格式的蓝牙广播信息；（2）用户车内蓝牙移动终端客户端接收蓝牙广播信号，根据信号强度判断行驶方向及抬杆时机，通过与蓝牙连接设备数据交互发送入场或出场信号；（3）工控主机结合蓝牙连接信号、地感信号和微波感应信号进行抬杆判断和计数判断。上述蓝牙广播设备为采用蓝牙技术BLE 4.0及以上的任何蓝牙设备。作为本专利技术技术方案的优选方案，本专利技术的基于蓝牙的停车场进出场控制方法可通过防伪造且加密的蓝牙数据交换功能有效支撑身份认证。本专利技术还提供了一种基于蓝牙的停车场进出场控制系统，该控制系统包括：工控主机；出/入口信号输入设备：包括出/入口抬杆地感、出/入口落杆地感、车辆检测器、微波感应器、车辆感应器；出/入口控制设备：包括闸机控制电机、进出口指示灯；蓝牙设备：包括蓝牙广播设备、蓝牙连接设备、蓝牙信号增益天线、用户蓝牙移动终端设备；输出设备：包括入口显示屏和管理员显示屏；工控主机包括开关量信号采集与控制模块、输出模块、识别模块和蓝牙模块。出/入口信号输入设备和出/入口控制设备通过RS232接口连接至工控主机的开关量信号采集与控制模块；蓝牙广播设备和蓝牙连接设备通过USB接口连接至工控主机的蓝牙模块；蓝牙信号增益天线通过SMA接口连接至蓝牙广播设备；入口显示屏通过RS485接口连接到工控主机的输出模块；管理员显示屏通过VGA、HDMI或TCP接口连接到工控主机输出模块。本专利技术基于蓝牙的停车场进出场控制方法及系统有如下有益效果：（1）解决了现有基于Beacon技术的停车场闸机基于通过验证方法只能读取信息不能写入信息，需要另外携带蓝牙信标设备，以及识别准确度不够的问题。（2）通过优化测距算法、天线摆放等手段提高识别精确度，达到远距离识别车辆后快速自动抬杆功能，有效提高车辆的通过率，使得停车用户可以使用移动终端蓝牙功能实现不停车快速进出停车场。（3）可通过防伪造且加密的蓝牙数据交换功能有效支撑身份认证，并可集成停车费计算、电子支付等智能停车功能。（4）本专利技术提供的基于蓝牙的停车场进出场控制方法及系统，在节省成本的同时，提高了检测效率，省去车主另外携带卡片的麻烦，同时增强其数据交互能力，使停车用户只使用移动终端就可以完成远距离识别不停车快速进出停车场的功能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法的蓝牙移动终端控制流程图。图2为本专利技术实施例提供的一种基于蓝牙的停车场进出场控制系统的结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的一种基于蓝牙的停车场进出场控制装置的部署方式示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明确，以下结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图说明和具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术实施例提供的一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法，该控制方法主要包括三大步骤，具体的实现过程如下：（1）停车场出入口的蓝牙广播设备发送蓝牙广播信息。具体来说，为了达到低功耗、低成本、短距离、可互操作、快速连接等效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在停车场出口和入口各部署两个蓝牙信标设备作为广播设备，蓝牙广播设备发送iBeacon格式的蓝牙广播信息；（2）用户车内蓝牙移动终端客户端接收蓝牙广播信号，根据信号强度判断行驶方向及抬杆时机，通过与蓝牙连接设备数据交互发送入场或出场信号；（3）工控主机结合蓝牙连接信号、地感信号和微波感应信号进行抬杆判断和计数判断。

【技术特征摘要】
1. 一种基于蓝牙的停车场进出场控制方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在停车场出口和入口各部署两个蓝牙信标设备作为广播设备，蓝牙广播设备发送iBeacon格式的蓝牙广播信息；（2）用户车内蓝牙移动终端客户端接收蓝牙广播信号，根据信号强度判断行驶方向及抬杆时机，通过与蓝牙连接设备数据交互发送入场或出场信号；（3）工控主机结合蓝牙连接信号、地感信号和微波感应信号进行抬杆判断和计数判断。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中蓝牙广播设备为采用蓝牙技术BLE 4.0及以上的任何蓝牙设备。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中入口处两个蓝牙广播设备布置于道闸杆的入口侧，一远一近垂直于道闸杆放置，靠近道闸杆的蓝牙广播设备与道闸杆垂直距离2-3米，两个蓝牙广播设备相对距离1-2米，出口处的蓝牙广播设备采用和入口处蓝牙广播设备相同的摆放方式。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中用户车内蓝牙移动终端客户端判断流程如下：（1）重置所有缓冲队列、计数器、计时器等，整个控制流程分为三个识别阶段，以标识Stage进行区分，初始情况下Stage=累计阶段；（2）客户蓝牙移动终端客户端接收到新的广播数据包以后，匹配移动终端客户端设备和蓝牙广播设备，匹配成功则处理，否则丢弃该数据包；数据包有效的情况下，根据当前的Stage值判断计算处于哪个计算阶段，然后对新数据包进行相应的处理，处于“累计阶段”跳转步骤（3）、“方向判断”跳转步骤（4），“抬杆判断”跳转步骤（5）；（3）Stage处于“累计阶段”时，将出入口的广播设备发送的有效数据包累计到一个接收队列，并计算队列数据信号强度RSSI的均值，如果均值达到预定阈值则将Stage设置为“方向判断”阶段并开始“方向判断”阶段的时间计时，否则保持不变，跳转步骤（2）继续接收新的数据包；（4）Stage处于“方向判断”阶段，根据接收到的UUID判断数据包所属蓝牙广播设备，将来自入口蓝牙广播设备的数据包放入入口方向判断队列，将来自出口的蓝牙广播设备的数据包放入出口方法判断队列，判断本阶段的时间计时是否达到预设的累计时间，若是没有达到则跳转步骤（2）继续接收新的数据包，若是已经达到预设的累计时间，则分别计算入口和出口方向判断队列中数据信号强度RSSI的均值，如果入口方向判断队列的RSSI强度大于出口方向判断队列则说明车辆为进场，否则车辆正在出场，将Stage设置为“抬杆判断”阶段，并开始“方向判断”阶段的时间计时，跳转步骤（2）继续接收新的数据包；（5）Stage处于“抬杆判断”阶段，根据已经判断的车辆行驶方向只处理来自入口或出口蓝牙广播设备发送的数据包，对不符合要求的包忽略丢弃；假设车辆正在进场，则只处理来自入口蓝牙广播设备的发送的数据包，将入口处两个蓝牙广播设备发送的数据包分别缓存在队列1和队列2中，达到预设的累计时间后分别计算两个队列中数据包信号强度的均值并比较，当队列2的信号强度均值减去队列1的信号强度均值达到设定的阈值时，手机客户端发送入场信号，否则跳转步骤（2）继续接收新的数据包；车辆出场时采用同样的算法做相应处理并发送出场信号。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺安鹰，陈俊峰，吴博炜，卜意磊，朱永成，
申请(专利权)人：江苏东大金智信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32