基于RFID的泊位传感器、管理识别装置及停车管理系统的制作方法

基于rfid的泊位传感器、管理识别装置及停车管理系统
技术领域
1.本实用新型涉及停车泊位管理领域，尤其是一种基于rfid的泊位传感器、管理识别装置及停车管理系统。


背景技术：

2.目前，随着城市机动车保有量的过快增长，城市停车泊位管理的需求也越来越大。停车泊位管理的关键在于对当前泊位运行状态进行准确监测，识别泊位是否被占用状态。当前对停车泊位运行状态的识别手段有多种方式，例如，高低位视频阵列、地磁、雷达等。
3.如公开号为cn107845289a的专利申请即公开了一种基于高低位视频阵列的路侧停车管理及充电系统，通过拍摄车位状态图像进行车辆检测，识别泊位状态，甚至进行车牌检测识别。高低位视频阵列相机易受大雾、灰尘污渍、前后车辆、行道树等视觉遮挡的影响，对于路边泊位的适用难度较大。
4.又如公开号为cn106781534a的专利申请公开了一种泊位车检器及检测方法，通过地磁传感器采集泊位周边磁场信号，根据磁场信号的变化判断是否有车进入或驶出泊位，从而识别泊位状态。如此专利申请中的地磁以及前面提到的雷达安装时通常需要破坏地面，影响泊位地面使用，易受环境干扰导致识别产生误差，而且仅能识别泊位是否被占用，而无法识别泊位中的车辆信息。
5.rfid技术即射频识别技术，可实现rfid读写设备与电子标签之间进行非接触式的数据通信。目前，rfid技术在停车管理中已有较为广泛的运用。例如申请人在先申请的公开号为cn108682053a的一种基于超高频无源rfid的路内停车管理系统，其将包含阅读器模块、天线模块、数据处理模块的rfid读写设备设置于感应识别区域的侧方，使其能够在安装于路沿石等路侧结构，无需破坏路面，安装和维护极为方便，能极大的降低实施过程中的施工成本，电子标签则安装于车辆上，若有这辆停放于路边车位上，rfid读写设备发射出的电磁波则会激活车辆上的电子标签，电子标签将车辆信息返回至rfid读写设备，在上传至管理后台，即实现了泊位状态的监测和停放车辆的识别。
6.虽然现有的基于rfid开发的泊位管理系统可以实现泊位状态的监测和停放车辆的识别，但是仍存在较大的问题，即无法判断未安装电子标签的车辆驶入泊位后，泊位的占用状态。而若是为了识别未安装电子标签的车辆对于泊位的占用，再安装地磁、雷达等监测设备，安装和运行的成本均会大幅增加。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于rfid的泊位传感器、管理识别装置及停车管理系统，实现未安装电子标签的车辆对泊位的占用的精准识别。
8.本实用新型公开的基于rfid的泊位管理识别装置，包括设置于对应泊位并沿其长度方向一侧的rfid读写设备，所述rfid读写设备朝向对应泊位并形成直接感应区域，所述rfid读写设备通过对应泊位停放车辆的反射形成反射感应区域；
9.还包括泊位传感器，所述泊位传感器具有泊位电子标签，所述泊位电子标签设置于泊位侧方并与rfid读写设备位于对应泊位的同一侧，且所述泊位电子标签位于直接感应区域的范围之外并位于反射感应区域内。
10.优选地，所述对应泊位为路边侧方停车泊位，所述rfid读写设备和泊位传感器均安装于路边道路构件或者路边市政设施。
11.优选地，沿对应泊位的长度方向，所述泊位电子标签与泊位头之间的距离为2.4m～3.6m。
12.优选地，所述rfid读写设备位于泊位电子标签的泊位头方向或泊位尾方向，所述rfid读写设备与泊位电子标签之间的距离为0.5m～1m。
13.优选地，所述rfid读写设备的水平高度与泊位电子标签的水平高度平齐；或所述rfid读写设备的水平高度高于泊位电子标签的水平高度。
14.优选地，所述rfid读写设备高于对应泊位所在平面10cm～15cm，所述泊位电子标签高于对应泊位所在平面5cm～10cm。
15.本技术还公开了所述的基于rfid的泊位管理识别装置的泊位传感器，包括壳体和泊位电子标签，所述泊位电子标签设置于壳体内，所述壳体朝向对应泊位的部分采用透波材料制成。
16.优选地，所述泊位电子标签的下方设置有屏蔽挡板。
17.优选地，所述泊位电子标签为true 3d电子标签。
18.本技术还公开了基于rfid的停车管理系统，其包括rfid读写设备、泊位传感器和车载电子标签，所述泊位传感器具有泊位电子标签，所述rfid读写设备和泊位电子标签设置于对应泊位的同一侧；
19.所述rfid读写设备朝向泊位并形成直接感应区域，所述泊位电子标签位于直接感应区域的范围之外，所述rfid读写设备通过对应泊位停放车辆的反射形成反射感应区域，所述泊位电子标签位于反射感应区域内；
20.所述车载电子标签设置于对应已登记车辆，随对应已登记车辆的停放所述车载电子标签位于直接感应区域内。
21.本实用新型的有益效果是：该管理识别装置在rfid读写设备基础上，还设置有具有泊位电子标签的泊位传感器，通过停放于泊位的车辆反射rfid读写设备电磁波至泊位传感器，激活泊位传感器中的泊位电子标签，从泊位电子标签返回的电磁波被rfid读写设备接收，从而对泊位上未安装电子标签的车辆的识别，此方式可以直接在基于rfid的停车管理系统的改进，同时实现有标签的车辆的信息识别以及无电子标签的车辆的泊位占用识别。
附图说明
22.图1是本实用新型的整体布置图；
23.图2是车辆停放于泊位的感应示意图；
24.图3是泊位电子标签性能指标图。
25.附图标记：泊位1，路边道路构件2，泊位传感器3，泊位电子标签31，rfid读写设备4，直接感应区域5，反射感应区域6，车辆7。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
27.如图1、图2所示，本实用新型的基于rfid的泊位管理识别装置，包括设置于对应泊位1并沿其长度方向一侧的rfid读写设备4，所述rfid读写设备4朝向对应泊位1并形成直接感应区域5，所述rfid读写设备4通过对应泊位1停放车辆7的反射形成反射感应区域6；
28.该基于rfid的泊位管理识别装置还包括泊位传感器3，所述泊位传感器3具有泊位电子标签31，所述泊位电子标签31设置于泊位1侧方并与rfid读写设备4位于泊位1的同一侧，所述泊位电子标签31位于直接感应区域5的范围之外并位于反射感应区域6内。
29.如图2所示，当泊位1被车辆7占用后，车辆7处于直接感应区域5内，rfid读写设备4发射出的电磁波被车身反射形成反射感应区域6，泊位传感器3位于反射感应区域6内，泊位传感器3内的泊位电子标签31被激活并返回泊位1占用状态至rfid读写设备4，rfid读写设备4再将泊位1占用状态通过有线或无线的方式上传至远程管理后台。
30.如图1所示，当泊位1未被占用时，泊位电子标签31位于直接感应区域5的范围之外，无法接收到rfid读写设备4发射出的电磁波而被激活，此时rfid读写设备4未收到泊位传感器3的回传信号，可判定泊位1未被占用，rfid读写设备4可将泊位1空闲状态通过有线或无线的方式上传至远程管理后台。
31.因此，本实用新型的基于rfid的泊位管理识别装置能实现对道路停车泊位1状态的精准、高效管理。
32.上述泊位管理识别装置可以单独使用，仅用于识别泊位1的运行状态，即泊位1是否被占用，但是这样就无法完全发挥rfid技术的优势，为了更好地发挥rfid技术的优势，可以将上述泊位管理识别装置运用于基于rfid的停车管理系统中，该系统包括rfid读写设备4、泊位传感器3和车载电子标签，所述泊位传感器3具有泊位电子标签31，所述rfid读写设备4和泊位电子标签31设置于泊位1的同一侧；
33.所述rfid读写设备4朝向泊位1并形成直接感应区域5，所述泊位电子标签31位于直接感应区域5的范围之外，在对应泊位1有车辆7停放时，所述rfid读写设备4通过车辆7的反射形成反射感应区域6，所述泊位电子标签31位于反射感应区域6内；
34.所述车载电子标签设置于对应已登记车辆，随对应已登记车辆的停放所述车载电子标签位于直接感应区域5内。
35.上述泊位电子标签31主要用于识别泊位1的运行状态，而车载电子标签通常是车辆7登记后安装，其记录有相应的车辆7信息，两个标签的识别可以采用现有的rfid多标签识别技术，进而使得无论是已登记信息并带有车载电子标签的车辆7，还是未登记信息不带有电子标签的车辆7，均能实现车位占用状况的识别。对于带有车载电子标签的车辆7，还可实现车辆7身份信息的识别，进而可以实现会员、非会员等更为完善的停车管理方式。
36.进一步的，没有安装车载电子标签的车辆7停放于泊位1时，rfid读写设备4和泊位传感器3按照前文所述过程可以识别出泊位1的占用状态，当未登记信息不带电子标签的车辆7驶入泊位后，在通过远程管理后台将泊位1占用状态推送给前端值守人员的终端，采用人工拍照识别车辆7的身份并与工单进行绑定，进而实现对不带电子鼻标签车辆的停车收费管理。
37.而安装了车载电子标签的车辆7停放于泊位1时，rfid读写设备4除了能够收到泊
位电子标签31返回的信息外，还会收到车载电子标签返回的信息，返回的信息中有相应的车辆7身份信息，因而后台可以对泊位1上的车辆7进行身份识别，此时将自动生成车辆7在泊位1的停车订单进行计时计费。
38.上述方案能对所有停放车辆的信息进行录入，而对rfid停车管理系统的改进幅度小，成本低，具有较高的实用价值。
39.rfid读写设备4和泊位传感器3可适用于路边、露天或室内等无固定出入口的停车场泊位，不过对于路边侧方停车泊位，无疑仍然优选采用申请人在先申请类似的路边安装方式，即所述rfid读写设备4和泊位传感器3均安装于路边道路构件2或者路边市政设施，例如可以安装于路沿石中/外、或者市政绿化的花台中/外。在如图所示的实施例中，所述rfid读写设备4和泊位传感器3均安装于路沿石中。
40.泊位电子标签31的信号接收由车身反射实现，因此，泊位电子标签31的部署位置需充分利用车身的反射面，以避免车辆7停靠在泊位1后，无法将电磁波信号反射至电子标签表面。根据《城市道路路内停车管理设施应用指南》ga/t 1271
‑
2015中对路内停车泊位1的长度规范600cm，汽车车身长度360cm～520cm之间，如图1所示，沿对应泊位1的长度方向，所述泊位电子标签31与泊位头之间的距离为2.4m～3.6m，以确保在车辆7的任何停靠状态下，泊位电子标签31均能正对车身，进而确保，在停车位置存在随意性、车辆外形存在差异性的前提下，泊位电子标签31均能位于通过车身反射所形成的反射感应区域6内，避免停车识别的漏报和错报。其中，所述泊位头是指对应车头的一端，而泊位尾则是对应车尾的一端。
41.rfid读写设备4和泊位传感器3在实际应用中的部署位置是固定的，且rfid读写设备4在工作时所形成的微波视场范围也是恒定的，而rfid读写的电磁信号受环境影响较大，如雾、霾、沙尘、雨等，因此，需要选择一个最优的设置范围，以确保rfid读写设备4和泊位传感器3之间通信的稳定性。具体的讲，当泊位传感器3距离rfid读写器设备4的距离过近时，信号受地面反射等影响，泊位传感器3存在直接处于rfid读写设备4所形成的泊位势场内的可能，此时无论泊位是否存在车辆，rfid读写器设备4都会和泊位传感器3发生数据交互，从而产生误报；而当泊位传感器3距离rfid读写设备4距离较远时，由于电磁波在空气中以及反射的传输损耗较大，受天气等外部环境影响，泊位传感器3可能存在无法收到信号或信号连接不稳定的情况，进而导致无法识别泊位1是否存在车辆或者同一车辆多次报送的情况。基于上述原因，rfid读写设备4与泊位电子标签31需要保持一个最优的距离，而这一距离不能过大或者过小。
42.因此，为了确保泊位电子标签31位于直接感应区域5的范围之外并位于反射感应区域6内，可以采用调整rfid读写设备4的发射功率的方式，缩小直接感应区域5或者扩大反射感应区域6。
43.但如申请人在先专利所述，rfid读写设备4需要实现泊位1上车辆的识别，同时防止误识别泊位1外的车辆，比如沿路寻找车位的车辆，因而，rfid读写设备4直接感应区域5的识别感应范围并不是越大越好，其范围基本确定，应在泊位对应范围内，尽可能扩大覆盖而又不超出泊位范围。
44.如上所述，rfid读写设备4的输出功率应根据泊位的大小进行设置和调整，以确保直接感应区域5的识别感应范围，在泊位对应范围内，并尽可能扩大覆盖而又不超出泊位范
围；泊位电子标签31的选型，应根据rfid读写设备4进行适配，以确保在上述反射感应区域6内泊位电子标签31的通信稳定。
45.下面以常规的rfid读写设备为例进行读写测试。在测试中，调整rfid读写设备4的输出功率至27dbm，rfid读写设备4将形成一个以rfid读写设备为原点，半径为2m，夹角为150
°
的扇形的直接感应区域5；选用了在920mhz频点读取灵敏度在
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17dbm以上的电子标签作为泊位电子标签31，如图3所示，为该电子标签性能指标图。下面对泊位电子标签31的部署位置进行测试。测试数据如下：
46.距离(cm)结果距离(cm)结果10稳定识读70无法识读20稳定识读80无法识读30稳定识读90无法识读40不稳定识读100无法识读50无法识读110无法识读60无法识读120无法识读
47.表一、泊位无车时，rfid读写设备与泊位电子标签的距离对于读写结果的影响
48.距离(cm)结果距离(cm)结果10稳定识读80稳定识读20稳定识读90稳定识读30稳定识读100稳定识读40稳定识读110不稳定识读50稳定识读120不稳定识读60稳定识读130无法识读70稳定识读140无法识读
49.表二、泊位有车时，rfid读写设备与泊位电子标签的距离对于读写结果的影响
50.如表一所示，通过测试发现，在泊位无车时，当泊位电子标签31与rfid读写设备4的距离超过50cm后，rfid读写设备4将不能读取到泊位电子标签31的数据。
51.如表二所示，通过测试发现，当泊位有车时，泊位电子标签31与rfid装置4的间距超过1m时，由于电磁波的损耗，rfid读写设备4已经无法稳定的获取到泊位电子标签31的数据。
52.因此，根据上述测试结果，在确保直接感应区域5的识别感应范围在泊位对应范围内，并尽可能扩大覆盖而又不超出泊位范围，这一前提下，为确保泊位电子标签31位于直接感应区域5的范围之外并位于反射感应区域6内，并形成良好的通信稳定性，泊位电子标签31与rfid读写设备4之间的最优距离为0.5m～1.0m。
53.当泊位电子标签1高度高于rfid读写设备4时，由于地面的反射，若电子标签31底部未采用金属物质或吸波物质对电磁波信号进行隔绝或吸收，极易造成在泊位无车时，rfid读写设备4仍能从泊位电子标签31的底部获取到标签数据，为此，作为在本技术的优选方案中，所述rfid读写设备4的水平高度与泊位电子标签31的水平高度平齐；或所述rfid读写设备4的水平高度高于泊位电子标签31的水平高度。此外，也可在泊位电子标签31的下方设置有屏蔽挡板，通过屏蔽挡板屏蔽来自泊位电子标签31下方的电磁波，屏蔽挡板可以采
用前述金属物质或吸波物质。
54.当泊位电子标签31与泊位1所在平面接近时，在地面存在积水时，泊位电子标签31的一部分会位于积水下方，积水会吸收了大量本应反射至泊位电子标签31表面的电磁波能量，为了确保泊位电子标签31的积水情况下的读取效果，泊位电子标签31应高于对应泊位1所在平面5cm以上。
55.由于rfid读写设备4的部署位置往往在泊位边侧的路沿石上，并且rfid读写设备4宜与路沿石顶部持平，确保rfid读写设备4不易受到损坏，结合常规路沿石的高度，所述rfid读写设备4高于对应泊位1所在平面10cm～15cm，同样的而rfid读写设备4的水平高度与泊位电子标签31的水平高度平齐或者高于泊位电子标签31的水平高度，并且泊位电子标签31应高于对应泊位1所在平面5cm以上，因此，所述泊位电子标签31高于对应泊位1所在平面5cm～10cm。
56.由于市面上车辆种类众多，不同车辆的地盘高度不一，导致车辆车身反射到泊位电子标签31的电磁波的入射角度千变万化，而常规的标签由于射频芯片自身天线的限制，最多只能从电子标签的四个方位激活标签工作，即标签的前、后、上、下，因此，要保证沿车位长度方向的覆盖就要影响上下的覆盖，而要保证上下的覆盖就要影响沿车位长度方向的覆盖。因此，为了增强泊位电子标签31能够从更多角度、更多方位接收到车身反射的电磁波信号，所述泊位电子标签31优选为true 3d电子标签。具体的，例如impinj公司的m4和mx系列的芯片，true 3d电子标签能够使标签在六个方位上均能被激活工作，即标签的前、后、上、下、左、右，以此确保各种车型驶入泊位均能被感知到。
57.为了保护泊位电子标签31，泊位传感器包括壳体和泊位电子标签31，所述泊位电子标签31设置于壳体内，所述壳体朝向对应泊位的部分采用透波材料制成，以便于泊位电子标签31对于信号的接收与发射。
58.因为反射的信号相对较弱，为了增强泊位电子标签31所接收到的电磁波，所述泊位电子标签31远离泊位1的一侧设置有反射背板。反射背板一方面可以反射电磁波，使车身直接反射的电磁波与反射背板反射的电磁波之间的相位叠加，增强泊位电子标签31的读写性能；另一方面反射背板还可以隔绝泊位电子标签31背部材料以及环境对标签性能的影响，比如盒体加强筋的反射、金属盒体后盖的不规则形状的反射等。
59.壳体的材质优选为压模玻璃钢或pvc强硬度工程塑料，避免内部封装的泊位电子标签31被撞击破坏。壳体可以通过膨胀螺钉等可拆卸结构固定于路边道路构件2上，以便于后期的维护。