CITY PARKING - ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРКОВОЧНЫХ МЕСТ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ Российский патент 2024 года по МПК G08G1/14 H04W4/38 H04W4/44 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники, в частности, к программно-аппаратному комплексу для построения информационной сети передачи и обработки данных о состоянии парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, RU 161925 U1, опубл. 20.05.2016. Данное решение характеризует парковочное устройство, содержащее датчик наличия транспортного средства на парковочном месте и установленное в непосредственной близости от парковочного места, причем оно имеет форму столбика, называемого далее индукционным парковочным столбиком, имеющего соответствующую раскраску для визуального обнаружения, снабжённого средствами информирования водителя о состоянии парковки, представляющими собой световые и/или звуковые извещатели, антенну и узел согласования, который выполнен с возможностью подключения к удалённому считывателю, при этом антенна выполнена в виде магнитной рамки, которая с соединённым с ней узлом согласования образует колебательный контур в диапазоне от 30 кГц до 30 мГц, обеспечивающий формирование переменного магнитного поля, характеризуемого зоной действия магнитной рамки, в которой обеспечивается считывание данных из памяти радиометки.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков современного уровня техники и отличается от известных ранее тем, что предложенное решение осуществляет более качественное и эффективное построение информационной сети передачи и обработки данных о состоянии парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное решение, является создание программно-аппаратного комплекса для построения информационной сети передачи и обработки данных о состоянии парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени.

Технический результат заключается в снижении времени пользователя на поиск свободного парковочного места.

Заявленный технический результат достигается за счет осуществления программно-аппаратного комплекса для построения информационной сети передачи и обработки данных о состоянии парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени, содержащий в своем составе взаимосвязанные:

по меньшей мере, один беспроводной датчик обнаружения транспортных средств, реализованный в виде геомагнитного датчика парковки накладного типа с радиолокационным обнаружением;

беспроводной сборщик данных, реализованный в виде шлюза для осуществления взаимосвязи между всеми беспроводными датчиками парковки и сервером;

передатчик сотовых данных, реализованный для передачи данных на сервер, работающий в паре с беспроводным сборщиком данных.

В частном варианте реализации описываемого решения, беспроводной сборщик данных содержит блок питания, печатную плату с выведенными портами RS-232/485, Ethernet и USB.

В другом частном варианте реализации описываемого решения, беспроводной датчик обнаружения транспортных средств состоит из антивандального защищенного корпуса, монтажного кольца, микросхемы с функцией лидара и батареи, используемой в качестве источника питания.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагаются следующие чертежи:

Фиг. 1, иллюстрирует пакет данных, направляемый с сервера в виде сигнала цифрового кода при каждом изменение статуса датчика в режиме реального времени.

Фиг. 2, иллюстрирует общую схему программно-аппаратного комплекса для построения информационной сети передачи и обработки данных о состоянии парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени.

Фиг. 3 иллюстрирует схему основного стека сети программно-аппаратного комплекса.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.

Предлагаемое техническое решение направлено на решение задачи построения информационной сети передачи и обработки данных о состоянии (свободно\занято) парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени.

Предлагаемый программно-аппаратный комплекс для построения информационной сети передачи и обработки данных о состоянии парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени, содержит в своем составе взаимосвязанные:

по меньшей мере, один беспроводной датчик обнаружения транспортных средств, реализованный в виде геомагнитного датчика парковки накладного типа с радиолокационным обнаружением;

беспроводной сборщик данных, реализованный в виде шлюза для осуществления взаимосвязи между всеми беспроводными датчиками парковки и сервером;

передатчик сотовых данных, реализованный для передачи данных на сервер, работающий в паре с беспроводным сборщиком данных.

Беспроводной датчик обнаружения транспортных средств (OKSI PS-x) разработан для получения информации о наличии места на парковке без использования кабелей. Благодаря использованию технологии обнаружения магнетизма и лидара, протоколу беспроводного приемопередатчика малой мощности на большие расстояния, а также сложному алгоритму обнаружения, OKSI PS-х обеспечивает чрезвычайно высокую скорость обнаружения и большую дальность связи, обеспечивая простое в установке и экономичное решение для измерения данных о заполняемости парковочных мест как внутри помещений, так и снаружи и системы управления открытой парковкой.

OKSI PS-x представляет собой геомагнитный датчик парковки накладного типа с радиолокационным обнаружением на основе стандартного протокола LoRaWAN для определения статуса (занято или пусто) парковочного места. Он состоит из антивандального защищенного корпуса, монтажного кольца, модуля передачи данных (печатная плата/микросхема с функцией лидара), источник питания – батарея. Принцип работы основан на работе магнитного поля или оптического обнаружения (лидара), активирующего модуль передачи данных.

1. Обнаружение за счет образования магнитного поля, когда автомобиль припаркован на парковочном месте или покидает его, датчик фиксирует изменение магнитного поля и зашифрованный пакет данных о состоянии парковочного места передается на шлюз (коллектор), при этом шлюз в свою очередь передает информацию на вычислительный сервер, после чего сетевой сервер декодирует пакет данных и корректирует интерфейс с интеллектуальной парковочной платформой для управления парковками в режиме реального времени.

2. Оптическое обнаружение транспортного средства датчиком, основано на применении функции лидара. Инфракрасное излучение фиксирует в заданном диапазоне металлический предмет, определяя до него расстояние и передает данные на коллектор данных (шлюз) о своем состоянии (свободно\занято).

Магнитное и оптическое определение данных – это две независимые функции датчика парковки. Их работа определяется исходя из точных настроек. Функции работают как в режиме реального времени (онлайн), так и в режиме пульсации с заданным интервалом времени.

Датчик PS, установленный на каждом парковочном месте, обнаруживает присутствие транспортного средства. Через беспроводную сенсорную сеть между датчиком (датчиками) и сборщиком данных (OKSI DCR-xxx), установленным на парковке, информация о занятости в режиме реального времени будет обнаруживаться и передаваться в базу данных системы для дальнейшего обслуживания системы управления парковкой.

Беспроводной сборщик данных OKSI DCR-xxx действует как шлюз между всеми беспроводными датчиками парковки и сервером данных. OKSI DCR-xxx обеспечивает сверхдальнюю производительность беспроводной связи, обеспечивая возможность подключения датчиков на большой площади. В связи с использованием технологии LBLRTM на DCR-xxx, можно установить только один сборщик данных на одном сайте приложения, что обеспечивает преимущества снижения системных затрат и упрощения системы для повышения ее стабильности и эффективности.

OKSI предоставляет 4 различные модели радиочастот DCR-xxx для удовлетворения требований к беспроводной радиосвязи в различных странах и регионах. Информация приведена ниже:

Беспроводной сборщик данных OKSI DCR-ххx обеспечивает сверхдальнюю производительность беспроводной связи, обеспечивая широкое подключение к беспроводным датчикам, установленным на большой площади, например, на открытой парковке или на уличной парковке. Данные о заполняемости парковочных мест, полученные с каждого датчика всей сети, передаются на сервер данных прикладной системы с помощью DCR-ххx через коммуникационный порт Ethernet или RS232/485 в виде зашифрованного кода в bit-ах.

OKSI DCR-ххx представляет собой алюминиевый корпус с выведенными портами. Внутри корпуса расположен блок питания и печатная плата с выведенными портами RS-232/485 (настраиваемый), Ethernet и USB (настраиваемый) для передачи данных между беспроводным датчиком обнаружения занятости парковочного места и сервером.

Прием данных от датчиков парковки осуществляется путем протокола LORA. Пакеты данных используют один и тот же кадр независимо от порта, с которого они передаются. USB-порт используется для отладки. Порт RS-232/485 (настраиваемый) и порт Ethernet, работают как клиент TCP/IP. Скорость передачи данных 115200 бит/с.

Для интеграции и передачи данных используется международный протокол LORA WAN. Технология LoRa создана для межмашинного (M2M) взаимодействия и представляет собой сочетание особого метода модуляции LoRa и открытого протокола взаимодействия LoRaWAN. Эта технология связи для IoT разработана таким образом, что может обслуживать до 1 млн. устройств в одной сети, давая им автономность до 7 лет от одной батареи.

OKSI DCR-xxx имеет переднюю панель и заднюю панель. На передней панели расположены индикаторы рабочего состояния, USB-порт, кнопки загрузки и предустановки, а также переключатель пользовательского ввода. На задней панели расположены разъем питания постоянного тока и терминал, порты передачи данных Ethernet и RS-232/485, а также антенный разъем TNC.

Передатчик сотовых данных USR-G781 - это DTU 3G и 4G, которые применяются к LTE и GPRS. Это обособленное устройство для передачи данных с использованием мобильных систем, работает в паре с коллектором (шлюзом). Последовательный порт RS232 или RS485 может передавать данные на Интернет-сервер по технологии LTE. G781 имеет два порта Ethernet для подключения сетевых аксессуаров.

Передатчик сотовых данных работает совместно со шлюзом (коллектором данных) и передает данные, полученные шлюзом от датчиков парковки.

Подключив порт RS-232 коллектора к GPRS/3G DTU, который обычно используется для конвертирования данных из формата RS-232 в формат TCP/IP, коллектор может передавать данные через беспроводную сеть GPRS или 3-4G на сервер, подключенный к Интернет с общедоступным IP-адресом и номером порта.

Предлагаемое техническое решение может быть реализовано с использованием серверной инфраструктуры, способной осуществлять необходимую обработку данных. Серверная инфраструктура может состоять из сетевого оборудования, серверного (вычислительного) оборудования, дискового и иного хранилища.

Описание характеристик серверного оборудования (сервера).

На базе ядра ARM 9 и системы Linux.

Поддерживает 2G 3G и 4G LTE.

Поддержка 2 портов Ethernet RJ45. Один порт локальной сети, а другой может быть установлен как порт WAN или порт LAN.

Поддержка 1 гнезда для SIM-карты.

Поддержка DDNS, статической маршрутизации и брандмауэра.

Поддержка NTP и синхронизации часов.

Поддержка конфигурации веб-сервера.

Поддерживает 4-х подключений онлайн одновременно, поддерживает TCP и UDP

Поддерживает отправку пакета сетевого удостоверения.

Поддерживает отправку пакетов данных heartbeat в сеть или последовательный порт.

Поддерживает 2 последовательных режима работы: режим прозрачной передачи по сети и режим HTTPD.

Пакет данных с датчиков парковки с помощью коллектора отправляется на сервер. Сервер принимает, обрабатывает, анализирует и передаёт данные другим партнёрам в структурированном виде. Администраторы, управляющие парковочным пространством, подключаются и принимают данные посредством API, которые развернуты на сервере.

Данные, которые передаются на сервер с датчика в режиме реального времени:

- Статус парковочного места (занято/свободно);

- Доступность датчика (онлайн/офлайн);

- Уровень заряда батареи (зависит от комплектации датчика).

На Фиг. 1 описан пакет данных, направляемый с сервера в виде сигнала цифрового кода при каждом изменение статуса датчика в режиме реального времени. Расшифровка пакета данных:

101 - голова рамы;

102 - тип пакета данных (в настоящем техническом решении есть два типа пакета данных, 00 - пакет данных сердцебиения, 01 - пакет данных обнаружения);

103 - серийный номер пакета данных;

104 - длина пакета данных;

105 - статус обнаружения датчика, чтобы избежать потери пакета данных из-за беспроводных помех, пакет данных сердцебиения также включает статус обнаружения, следующий за пакетом обнаружения, 02 означает свободное состояние, обнаруженное магнитным датчиком; 00 означает свободный статус, обнаруженный лидарным датчиком.

106 - идентификатор сборщика данных (противоположное направление, идентификатор следует читать как 68638310);

107 - идентификатор датчика (противоположное направление, идентификатор следует читать как 68638950);

108 - значение напряжения датчика;

109 - сила сигнала датчика (темп);

110 - версия прошивки датчика;

111 - контрольное значение пакета данных.

Таким образом, серверная часть является неотъемлемой частью настоящего комплекса, которая принимает, хранит, обрабатывает, анализирует и передаёт данные управляющим администраторам в структурированном виде.

Программно-аппаратный комплекс позволяет:

- пользователю, в режиме реального времени, видеть карту с указанием свободных и занятых парковочных мест;

- администратору сети получать данные о количестве занятых и свободных парковочных мест в режиме реального времени.

Дополнительные положительные технические эффекты настоящего программно-аппаратного комплекса:

- снижение времени пользователя на поиск свободного парковочного места;

- возможность бесконтактной оплаты за парковочное место;

- интеграция транспондера для автоматической оплаты парковочного места;

- возможность администраторам сети получать данные о пиковых нагрузках на каждое парковочное место;

- возможность администраторам сети получать данные о транспортных средствах и водителях, занимающих парковочное место;

- снижение трафика вокруг платных парковок, за счет эффективной обработки данных и отображения состояния (свободно\занято) парковочного места хранения транспортных средств.

- возможность внедрения регулируемых тарифов в пиковые нагрузки на парковки, за счет точной аналитики программно-аппаратного комплекса.

Беспроводной сборщик данных OKSI DCR-xxx обеспечивает сверхдальнюю производительность беспроводной связи, обеспечивая широкое подключение к беспроводным датчикам, установленным на большой площади, например, на открытой парковке или на уличной парковке. Информация о заполняемости парковочных мест передается на сервер данных прикладной системы с помощью OKSI DCR-xxx через коммуникационный порт Ethernet или RS232/485. Коллектор данных слушает эфир в заданном диапазоне частот. Когда он слышит запрос от какого-либо из устройств, то отвечает ему на частоте обращения. Его задача максимально быстро и гарантированно передать небольшое сообщение от датчика на сервер. В зависимости от радио условий выбирается оптимальный набор параметров связи.

Пакеты принимаются коллектором данных, однако обрабатывает их следующее звено цепи – сетевой сервер. Именно на сервере приложений происходит расшифровка показаний от датчиков, они в понятной форме раздаются либо в биллинг, либо в интерфейс потребителю, либо в другое заданное место.

Сеть «City Parking» настраивается через подключение настроенного коллектора к сетевому серверу через Ethernet или мобильные сети (фиг. 3).

Пользователь заезжает на своем транспортном средстве на парковку и занимает парковочное место. Беспроводной датчик обнаружения транспортных средств обнаруживает машину и направляет на сборщик данных информацию в виде цифрового сигнала (кода), после чего сборщик данных принимает информацию и направляет на сервер данных. На сервере информация анализируется и обрабатывается и, в зависимости от сигнала (кода), идентифицируется статус датчика (свободно/занято). После чего в базе данных приложения изменяется статус парковочного места, и в интерфейсе пользователя отображается достоверная информация о занятости парковочного места и парковки в целом.

Предлагаемая система имеет программное обеспечение (набор программных инструментов) для подключения к базе данных (серверу) приложения «Городские парковки города N». Приложение «городские парковки города N», получает данные с сервера в виде сигнала цифрового кода при каждом изменение статуса датчика в режиме реального времени. Таким образом, пользователь, посредством своего вычислительного устройства, может получить информацию относительно свободных парковочных мест, а также воспользоваться сгенерированным маршрутом до оптимального парковочного места.

Таким образом, настоящее техническое решение, за счет своей реализации и использования всех технических элементов системы, подбирает для пользователя оптимальные парковки, в которых есть свободные паковочные места и отображает для пользователя информацию с указанием номера парковки или названием парковки, а также номером свободного парковочного места.

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

Изобретение относится к системам сбора информации о состоянии парковочного места. Технический результат заключается в повышении производительности и увеличении площади покрытия системы. Технический результат достигается за счет того, что система содержит: по меньшей мере один беспроводной датчик обнаружения транспортных средств с функцией лидара; беспроводной сборщик данных, реализованный в виде шлюза для осуществления взаимосвязи между всеми беспроводными датчиками парковки и сервером; передатчик сотовых данных USR-G781, реализованный для передачи данных на сервер, работающий в паре с беспроводным сборщиком данных. 3 ил.

Программно-аппаратный комплекс для построения информационной сети передачи и обработки данных о состоянии парковочного места хранения транспортных средств в режиме реального времени, содержащий в своем составе взаимосвязанные:

по меньшей мере один беспроводной датчик обнаружения транспортных средств, состоящий из антивандального защищенного корпуса, монтажного кольца, батареи и модуля передачи данных, реализованного в виде печатной платы с функцией лидара;

беспроводной сборщик данных, реализованный в виде шлюза для осуществления взаимосвязи между всеми беспроводными датчиками парковки и сервером, представляющий собой алюминиевый корпус, внутри которого расположены блок питания и печатная плата с выведенными портами RS-232/485, Ethernet и USB для передачи данных между беспроводным датчиком обнаружения занятости парковочного места и сервером, причем на передней панели беспроводного сборщика данных расположены: индикаторы рабочего состояния; USB-порт; кнопки загрузки и предустановки и переключатель пользовательского ввода, а на задней панели расположены: разъем питания постоянного тока, порты передачи данных Ethernet и RS-232/485, а также антенный разъем TNC;

передатчик сотовых данных USR-G781, реализованный для передачи данных на сервер, работающий в паре с беспроводным сборщиком данных.