本发明公开了一种基于RFID标签的智能车库引导及取车导航系统及方法。本发明包括入口取卡子系统、岔口方向指示子系统、车位控制子系统、数据库服务器子系统；入口取卡子系统安装在车库入口处，包括入口显示模块、摄像头模块、入口控制器和取卡模块；岔口方向指示子系统安装在车库内部道路岔口处，包括RFID阅读器、岔口显示模块和岔口控制器；车位控制子系统安装在车位处，包括智能车位锁、车位检测模块、车位显示模块和车位控制器；数据库服务器子系统安装在车库机房PC机上，包括主控模块和数据库。本发明能够快速有效地完成了停车引导以及取车导航，并且极大地提高了整个停车场的管理效率，节省了大量的时间和资源。
1.基于RFID标签的智能车库引导及取车导航系统，其特征在于包括入口取卡子系统、岔口方向指示子系统、车位控制子系统、数据库服务器子系统；该四个子系统之间采用有线或者无线方式组成通信网络；
所述入口取卡子系统安装在车库入口处，包括入口显示模块、摄像头模块、入口控制器和取卡模块；其中，入口显示模块负责显示车库内剩余空车位数；摄像头模块负责拍摄并识别车辆的车牌号；取卡模块负责分配RFID标签号，即停车卡；入口控制器负责将车牌号及RFID标签号传输到数据库服务器子系统的主控模块；
所述岔口方向指示子系统安装在车库内部道路岔口处，包括RFID阅读器、岔口显示模块和岔口控制器，其中RFID阅读器负责阅读停车卡上的RFID标签号；岔口控制器负责将读到的RFID标签号传输到数据库服务器子系统的主控模块，并接收主控模块下发的显示命令；岔口控制器接收显示命令后控制显示模块显示车牌号、车位号和方向指示，方向指示包括直行、左转、右转三种；
所述的车位控制子系统安装在车位处，包括智能车位锁、车位检测模块、车位显示模块和车位控制器；智能车位锁安装于车位正中间，在该车位未分配时，智能车位锁防止无关车辆乱停车位；车位检测模块采用光敏电阻传感器，安装在智能车位锁上，检测该车位是否有车停放；车位显示模块安装在车位上方，负责显示分配在该车位的车牌号；车位控制器负责用于对智能车位锁、车位检测模块、车位显示模块的控制，同时用于车位控制子系统和数据库服务器子系统之间的通信；
所述数据库服务器子系统安装在车库机房PC机上，包括主控模块和数据库；主控模块负责分配车位，更新数据库；并与入口取卡子系统、岔口方向指示子系统、车位控制子系统进行通信下达各种命令；数据库负责存储车库车位分布、行车路线以及车位使用情况。
2.如权利要求1所述的基于RFID标签的智能车库引导及取车导航系统的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、智能停车；
1.1车辆驶到入口取卡模块前，摄像头模块拍摄车辆的车牌号，取卡模块分配RFID标签号，即停车卡，入口控制器将车牌号和RFID标签号发到数据库服务器子系统的主控模块，请求分配车位；
1.2数据库服务器子系统的主控模块收到请求分配车位命令后，主控模块查询数据库，给该RFID标签号分配车位，并在数据库中将该RFID标签号、车位号、车牌号绑定，最后更改该车位状态为分配；
1.3主控模块分配车位完成后，响应入口取卡子系统分配成功命令，并通知车位控制子系统打开智能车位锁且在车位显示模块显示车牌号；
1.4入口取卡子系统收到车位分配成功命令后，抬闸放行，车辆驶入车库；
2.1车库内岔口RFID阅读器阅读到RFID标签号，发送给岔口控制器，由岔口控制器将RFID标签号及其本身岔口控制器代号发送到数据库服务器子系统的主控模块；
2.2数据库服务器子系统的主控模块根据RFID标签号查询相应车位位置和车牌号，并根据目前岔口控制器位置和车库路线图规划此岔口的方向指示，包括直行、左转和右转三种，最后将车牌号和方向指示结果发送给岔口方向指示子系统的岔口控制器；
2.3岔口方向指示子系统将收到的车牌号和方向指示显示在岔口显示模块，指示车主按指示方向前进；
3.1车位控制子系统收到数据库服务器子系统的主控模块发送的车位分配命令后，由车位控制器打开智能车位锁，能在车位停车检测，并在车位上方车位显示模块显示车主车牌号；
3.2车位检测模块检测到停车成功后，车位控制子系统发送消息给数据库服务器子系统，同时关闭车位上方车位显示模块；
3.3数据库服务器子系统收到停车成功消息后，在数据库里面更新该车位的状态为已停车，并启动一个定时器，暂停对该停车卡的导航服务，车主走出车库；定时时间到后，主控模块再次对该停车卡的导航服务；
1.当车主返回车库取车时，车主进入岔口方向指示子系统的RFID阅读器的读取范围内后，车库内岔口RFID阅读器阅读到RFID标签号，发送给岔口控制器，由岔口控制器将RFID标签号及其本身岔口控制器代号发送到数据库服务器子系统的主控模块；数据库服务器子系统的主控模块根据RFID标签号查询相应车位位置和车牌号，并根据目前岔口控制器位置和车库路线图规划此岔口的方向指示，包括直行、左转和右转三种，最后将车牌号和方向指示结果发送给岔口方向指示子系统的岔口控制器；岔口方向指示子系统将收到的车牌号和方向指示显示在岔口显示模块，指示车主按指示方向前进；
2.当车主将车开出车位后，车位检测模块检测到车离开，车位控制器立即关闭智能车位锁，然后将信息发送给数据库服务器子系统；
3.数据库服务器子系统收到车离开信息后，解除车位和RFID标签号的绑定，并将该RFID标签号的目标位置指定为最近的出口。
基于RFID标签的智能车库引导及取车导航系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于大型车库车位智能管理领域，尤其涉及一种基于RFID标签的智能车库引导和取车导航系统及方法。
背景技术
[0002] 随着社会经济的发展，汽车数量也迅猛增长，相应的停车场建设规模也随着需求越来越大，在车站、商场、购物中心等场所都能见到大型的停车场。目前国内外的停车场引导系统应用主要集中在停车场外部的被动式引导上，而缺少停车场内部的引导服务，仅根据车辆进出信息统计剩余空闲车位数量，并在入口为泊车者提示停车场的剩余有效空车位数目，泊车者根据信息自行寻找车位，当车辆进入停车场内时引导服务就结束了。但是对于车主来说，车辆进入停车场，特别是车位数特别多的大型停车场，驾驶员进入停车场后由于不知道空车位的具体位置，要在里面来回兜圈，经常找不到车位，导致车库内拥堵。另外，当车主返回停车场时，由于停车场太大或者地形不熟，车主容易找不到车。这样也就导致了大量的时间和资源浪费，给人们带来了极大的不便，“停车难”以及“找车难”也就成为大型车库亟需解决的难题；从管理角度来说，一个效率低下的管理手段大大增加了管理成本，降低了车位的使用效率和经济效益。因此，设计一个方便快捷、高效可靠、管理和服务水平高的现代化车库内引导及管理系统迫在眉睫。
发明内容
[0003] 本发明公开了一种基于RFID标签的智能车库引导及取车导航系统及方法。该系统能够帮助泊车者在车库内快速找到目标车位，完成在车库里面快速方便地停车，车主返回车库取车时也能轻松快捷找到自己的车辆所在位置。
[0004] 本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：
[0005] 基于RFID标签的智能车库引导及取车导航系统，包括入口取卡子系统、岔口方向指示子系统、车位控制子系统、数据库服务器子系统；该四个子系统之间采用有线或者无线方式组成通信网络。
[0006] 所述入口取卡子系统安装在车库入口处，包括入口显示模块、摄像头模块、入口控制器和取卡模块；其中，入口显示模块负责显示车库内剩余空车位数；摄像头模块负责拍摄并识别车辆的车牌号；取卡模块负责分配RFID标签号，即停车卡；入口控制器负责将车牌号及RFID标签号传输到数据库服务器子系统的主控模块。
[0007] 所述岔口方向指示子系统安装在车库内部道路岔口处，包括RFID阅读器、岔口显示模块和岔口控制器，其中RFID阅读器负责阅读停车卡上的RFID标签；岔口控制器负责将读到的RFID标签传输到数据库服务器子系统的主控模块，并接收主控模块下发的显示命令；岔口控制器接收显示命令后控制显示模块显示车牌号、车位号和方向指示，方向指示包括直行、左转、右转三种。
[0008] 所述的车位控制子系统安装在车位处，包括智能车位锁、车位检测模块、车位显示模块和车位控制器。智能车位锁安装于车位正中间，在该车位未分配时，智能车位锁防止无关车辆乱停车位；车位检测模块采用光敏电阻传感器，安装在智能车位锁上，检测该车位是否有车停放；车位显示模块安装在车位上方，负责显示分配在该车位的车牌号；车位控制器负责用于对智能车位锁、车位检测模块、车位显示模块的控制，同时用于车位控制子系统和数据库服务器子系统之间的通信。
[0009] 所述数据库服务器子系统安装在车库机房PC机上，包括主控模块和数据库。主控模块负责分配车位，更新数据库；并与入口取卡子系统、岔口方向指示子系统、车位控制子系统进行通信下达各种命令；数据库负责存储车库车位分布、行车路线以及车位使用情况等数据。
[0010] 基于RFID标签的智能车库引导及取车导航的方法，具体包括如下步骤：
[0011] 步骤1、智能停车；
[0012] 步骤2、智能取车；
[0013] 步骤1所述的智能停车具体如下：
[0014] 1.在入口取卡子系统处，依次进行下列步骤：
[0015] 1.1车辆驶到入口取卡模块前，摄像头模块拍摄车辆的车牌号，取卡模块分配RFID标签(停车卡)，入口控制器将车牌号和RFID标签发到数据库服务器子系统的主控模块，请求分配车位；
[0016] 1.2数据库服务器子系统的主控模块收到请求分配车位命令后，主控模块查询数据库，给该RFID标签分配车位，并在数据库中将该RFID标签、车位号、车牌号绑定，最后更改该车位状态为分配；
[0017] 1.3主控模块分配车位完成后，响应入口取卡子系统分配成功命令，并通知车位控制子系统打开智能车位锁且在车位显示模块显示车牌号；
[0018] 1.4入口取卡子系统收到车位分配成功命令后，抬闸放行，车辆驶入车库。
[0019] 2.在岔口方向指示子系统处，依次进行下列步骤：
[0020] 2.1车库内岔口RFID阅读器阅读到RFID标签，发送给岔口控制器，由岔口控制器将RFID标签及其本身岔口控制器代号发送到数据库服务器子系统的主控模块；
[0021] 2.2数据库服务器子系统的主控模块根据RFID标签查询相应车位位置和车牌号，并根据目前岔口控制器位置和车库路线图规划此岔口的方向指示，包括直行、左转和右转三种，最后将车牌号和方向指示结果发送给岔口方向指示子系统的岔口控制器；
[0022] 2.3岔口方向指示子系统将收到的车牌号和方向指示显示在岔口显示模块，指示泊车者按指示方向前进。
[0023] 3.在车位控制子系统处，依次进行下列步骤：
[0024] 3.1车位控制子系统收到数据库服务器子系统的主控模块发送的车位分配命令后，由车位控制器打开智能车位锁，使能车位停车检测，并在车位上方显示器显示车主车牌号；
[0025] 3.2车位停车检测模块检测到停车成功后，车位控制子系统发送消息给数据库服务器子系统，同时关闭车位上方显示器。
[0026] 3.3数据库服务器子系统收到停车成功消息后，在数据库里面更新该车位的状态为已停车，并启动一个定时器，暂停对该停车卡的导航服务，供泊车者走出车库；定时时间到后，主控模块再次使能对该停车卡的导航服务。
[0027] 步骤2所述的智能取车具体如下：
[0028] 1.当车主返回车库取车时，车主进入岔口方向指示子系统的RFID阅读器的读取范围内后，车库内岔口RFID阅读器阅读到RFID标签，发送给岔口控制器，由岔口控制器将RFID标签及其本身岔口控制器代号发送到数据库服务器子系统的主控模块；数据库服务器子系统的主控模块根据RFID标签查询相应车位位置和车牌号，并根据目前岔口控制器位置和车库路线图规划此岔口的方向指示，包括直行、左转和右转三种，最后将车牌号和方向指示结果发送给岔口方向指示子系统的岔口控制器；岔口方向指示子系统将收到的车牌号和方向指示显示在岔口显示模块，指示泊车者按指示方向前进。
[0029] 2.当车主将车开出车位后，车位停车检测模块检测到车离开，车位控制器立即关闭智能车位锁，然后将信息发送给数据库服务器子系统；
[0030] 3.数据库服务器子系统收到车离开信息后，解除车位和RFID标签的绑定，并将该RFID标签的目标位置指定为最近的出口；
[0031] 本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：
[0032] 本发明设计的系统快速有效地完成了停车引导以及取车导航，并且极大地提高了整个停车场的管理效率，节省了大量的时间和资源。
[0033] 系统整体设计方案的优点：
[0034] 1.一套系统同时实现智能停车和取车取车导航，方便泊车者停/取车，同时降低车库的管理成本、提高管理效率；
[0035] 2.采用智能车位锁，确保停车卡与车位一一对应，杜绝乱停以及占位纠纷；
[0036] 3.符合驾驶习惯的智能导航，不需要手机APP，简单有效。
附图说明
[0037] 图1为本发明的模块组成图；
[0038] 图2为车位停车智能引导过程；
[0039] 图3为车位取车智能引导过程；
[0040] 图4为具体实施方式示意图。
具体实施方式
[0041] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0042] 如图1所示，基于RFID标签的智能车库引导及取车导航系统，包括入口取卡子系统、岔口方向指示子系统、车位控制子系统、数据库服务器子系统；该四个子系统之间采用有线或者无线方式组成通信网络。
[0043] 所述入口取卡子系统安装在车库入口处，包括入口显示模块、摄像头模块、入口控制器和取卡模块；其中，入口显示模块负责显示车库内剩余空车位数；摄像头模块负责拍摄并识别车辆的车牌号；取卡模块负责分配RFID标签号，即停车卡；入口控制器负责将车牌号及RFID标签号传输到数据库服务器子系统的主控模块。
[0044] 所述岔口方向指示子系统安装在车库内部道路岔口处，包括RFID阅读器、岔口显示模块和岔口控制器，其中RFID阅读器负责阅读停车卡上的RFID标签；岔口控制器负责将读到的RFID标签传输到数据库服务器子系统的主控模块，并接收主控模块下发的显示命令；岔口控制器接收显示命令后控制显示模块显示车牌号、车位号和方向指示，方向指示包括直行、左转、右转三种。
[0045] 所述的车位控制子系统安装在车位处，包括智能车位锁、车位检测模块、车位显示模块和车位控制器。智能车位锁安装于车位正中间，在该车位未分配时，智能车位锁防止无关车辆乱停车位；车位检测模块采用光敏电阻传感器，安装在智能车位锁上，检测该车位是否有车停放；车位显示模块安装在车位上方，负责显示分配在该车位的车牌号；车位控制器负责用于对智能车位锁、车位检测模块、车位显示模块的控制，同时用于车位控制子系统和数据库服务器子系统之间的通信。
[0046] 所述数据库服务器子系统安装在车库机房PC机上，包括主控模块和数据库。主控模块负责分配车位，更新数据库；并与入口取卡子系统、岔口方向指示子系统、车位控制子系统进行通信下达各种命令；数据库负责存储车库车位分布、行车路线以及车位使用情况等数据。
[0047] 所述的入口显示模块、岔口显示模块、车位显示模块均为LED显示屏；所述的摄像头模块的型号为乔安JA-516KRB-T；所述的RFID阅读器型号为LJYZN-105；所述的智能车位锁的型号为陆人行SIX BROTHER或安赢牌CWS-YK-D1；所述的车位检测模为光敏电阻传感器5516。
[0048] 基于RFID标签的智能车库引导及取车导航的方法，具体包括如下步骤：
[0049] 步骤1、智能停车；
[0050] 步骤2、智能取车；
[0051] 如图2所示，步骤1所述的智能停车具体如下：
[0052] 1.在入口取卡子系统处，依次进行下列步骤：
[0053] 1.1车辆驶到入口取卡模块前，摄像头模块拍摄车辆的车牌号，取卡模块分配RFID标签(停车卡)，入口控制器将车牌号和RFID标签发到数据库服务器子系统的主控模块，请求分配车位；
[0054] 1.2数据库服务器子系统的主控模块收到请求分配车位命令后，主控模块查询数据库，给该RFID标签分配车位，并在数据库中将该RFID标签、车位号、车牌号绑定，最后更改该车位状态为分配；
[0055] 1.3主控模块分配车位完成后，响应入口取卡子系统分配成功命令，并通知车位控制子系统打开智能车位锁且在车位显示模块显示车牌号；
[0056] 1.4入口取卡子系统收到车位分配成功命令后，抬闸放行，车辆驶入车库。
[0057] 2.在岔口方向指示子系统处，依次进行下列步骤：
[0058] 2.1车库内岔口RFID阅读器阅读到RFID标签，发送给岔口控制器，由岔口控制器将RFID标签及其本身岔口控制器代号发送到数据库服务器子系统的主控模块；
[0059] 2.2数据库服务器子系统的主控模块根据RFID标签查询相应车位位置和车牌号，并根据目前岔口控制器位置和车库路线图规划此岔口的方向指示，包括直行、左转和右转三种，最后将车牌号和方向指示结果发送给岔口方向指示子系统的岔口控制器；
[0060] 2.3岔口方向指示子系统将收到的车牌号和方向指示显示在岔口显示模块，指示泊车者按指示方向前进。
[0061] 3.在车位控制子系统处，依次进行下列步骤：
[0062] 3.1车位控制子系统收到数据库服务器子系统的主控模块发送的车位分配命令后，由车位控制器打开智能车位锁，使能车位停车检测，并在车位上方显示器显示车主车牌号；
[0063] 3.2车位停车检测模块检测到停车成功后，车位控制子系统发送消息给数据库服务器子系统，同时关闭车位上方显示器。
[0064] 3.3数据库服务器子系统收到停车成功消息后，在数据库里面更新该车位的状态为已停车，并启动一个定时器，暂停对该停车卡的导航服务，供泊车者走出车库；定时时间到后，主控模块再次使能对该停车卡的导航服务。
[0065] 如图3所示，步骤2所述的智能取车具体如下：
[0066] 1.当车主返回车库取车时，车主进入岔口方向指示子系统的RFID阅读器的读取范围内后，车库内岔口RFID阅读器阅读到RFID标签，发送给岔口控制器，由岔口控制器将RFID标签及其本身岔口控制器代号发送到数据库服务器子系统的主控模块；数据库服务器子系统的主控模块根据RFID标签查询相应车位位置和车牌号，并根据目前岔口控制器位置和车库路线图规划此岔口的方向指示，包括直行、左转和右转三种，最后将车牌号和方向指示结果发送给岔口方向指示子系统的岔口控制器；岔口方向指示子系统将收到的车牌号和方向指示显示在岔口显示模块，指示泊车者按指示方向前进。
[0067] 2.当车主将车开出车位后，车位停车检测模块检测到车离开，车位控制器立即关闭智能车位锁，然后将信息发送给数据库服务器子系统；
[0068] 3.数据库服务器子系统收到车离开信息后，解除车位和RFID标签的绑定，并将该RFID标签的目标位置指定为最近的出口；
[0069] 实施例
[0070] 现结合图4，以车主张三进入车库停车和取车为例，详细说明本发明的实施范例。
[0071] 步骤1)张三车辆驶到入口取卡模块前，摄像头拍摄并识别车辆的车牌号，取卡模块分配RFID标签(停车卡)，入口取卡控制模块将车牌号和RFID标签发到数据库服务器子系统，请求分配车位。
[0072] 步骤2)数据库服务器子系统收到请求分配车位命令后，数据库主控模块查询数据库，给该RFID标签分配车位B11，并在数据库中将该RFID标签、车位号、车牌号绑定，最后更改该车位状态为分配。
[0073] 步骤3)数据库服务器子系统分配车位完成后，响应入口取卡子系统分配成功命令，并通知车位控制子系统打开车位智能锁且在车位显示模块显示车牌号。
[0074] 步骤4)入口取卡子系统收到车位分配成功命令后，抬闸放行，车辆驶入车库。
[0075] 步骤5)张三驾车进入分岔口RFID阅读器工作范围内时，RFID阅读器阅读到RFID标签，发送给岔口控制器，由岔口控制器将RFID标签及岔口控制模块代号发送到数据库服务器子系统。
[0076] 步骤6)数据库服务器子系统的主控模块根据RFID标签查询相应车位位置和车牌号，并根据目前岔口控制器位置和车库路线图规划此岔口的方向指示，最后将车牌号和方向指示结果发送给岔口方向指示子系统，在第一个分岔口控制器控制显示屏显示车牌号和右转方向，在第二个分岔口控制器控制显示屏显示车牌号和左转方向，(并且进行一定地延时显示，防止驾驶员没有及时注意)。同时，岔口控制器根据阅读器读取RFID标签的先后顺序来判断服务车辆的顺序。
[0077] 步骤7)张三将车停放到正确的车位B11后，车位停车检测模块检测到停车成功后，车位控制子系统发送消息给数据库服务器子系统，同时关闭车位上方显示器。数据库服务器子系统收到停车成功消息后，在数据库系统里面更新该车位的状态为已停车，并启动一个定时器，暂停对该停车卡的导航服务，供泊车者走出车库；定时时间到后，数据库主控系统再次使能对该停车卡的导航服务。
[0078] 步骤8)当张三返回车库取车时，进入分岔口的RFID阅读器的读取范围内，其过程同步骤5。
[0079] 步骤9)第一个分岔口控制器控制LED显示器指示向左转，在第二个分岔口指示右转，第三个分岔口指示直行。
[0080] 步骤10)张三找到车子离开车位后，光敏电阻传感器检测到智能车位地锁上方无车辆，车位控制器立即关闭智能车位地锁，然后将信息发送给数据库服务器子系统。
[0081] 步骤11)数据库服务器子系统收到车离开信息后，解除车位和RFID标签的绑定，车位状态更改为空闲，并将该RFID标签的目标位置指定为最近的出口1；分岔口方向指示子系统控制指引出口1的方向。
