CN103514641B - 一种智能停车场管理系统及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能停车场管理系统，该系统包括：进出口管理及收费系统，定位和导航系统，车位控制系统，数据通讯系统，数据服务系统，管理客户端系统，以及网络功能服务系统；本发明还提供了一种智能停车场管理方法，包括：车辆入场/出场管理，客户返场寻车管理，以及车辆的定位、导航方法。通过本发明可以实现智能停车场管理的自动化，可对停车场进行高效、准确的管理，从而大幅节约人力物力成本。

Description

一种智能停车场管理系统及管理方法

技术领域

本发明涉及停车场管理领域，更具体地涉及一种智能停车场管理系统；以及一种智能停车场的车辆定位导航，入场/出场及客户返场取车的管理方法。

背景技术

停车对于都市里的驾驶人是个每天都必须面对的问题，由于在都市地区的地狭人稠，所以土地面积相对的也就显的寸土寸金，可以提供的停车位置亦有限，但为达到空间有效运用及维护交通秩序，所以停车场的经营随着科技的进步，逐渐的进行发展和改善，通过对于停车场的硬体设施的改善，现有技术的人力管理模式也逐渐进化为部份自动化管理模式。现有的停车场管理模式为达到科技管理并符合经济效益，已经慢，慢导向为自动化(无人)管理模式，同时对于停车场内部亦提出了需多的改良，例如：

1.采用热敏条码技术，票上印有进场时间、日期等资料，不需使用人工来开立单据；

2.各出入口亦具备独立工作的功能，系统可靠性也增高；

3.同时各系统具有国际标准的通讯介面，如与其他停车系统可实现单一认证卡皆可通用的功能；

4.出票机亦可使用热敏纸出票，不用更换纸带或墨水，可有效降低成本等等功能上的改善。

上述这些设计，使现有技术中的停车场系统具有降低成本的优点，且提高了停车场系统的安全性，同时也慢慢的符合自动化的无人要求，并且针对不同停车场的个别需求，公知技术亦有多种设备和元件来搭配应用，即可达到收费及出入控制的功能，成果皆显著并且良好。

但是现有技术的停车场还停留在半自动状态，车辆进入停车场后，需要驾驶人员自己找寻车位，尤其是在较大的停车场，在何处有空车位，管理者都不一定清楚，驾驶者往往驶入停车场环绕很久都找不到车位，并且偶尔还会有因为争抢车位引发的矛盾争端，这样的浪费时间同时也在浪费着资源，在停车顾客焦急找不到车位的同时，有可能在某处角落空车位一直在闲置。所以如何高效，准确的对停车场进行管理，对停车顾客进行引导，并同时满足停车场达到自动管理，节约人力物力的要求，是现有技术亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是为解决上述现有停车场无法实现全自动的高效管理等问题，提供一种高效率的全自动的智能停车场管理系统及管理方法。为克服现有技术的缺陷：

本发明的一范畴在于提供一种智能停车场管理系统，包括进出口管理及收费系统；还包括

定位和导航系统，车位控制系统，数据通讯系统，数据服务系统；所述进出口管理及收费系统，定位和导航系统，车位控制系统，通过数据信号及电信号与数据通讯系统连接，数据通讯系统通过数据信号及电信号与数据服务系统连接。

进一步地，所述智能停车场的客户类型可以包括

有固定车位的VIP客户；

临时停车的临时客户；

在网上预约了车位的预约客户。

进一步地，所述进出口管理及收费系统包括入口系统设备，出口系统设备，收费系统设备和车牌识别系统设备；所述入口系统设备包括入口票箱，入口道闸，入口地感(入口地磁感应)；所述出口系统设备包括出口票箱，出口道闸，出口地感(出口地磁感应)；所述收费系统设备包括收费终端，自助缴费终端；所述入口票箱和车牌识别系统设备位于入口道闸前，所述出口票箱和收费终端位于出口道闸前；自助缴费终端可部署于停车场内合适位置；

所述定位和导航系统包括无线智能定位卡，无线定位基站，无线定位协调器，导航LED显示屏，反向寻车导引机，以及定位引擎；所述无线智能定位卡通过无线信号与无线定位基站及无线定位协调器连接，进行通讯和定位，从而确定无线智能定位卡的位置；所述无线定位基站为4个以上，每4个无线定位基站形成一个定位区域；所述无线定位协调器为1个以上，每个定位区域设一个无线定位协调器；通过无线定位基站和无线定位协调器实现车辆在停车场内的定位和导航功能；所述导航LED显示屏位于通道上方或通道交叉处；所述反向寻车导引机设置在客户入口处，通过数据信号与数据通讯系统连接，当客户返回停车场取车时，可通过反向寻车导引机找到自己的车位；所述定位引擎可计算出无线智能定位卡的坐标值；

所述车位控制系统包括车位锁，车位探测器，以及车位指示灯；所述车位锁位于每个车位中部靠后的位置，车位锁包括无线通讯接口，该无线通讯接口通过数据信号与数据通讯系统连接；所述车位控制系统接收来自数据服务系统的命令，控制车位锁；所述车位探测器通过数据通讯系统，将是否有车的状态上传到数据服务系统；所述车位指示灯包括显示装置，无线通讯接口，该无线通讯接口通过数据信号与车位锁进行数据交互；

所述数据通讯系统由通讯网关组成，所述通讯网关可安装在停车场内的天花板上，其连接有线数据网络，和/或具有无线数据信号接收装置及发送装置；所述数据通讯系统从网络通讯接口接收数据服务系统的数据或命令并将该数据或命令通过无线信号传送至目标设备；

所述数据服务系统包括主处理模块，数据通讯模块，最短路径算法模块，实时导航算法模块，车位分配算法模块；所述数据通讯模块、最短路径算法模块、实时导航算法模块、车位分配算法模块通过数据信号与主处理模块连接；所述数据服务系统具备网络通讯接口，能够和系统中的各个设备进行数据通讯，可对来自设备的数据进行分析、处理和计算，并将结果根据情况推送至系统的各个模块。

更进一步地，包括管理客户端系统，其具备图形化的人机交互界面，实现对系统的日常管理，实时监控操作，并通过数据信号及电信号与数据通讯系统连接；所述管理客户端系统包括管理功能模块，实时监控模块，信息指令模块；所述实时监控模块和信息指令模块通过数据信号与管理功能模块连接。

对于管理客户端系统：

所述管理功能模块的功能包括：

导入并按系统要求处理停车场的CAD文件；

添加各种设备，编辑设备的各种属性，将设备摆放在停车场地图上的指定位置；

管理无线智能定位卡，添加、删除以及编辑无线智能定位卡的各种信息；

实现各种报表的生成、查询以及打印；

数据库的导入导出以及备份操作；

所述实时监控模块的功能包括：

实时监控系统中设备的异常并警报；

以图形化的方式显示停车场内车辆的位置信息；

提供控制设备的图形化用户界面。

更进一步地，包括网络功能服务系统，包括：网络停车场显示模块，道路引导模块，实时停车状况模块，停车场开放地图模块，停车预约模块；所述网络功能服务系统由数据通讯系统通过网络传递的数据信号与数据服务系统连接，支持客户通过网络中电脑或智能手机预约车位，客户可通过网页浏览器访问停车场网站，网络功能服务系统从数据服务系统获取停车场的车位情况并显示在网页中，客户可根据显示的空余车位情况预约自己的车位，客户提交的预约车位信息通过所述网络功能服务系统传至数据服务系统，数据服务系统会为客户在系统中保留车位。

再进一步地，对于进出口管理及收费系统：

所述入口系统设备还包括入口无线定位基站；该入口无线定位基站安装在入口处，具备有线网络通讯接口和无线通讯接口，能接收来自数据服务系统的命令，并能与无线智能定位卡进行无线数据通讯，起到唤醒无线智能定位卡的作用；

所述出口系统设备还包括出口无线定位基站；该出口无线定位基站安装在出口处，具备有线网络通讯接口和无线通讯接口，能接收来自数据服务系统的命令，并能与无线智能定位卡进行无线数据通讯，起到将无线智能定位卡带入休眠模式的作用；

所述收费终端具备网络通讯功能，可设置于出口无线定位基站上，或出口无线定位基站附近，或出口处的收费岗亭中，根据客户进出场的时间计算车辆在场内的实际停留时间，结合收费策略对用户进行收费；所述收费终端可以是电脑，该收费终端的运行环境可以是Windows操作系统；

所述入口道闸和出口道闸分别安装在入口车道和出口车道上，起到阻挡或放行车辆的作用；

所述入口票箱安装在入口道闸附近，入口票箱内部装有自动发卡机构，可在临时客户按下入口票箱的按键时吐出一张无线智能定位卡；入口票箱还具有触摸屏和LED显示屏，可在预约客户通过触摸屏输入预约号码时吐出一张无线智能定位卡；同时，入口票箱还具有网络通讯接口，能够将吐卡事件传递至数据服务系统；

所述出口票箱安装在出口道闸附近，具有网络通讯接口，该出口票箱可在临时客户和预约客户驶出停车场时回收无线智能定位卡。

再进一步地，对于定位和导航系统：

所述无线智能定位卡和无线定位基站可使用超宽带UWB无线定位方式；

所述无线定位基站部署在停车场内部，其数量可依据停车场的面积和地形设定，其无线信号可覆盖停车场，并能够与停车场内的无线智能定位卡进行双向数据交互；

所述无线定位协调器安装在停车场内部，可对定位区域内的无线智能定位卡进行协调，防止无线信号冲突，所述无线定位协调器配置有网络接口，能够将无线智能定位卡的定位数据通过网络上传至数据服务系统进行位置计算；

所述导航LED显示屏具有网络通讯接口，可接收来自数据服务系统的数据，并能够滚动显示车辆的导航信息；

所述反向寻车导引机配有智能卡读卡器，以及彩色LED显示触摸屏，可显示停车场地图，向用户提供图形化的导航操作界面；并具备网络通讯接口，可与数据服务系统进行通讯，将客户的导引请求发送给数据服务系统，并将数据服务系统计算出的最短路径显示在停车场地图中供用户参考，所述引导机的数量可根据停车场的实际情况设定；

所述定位引擎接收无线定位协调器传输的无线智能定位卡的定位数据，计算出无线智能定位卡的坐标值，并将该坐标值传输至管理客户端系统进行图形显示，使系统操作员可以看到停车场内车辆的行驶状况。

再进一步地，对于车位控制系统：

所述车位锁依据接收的来自数据服务系统的命令，抬起或者放下；当车位锁抬起时，车辆无法驶入车位；只有当车位锁放下时，车辆能够驶入车位；如果有车辆强行撞倒车位锁驶入车位时，车位锁会自动发出警报，并且自动倒下以防止损坏车辆；

所述车位探测器安装在每个车位的中部，利用周围磁场的变化来感知车位上是否有车；

所述车位指示灯安装在每个车位上方，以不同的颜色显示车位上是否有车；当车辆驶近车位，车位锁自动放下时，能够自动闪烁以提示用户。

再进一步地，对于数据服务系统：

所述数据服务系统收集系统中的各种实时数据，分发给管理客户端系统；同时处理来自网络功能服务系统的车位查询请求和车位预约请求；

所述数据通讯模块实现和系统中各种设备的数据通讯，正确组装、解析设备通讯协议，负责向设备传送来自上层应用的数据，并将来自设备的数据解析后推送给上层应用；

所述最短路径算法模块通过GIS地理信息系统计算停车场内任意两点间正确的最短路径；

所述实时导航算法模块通过GIS地理信息系统计算出车辆在交叉路口的转向信息，从而引导车辆驶近指定车位；

所述车位分配算法模块实现车辆车位的分配；对于临时停车客户，当客户从入口票箱获取无线智能定位卡时，传递信息至数据服务系统，数据服务系统通过所述车位分配算法模块依据车位分配策略从系统空余的车位中分配一个车位给来车，之后系统导引来车至所分配车位。

本发明的另一范畴在于提供一种智能停车场的车辆定位方法，该方法用于上述的智能停车场管理系统，包括步骤：

(1)无线智能定位卡监测系统发出的唤醒命令；当收到唤醒命令时，从休眠状态醒来，并将工作模式由低功耗工作模式切换为定位工作模式；

(2)在定位工作模式中，无线智能定位卡监听网络中无线定位协调器发出的无线探测信号；

(3)判断无线智能定位卡是否接收到该无线探测信号，若是，执行步骤(4)；否则返回步骤(1)；

(4)无线智能定位卡收到无线探测信号后，向无线定位协调器发出回应信号；

(5)判断无线智能定位卡是否收到无线定位协调器发出的定位调度指令，若是，执行步骤(6)；否则继续执行步骤(5)；

(6)无线智能定位卡上的定位芯片根据接收到的定位调度指令，在无线定位协调器的协调下依次向当前定位区域中的每个无线定位基站发出定位信号进行测距；

(7)依次接收当前定位区域中各个无线定位基站的定位信号反馈，从而获得定位数据；

(8)判断是否接收到当前定位区域中所有无线定位基站的定位信号反馈，若是，执行步骤(9)；否则返回步骤(5)；

(9)定位过程完毕，无线智能定位卡将所述定位数据传输给无线定位协调器；

(10)无线定位协调器将无线智能定位卡的定位数据通过网络接口传输至数据服务系统，数据服务系统收到定位数据后，将该定位数据上传转交至定位引擎，进行计算；

(11)定位引擎根据定位数据计算出无线智能定位卡的坐标值，将其传输至管理客户端系统进行图形显示，使得系统操作员可以看到场内车辆的行驶状况。

进一步地，所述智能停车场的客户类型包括：

有固定车位的VIP客户；

临时停车的临时客户；

在网上预约了车位的预约客户。

本发明的另一范畴在于提供一种智能停车场的车辆入场管理方法，该方法用于上述的智能停车场管理系统，包括以下步骤：

(1)客户车辆驶近停车场；

(2)根据不同的客户类型，进行入场初始化操作；

所述客户类型属于以下三种之一：

a.有固定车位的VIP客户；

b.临时停车的临时客户；

c.在网上预约了车位的预约客户；

(3)通知入口设备抬起入口道闸放行车辆；

(4)车辆入场；

(5)当车辆在停车场内行驶时，无线智能定位卡和无线定位设备通讯，并与周围的无线定位基站开始定位过程；

(6)计算出无线智能定位卡的实时位置；

(7)监测判断车辆是否行驶近停车场内的交叉路口；若是，执行步骤(8)；否则执行步骤(10)；

(8)计算车辆在交叉路口的行驶方向；

(9)将行驶方向信息传递给导航LED显示屏；

(10)根据车辆上无线智能定位卡的位置判断其与目标车位的距离；

(11)监测判断车辆上无线智能定位卡的当前位置与客户目标车位的距离是否小于一个距离阈值；所述距离阈值可以是10米；若是，执行步骤(12)；否则返回步骤(5)；

(12)系统发出指令给目标车位的车位锁，通知该车位锁放下；

(13)客户驶入目标车位停车，导航结束。

进一步地，对于步骤(2)，所述入场初始化操作包括：

a.对于有固定车位的VIP客户，其配有的VIP卡为无线智能定位卡，入口设备会探测到VIP卡，VIP卡上的芯片感应到入口定位基站发出的唤醒信号，卡从低功耗工作模式切换为定位工作模式，发出回应信号，并被入口定位基站接收到，数据通过数据通讯系统传递至数据服务系统，数据服务系统识别出VIP卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，获取该VIP客户的固定车位信息；

b.对于临时停车的临时客户，其在入口设备上按键取卡，入口设备会吐出一张无线智能定位卡；临时客户持卡在入口设备的读卡器上刷卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，刷卡事件和车牌照片及车牌号码通过数据通讯系统传递至数据服务系统；系统会根据最短路径算法为该临时客户分配一个车位；发出指令给入口定位基站，定位基站发出唤醒信号，卡从低功耗工作模式切换为定位工作模式；

c.对于在网上预约了车位的预约客户，由于该预约客户事先用电脑或手机登录停车场网站预定了一个车位，并获得系统发出的一个预约号；因此，预约客户在入口设备上输入预约号，入口设备会吐出一张无线智能定位卡；预约客户持卡在入口设备的读卡器上刷卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，刷卡事件和车牌照片及车牌号码及预约客户输入的预约号通过数据通讯系统传递至数据服务系统；系统会获取预约客户之前预约的车位；发出指令给入口定位基站，定位基站发出唤醒信号，卡从低功耗工作模式切换为定位工作模式。

进一步地，步骤(5)包括以下步骤：

无线智能定位卡监听网络中无线定位协调器发出的无线探测信号；

无线智能定位卡在收到该无线探测信号后，向无线定位协调器发出回应信号；

无线定位协调器将该无线智能定位卡加入到自己的卡列表中，并为该无线智能定位卡安排定位时隙，在该定位时隙中向该无线智能定位卡发出定位调度指令；

当无线智能定位卡收到定位调度指令后，开始依次和无线定位协调器安排的无线定位基站进行定位。

更进一步地，在停车场内每隔一段距离设置一个无线定位基站，每4个无线定位基站形成一个定位区域，在该定位区域中设置一个无线定位协调器；

当车辆驶入某一定位区域时，无线智能定位卡上的定位芯片根据接收到的定位调度指令，在无线定位协调器的协调下依次向该定位区域中的每个无线定位基站发出定位信号进行测距；

无线智能定位卡依次接收每个无线定位基站的定位信号反馈，从而获得定位数据；

直至接收到当前定位区域中所有无线定位基站的定位信号反馈，从而测得当前定位区域中所有无线定位基站的定位数据。

进一步地，步骤(6)包括以下步骤：

在测得当前定位区域中所有无线定位基站的定位数据后，无线智能定位卡将所述定位数据传回给无线定位协调器；

无线定位协调器将该无线智能定位卡的定位数据通过网络接口传输至数据服务系统，数据服务系统收到定位数据后，将所述定位数据上传转交至定位引擎，进行计算；

定位引擎将计算出的无线智能定位卡的坐标值传输至管理客户端系统进行图形显示，使系统操作员可以看到场内车辆的行驶状况。

进一步地，步骤(8)包括以下步骤：

当监测到车辆行驶到停车场内交叉路口附近一固定范围内时，根据车辆上无线智能定位卡的当前位置和客户目标车位的坐标值计算车辆在交叉路口的行驶方向；所述固定范围可以是10米至15米。

本发明的另一范畴在于提供一种智能停车场的管理方法，包括上述的智能停车场的车辆入场管理方法；还包括客户返场取车管理，以及车辆出场管理；

所述客户返场取车管理包括：

客户返回停车场取车时，首先在反向寻车导引机上刷卡，反向寻车导引机获取无线智能定位卡的卡号，向数据服务系统发出请求，数据服务系统根据反向寻车导引机提供的卡号找到该卡之前的停车位，并计算出从反向寻车导引机当前位置到客户车位之间的最短路径，将最短路径的数据传至该反向寻车导引机，反向寻车导引机将最短路径显示在停车场的地图上供客户参考，客户通过设置在客户入口处的反向寻车导引机找到自己的车位；

所述车辆出场管理包括：

对于VIP客户，出口设备远距离检测到VIP客户，自动开闸放行，实现VIP客户的不停车出场；对于临时客户和预约客户，在出口设备处，持无线智能定位卡缴费离场。

本发明的有益效果在于：通过本发明的智能停车场管理系统及管理方法，可实现车辆的自动入场，导航和定位，返场和出场管理；可以更加高效，准确地对停车场进行管理，对停车顾客进行自动引导，同时使停车场达到管理的自动化，节约人力物力，降低了停车场系统的管理成本，同时又提高了停车场系统的安全性。

附图说明

图1是智能停车场管理系统的功能模块图；

图2是智能停车场系统拓扑图；

图3是智能停车场无线定位系统拓扑图；

图4是智能停车场管理系统的管理客户端系统架构图；

图5是智能停车场管理系统的网络功能服务系统架构图；

图6是本发明一实施例的车辆定位方法流程图；

图7是本发明一实施例的VIP客户车辆入场管理方法流程图；

图8是本发明一实施例的临时客户车辆入场管理方法流程图；

图9是本发明一实施例的预约客户车辆入场管理方法流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，且并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

图1示出了智能停车场管理系统的各个功能模块

该系统包括车位、通道，以及下列功能模块：

1.进出口管理及收费系统；

2.定位和导航系统；

3.车位控制系统；

4.数据通讯系统；

5.数据服务系统；

6.管理客户端系统；

7.网络功能服务系统；

功能模块之间的连接关系如下：

进出口管理及收费系统，定位和导航系统，车位控制系统，管理客户端系统和网络功能服务系统，通过数据信号及电信号与数据通讯系统连接；数据通讯系统通过数据信号及电信号与数据服务系统连接。

图2示出了智能停车场的系统拓扑结构

Web服务器是停车场网站的服务器，通过防火墙和路由器之后，接到因特网上，用户可以通过手机的WAP客户端或电脑的Web客户端，通过因特网访问停车场网站，进行车位预约等服务。

应用服务器、数据库和管理客户端部署在局域网内，可以部署在同一台机器上也可以部署在不同的机器上，系统中其他的网络设备(无线定位协调器，无线定位基站，无线智能网关，入口设备，出口设备，自助缴费机，导航LED显示屏，LED车位显示屏，反向寻车导引机，地磁车位探测器和智能车位锁等)都连接到局域网中，通过局域网进行数据交互。

无线智能定位卡(智能卡)与无线定位基站之间，智能车位锁与无线智能网关之间，以及地磁车位探测器与无线智能网关之间均采用无线通讯的方式，最大限度的减少系统布线成本。

以下将详细介绍智能停车场管理系统的各个功能模块

1.进出口管理及收费系统

进出口管理及收费系统的主要组成：

(1)入口系统设备，包括入口票箱，入口道闸，入口地感(入口地磁感应)，入口定位基站等。

(2)出口系统设备，包括出口票箱，出口道闸，出口地感(入口地磁感应)，出口定位基站等。

(3)收费系统设备(收费终端、自助缴费终端)。

(4)车牌识别系统设备。

入口票箱和车牌识别系统设备位于入口道闸前，出口票箱和收费终端位于出口道闸前。

收费系统设备包括收费终端和自助缴费终端，所述收费终端可以设置于出口定位基站上，收费终端主要实现车辆出场时的收费功能；所述自助缴费终端可部署于停车场内合适位置。

入口票箱

安装在入口道闸旁边，里面装有自动发卡机构，临时客户按下票箱的按键，票箱能够吐出无线智能定位卡；票箱具有触摸屏和LED显示屏，预约客户通过触摸屏可以输入预约号码，票箱吐出无线智能定位卡，具备网络接口，能够将吐卡等事件传递至数据服务系统。

道闸

安装在入口/出口的车道上，起到阻挡或放行车辆的作用。

入口定位基站

安装在入口处，具备有线网络通讯接口和无线通讯接口，能接收来自数据服务系统的命令，能够和无线智能定位卡进行无线数据通讯，起到唤醒无线智能定位卡的作用。

出口定位基站

安装在出口处，具备有线网络通讯接口和无线通讯接口，能接收来自数据服务系统的命令，能够和无线智能定位卡进行无线数据通讯，起到将卡带入休眠模式的作用。

出口票箱

安装在出口附近，具备网络通讯接口，临时客户和预约客户出场时起到回收无线智能定位卡的作用。

收费终端

收费终端可以为收费电脑，可部署在出口处的收费岗亭中，运行环境可以为Windows操作系统，主要提供收费功能，具备网络通讯功能，根据客户进出场的时间计算车辆在场内的实际停留时间，结合收费策略对用户进行收费。

自助收费终端

自助收费终端可以部署在停车场内的任意合适位置，主要提供客户自助缴费的功能，具备网络通讯功能。客户返回停车场的时候可以自行先在自助缴费终端上缴费，之后在规定的时间内直接出场，在出口处无需重新缴费，提高出场通行速度。

2.定位和导航系统

定位和导航系统实现车辆在场内的定位、导航功能，包括：

(1)无线智能定位卡。

(2)无线定位基站。

(3)无线定位协调器。

(4)导航LED显示屏。

(5)反向寻车导引机。

(6)定位引擎。

无线智能定位卡

用户进入停车场所需携带的，采用超宽带UWB无线定位方式，能够与无线定位协调器和无线定位基站进行通讯和定位，从而确定卡的位置。

无线定位基站

部署在停车场内部，数量根据停车场的面积和地形而定，其无线信号能够覆盖停车场，采用超宽带UWB无线定位方式，能够和场内的无线智能定位卡进行双向的数据交互。无线定位基站的数量为4个以上，并且每4个无线定位基站形成一个定位区域。

无线定位协调器

安装在停车场内部，无线定位协调器为1个以上，在每个定位区域中设一个无线定位协调器。无线定位协调器的作用是对定位区域内的无线智能定位卡进行协调，防止无线信号冲突，无线定位协调器配置有网络接口，能够将无线智能定位卡的定位数据通过网络上传至数据服务系统进行位置计算。

导航LED显示屏

安装在停车场内的交叉路口，或者位于通道上方，能够滚动显示2行，每行12个字，具有网络接口，接收来自数据服务系统的数据，显示车辆的导航信息。

反向寻车导引机

反向寻车导引机可安装在客户徒步返回停车场的入口处，比如客运电梯旁，具备网络接口，LED彩色显示屏，配有触摸屏和智能卡读卡器；具备多媒体功能，能显示停车场地图，向用户提供图形化的导航操作界面，能够和数据服务系统进行通讯，将客户的导引请求发送给数据服务系统，并将数据服务系统计算出的最短路径显示在停车场地图中供用户参考，具体安装的数量根据停车场的实际情况而定。反向寻车导引机通过数据信号与数据通讯系统连接。

定位引擎

无线定位协调器将无线智能定位卡的定位数据通过网络接口传输至数据服务系统，数据服务系统收到定位数据后，将定位数据上传转交至定位引擎，进行计算；

定位引擎将计算出的无线智能定位卡的坐标值传输至管理客户端系统进行图形显示，使系统操作员可以看到场内车辆的行驶状况。

上述无线智能定位卡通过无线信号与无线定位基站及无线定位协调器连接，通过无线定位基站和无线定位协调器实现车辆在停车场内的定位和导航功能。

图3示出了智能停车场的无线定位系统拓扑结构

应用服务器和管理客户端部署在局域网内，可以部署在同一台机器上也可以部署在不同的机器上，系统中其他的网络设备(无线定位协调器，无线定位基站，无线智能网关等)都连接到局域网中，通过局域网进行数据交互。图中的数字1-8表示局域网中各个部件之间的通讯路径。

3.车位控制系统

车位控制系统主要实现了对车位的有效控制，主要组成：

(1)无线智能车位锁。

(2)地磁车位探测器。

(3)车位指示灯。

车位锁安装在每个车位中部靠后的位置，具备无线通讯接口，通过数据信号与数据通讯系统连接，通过数据通讯系统连接数据服务系统，接收来自数据服务系统的命令，抬起或者放下；当车位锁抬起时，车辆无法驶入车位，只有在车位锁放下的时候，车辆能够进入车位；如果有车辆强行撞倒车位锁进入车位时，车位锁会自动发出警报，并且自动倒下防止损坏车辆。

地磁车位探测器位于每个车位的中部，包括地磁感应装置，无线通讯接口，通过数据信号连接数据通讯系统；地磁感应装置利用周围磁场的变化来感知车位上是否有车，具备无线通讯接口，通过数据通讯系统，能够将是否有车的状态上传到数据服务系统。

车位指示灯位于每个车位上方，包括显示装置，无线通讯接口，通过数据信号与车位锁进行数据交互；显示装置以不同的颜色显示车位上是否有车，能够和车位锁进行数据交互，当车辆驶近车位，车位锁自动放下时，能够自动闪烁提示用户。

4.数据通讯系统

所述数据通讯系统由通讯网关组成，所述通讯网关可安装在停车场内的天花板上，其连接有线数据网络，和/或具有无线数据信号接收装置及发送装置；所述数据通讯系统从网络接口接收数据服务系统的数据或命令并将该数据或命令通过无线信号传送至目标设备

5.数据服务系统

a.数据服务系统的功能组成

(1)数据通讯模块，(2)最短路径算法模块，(3)实时导航算法模块，(4)车位分配算法模块，以及主处理模块；所述数据通讯模块、最短路径算法模块、实时导航算法模块、车位分配算法模块通过数据信号与主处理模块连接。

(1)数据通讯模块

实现和系统中各种设备的数据通讯，正确组装，解析设备通讯协议，负责发出来自上层应用给设备的数据，将来自设备的数据解析后推送给上层应用。

(2)最短路径算法模块

采用GIS地理信息系统，计算停车场内任意两点间正确的最短路径，在车辆导航和反向寻车导引机寻车两种情况下计算出到车位的最短路径。

(3)实时导航算法模块

采用GIS地理信息系统，计算出车辆在交叉路口的转向信息，从而引导车位驶近指定车位。

(4)车位分配算法模块

实现了车辆车位的分配模块，对于临时停车客户，当客户从入口票箱获取到智能停车卡，信息传递至数据服务系统，数据服务系统通过车位分配算法模块依据车位分配策略从系统空余车位中分配一个车位给来车，之后系统就能导引来车至所分配车位。

b.数据服务系统的具体实现：

系统的核心部分运行在Windows服务器电脑上，电脑安装在停车场的机房内，具备网络通讯接口。

核心部分主要由两部分组成：ParkingServer和AppServer。

ParkingServer是系统的中心数据服务器。主要功能是实现和系统中所有设备的数据交互和所述各种算法，并将系统即时信息推送给AppServer。

AppServer是系统的应用服务器，主要功能是从ParkingServer获取系统实时数据，并分发给管理客户端系统，同时处理来自网络功能服务系统的车位查询，车位预约等请求，并将这些请求转发给ParkingServer处理。

(1)Parking服务(ParkingServer服务器端)

主要功能：

1.定位引擎，实现定位算法。

2.车位分配模块，实现个车位分配相关的功能。

3.最短路径导航模块，为车辆在场内的行驶提供导航信息。

4.通讯功能，和系统中所有的通讯网关通讯，和设备数据交互的桥梁，和Application服务通讯。

(2)Application服务(AppServer服务器端)

主要功能：

1.和Parking服务通讯，接收并处理Parking服务发出的系统消息。

2.和管理客户端系统通讯，实现系统管理的后台应用逻辑。

3.和WEB/WAP网络功能服务通讯，接收并处理来自WEB/WAP网络功能服务的请求。

6.管理客户端系统

管理客户端系统通过数据信号与数据服务系统连接，包括：管理功能模块，实时监控模块，信息指令模块；所述实时监控模块及信息指令模块通过数据信号与管理功能模块连接。

管理客户端系统可运行在Windows平台上，具备图形化的人机交互界面，实现对系统的日常管理，实时监控等操作。能够和数据服务系统进行数据交互。

管理功能主要有：

(1)导入并按系统要求处理停车场的CAD文件。

(2)添加各种设备，编辑设备的各种属性，将设备摆放在地图上的指定位置。

(3)无线智能定位卡的管理，能够添加，删除，编辑无线智能定位卡的各种信息。

(4)实现各种报表生成，查询，打印。

(5)数据库的导入导出及备份等操作。

实时监控功能主要有：

(1)实时监控系统中设备的异常及警报。

(2)图形化的形式显示停车场内车辆的位置信息。

(3)提供控制设备的图形化用户界面。

图4示出了智能停车场管理系统的管理客户端系统架构

整个管理客户端系统主要分为数据服务层，通信层，以及应用层。

数据服务层主要是实现对PostgreSQL数据库的访问操作，包含了对停车场数据库和停车场网站数据库的访问操作。

通信层主要实现了与AppServer通讯及管理服务之间的数据通信，以及和ParkingServer通讯及管理服务之间的数据通信。

应用层主要是客户交互的程序，包含了智能停车场管理系统，出口收费子系统，以及反向寻车导引机子系统等。

智能停车场管理系统主要是进行停车场的配置，以及设备实时监控，系统报表等功能；

出口收费子系统主要是完成计费收费操作；

反向寻车导引机子系统则用于客户返回停车场时帮助定位之前所停车位，并以最短路径标识客户的寻车路线。

7.网络功能服务系统

网络功能服务系统包括网络停车场显示模块，道路引导模块，实时停车状况模块，停车场开放地图模块，停车预约模块，上述各模块通过网络传递的数据信号与数据服务系统连接。

网络功能服务系统能够实现网络预订车位的功能：支持客户通过网络，使用智能手机或者电脑查询并预约车位，客户可通过网页浏览器访问停车场网站，网络功能服务系统从数据服务系统获取停车场的车位情况并显示在网页中，客户可以根据显示的空余车位情况预约自己的车位，客户提交的预约车位信息会通过网络功能服务系统传至数据服务系统，数据服务系统则会为客户在系统中保留车位。

网络服务系统可提供WEB/WAP网络功能服务，其主要的功能包括：

1.接收并处理来自WEB/WAP客户端的请求，实现网上车位查询、预定的功能。

2.和Application服务通讯，实现停车场实时数据的网上更新。

图5示出了智能停车场管理系统的网络功能服务系统架构

主要分为数据服务层，服务层，和应用层。

数据服务层主要实现对PostgreSQL数据库的访问操作。

服务层采用了WebService(IIS)实现对客户来自网页的请求支持。

应用层主要是包含和客户直接交互的Web车位预约网站网页，和Wap车位预约网站网页，以及供网站管理人员维护使用的停车场后台管理网站。

实施例2：

划分客户类型

智能停车场客户的类型包括三类：

a.有固定车位的VIP客户；

b.临时停车的临时客户；

c.在网上预约了车位的预约客户；

车辆入场管理流程(入场前管理)

入场前管理是入口设备抬起入口道闸放行车辆入场之前进行的处理，即：当客户车辆驶近停车场时，根据不同的客户类型，所进行的入场初始化操作。对于三类客户具体如下：

(1)VIP客户

VIP客户本人持有一张VIP卡(无线智能定位卡)，在VIP客户驾车驶近入口时，入口设备会探测到无线智能定位卡，VIP卡上的芯片感应到入口定位基站发出的唤醒信号，卡从低功耗工作模式切换为定位工作模式，发出回应信号，并被入口定位基站接收到，数据通过数据通讯系统传递至数据服务系统，数据服务系统识别出VIP卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，获取该VIP客户的固定车位信息。

(2)临时客户

临时客户驾车驶近停车场入口，在入口设备，例如入口票箱上按取卡键，入口票箱会吐出一张无线智能定位卡，临时客户持卡在入口票箱的读卡器上刷卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，刷卡事件和车牌照片及车牌号码通过数据通讯系统传递至数据服务系统。

系统会根据最短路径算法为该车分配一个车位。

服务器收到上述信息后发出指令给入口定位基站，入口定位基站发出信息唤醒无线智能定位卡，无线智能定位卡进入定位工作模式(即激活该无线智能定位卡)。

(3)预约客户

预约客户事先用电脑或手机登陆智能停车场网站，获取停车场车位信息，并预约一个车位，WEB、WAP网络功能服务系统生成一个6位数字的预约号，以短信的形式发给预约客户预留的手机上，同时预约信息从网络功能服务系统传至数据服务系统，数据服务系统为该预约号保留预约车位。并将预约号码传递到入口设备保存。

预约客户驾车来到停车场入口，通过入口设备，例如入口票箱的触摸屏输入预约号，如果预约号正确，入口设备吐出一张无线智能定位卡，预约客户持卡在入口设备的读卡器上刷卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，刷卡事件和车牌照片及车牌号码及预约客户输入的预约号通过数据通讯系统传递至数据服务系统。

系统会获取预约客户之前预约的车位。

服务器收到上述信息后发出指令给入口定位基站，入口定位基站发出信息唤醒无线智能定位卡，无线智能定位卡进入定位工作模式(即激活该无线智能定位卡)。

车辆定位过程

图6示出了智能停车场车辆定位方法流程，包括以下步骤：

1.无线智能定位卡收到唤醒命令，从休眠状态醒来；

2.无线智能定位卡监听无线网络信号；

3.判断无线智能定位卡是否收到无线定位调度器探测信号，若是，执行步骤4，否则返回步骤1；

4.无线智能定位卡收到无线探测信号后，向无线定位协调器发出回应信号；

5.判断无线智能定位是否收到无线定位调度器的定时调度指令，若是，执行步骤6，否则继续执行步骤5；

6.无线智能定位卡在无线定位协调器的协调下依次向当前定位区域中的每个无线定位基站发出定位信号进行测距；

7.依次接收当前定位区域中各个无线定位基站的定位信号反馈，从而获得定位数据；

8.判断是否接收到当前定位区域中所有无线定位基站的定位信号反馈，若是，执行步骤9，否则返回步骤5；

9.定位过程完毕，无线智能定位卡将所述定位数据传输给无线定位协调器；

10.无线定位协调器将无线智能定位卡的定位数据通过网络接口传输至数据服务系统，数据服务系统收到定位数据后，将该定位数据上传转交至定位引擎，进行计算；

11.定位引擎根据定位数据计算出无线智能定位卡的坐标值，将其传输至管理客户端系统进行图形显示，使得系统操作员可以看到场内车辆的行驶状况，定位完成。

车辆入场管理流程(定位和导航管理)

对于三类客户具体如下：

(1)VIP客户

VIP客户在场内行驶时，无线智能定位卡芯片接收到来自定位协调器的信号，并在定位协调器的协调下和周边的定位基站进行定位测距，并将测距结果通过定位协调器传送至数据服务系统，数据服务系统运用定位引擎计算出无线智能定位卡的当前坐标，并将坐标传输到实时导航算法模块，实时导航算法模块根据最短路径算法模块计算出车辆当前位置和车辆目标车位的路径，并在车辆驶近场内交叉路口时通过通讯系统向安装在交叉路口处的导航LED显示屏发出导航指示信息，指引车辆行驶到车位。

数据服务系统计算并监视车辆的当前位置和目标车位时间的距离，当这个距离小于10米的时候，数据服务系统通过通讯系统发出指令给车位锁，车位锁放倒，VIP客户驶入车位。

车位检测器检测到车位上有车，状态更新到数据服务系统，数据服务系统发出导航终止指令给定位协调器，协调器发出指令给无线智能定位卡，无线智能定位卡完成导航，进入休眠模式。

(2)临时客户

临时客户驾车驶入停车场，场内的定位和导航工作如前述VIP客户。

(3)预约客户

预约客户驾车驶入停车场，场内的定位和导航工作如前述VIP客户。

图7～图9是针对三类不同客户的车辆入场管理总流程。

图7示出了VIP客户车辆入场管理方法流程，包括以下步骤：

1.VIP客户驶近；

2.系统远距读卡探测卡，识别卡类型，获取固定车位信息，车牌识别；

3.抬闸放行；

4.车辆入场；

5.卡和无线定位设备通讯，与周围基站开始定位过程；

6.系统计算卡的位置；

7.判断车是否行驶到交叉路口，若是，执行步骤8，否则执行步骤10；

8.计算卡在交叉路口的行驶方向；

9.将行驶方向信息传递给导航LED显示屏

10.系统根据卡位置判断与目标车位的距离；

11.判断卡与目标车位距离是否小于10米，若是，执行步骤12，否则返回步骤5；

12.系统通知目标车位的车位锁放下；

13.导航结束。

图8示出了临时客户车辆入场管理方法流程，包括以下步骤：

1.临时客户驶近；

2.按键取卡，系统分配车位，牌照识别；

3.抬闸放行；

4.车辆入场；

5.卡和无线定位设备通讯，与周围基站开始定位过程；

6.系统计算卡的位置；

7.判断车是否行驶到交叉路口，若是，执行步骤8，否则执行步骤10；

8.计算卡在交叉路口的行驶方向；

9.将行驶方向信息传递给导航LED显示屏；

10.系统根据卡位置判断与目标车位的距离；

11.判断卡与目标车位距离是否小于10米，若是，执行步骤12，否则返回步骤5；

12.系统通知目标车位的车位锁放下；

13.导航结束。

图9示出了预约客户车辆入场管理方法流程，包括以下步骤：

1.预约客户驶近；

2.客户输入预约号，系统获取客户之前预约的车位，车牌识别；

3.抬闸放行；

4.车辆入场；

5.卡和无线定位设备通讯，与周围基站开始定位过程；

6.系统计算卡的位置；

7.判断车是否行驶到交叉路口，若是，执行步骤8，否则执行步骤10；

8.计算卡在交叉路口的行驶方向；

9.将行驶方向信息传递给导航LED显示屏；

10.系统根据卡位置判断与目标车位的距离；

11.判断卡与目标车位距离是否小于10米，若是，执行步骤12，否则返回步骤5；

12.系统通知目标车位的车位锁放下；

13.导航结束。

客户返场取车管理流程

对于三类客户具体如下：

(1)VIP客户

VIP客户返回停车场取车时，首先在反向寻车导引机上刷卡，反向寻车导引机获取无线智能定位卡的卡号，向数据服务系统发出请求，数据服务系统根据反向寻车导引机提供的卡号找到该卡之前的停车位，并计算出从反向寻车导引机当前位置到客户车位之间的最短路径，将最短路径的数据传至该反向寻车导引机，反向寻车导引机将最短路径显示在停车场的地图上供客户参考，客户通过设置在客户入口处的反向寻车导引机找到自己的车位。

(2)临时客户

临时客户返回停车场寻车的工作流程与前述VIP客户相同。

(3)预约客户

预约客户返回停车场寻车的工作流程与前述VIP客户相同。

车辆出场管理流程

对于三类客户具体如下：

(1)VIP客户

VIP客户驾车离开时，在出口处，出口定位基站发出的信号将无线智能定位卡从休眠中唤醒，并回应，出口定位基站收到无线智能定位卡的回应，并将数据传送至数据服务系统，数据服务系统判断出VIP卡，发出指令给出口道闸放行，实现VIP客户的不停车出场。出场后，VIP无线智能定位卡进入休眠模式。

(即：VIP客户出场时，出口处设备远距检测到VIP客户，自动开闸放行，可实现VIP客户的不停车出场。)

(2)临时客户

出场时，临时客户驾车驶近出口，将无线智能定位卡交还给值班收费人员，收费人员在出口处的读卡器上刷卡，并将数据传递至数据服务系统，数据服务系统根据该卡之前的入场时间计算出应收费用并传回给收费电脑，收费人员据此收费，放行。无线智能定位卡完成收费后进入休眠模式。

(3)预约客户

预约客户和临时客户的出场步骤是一样的，驾车来到出口，在出口设备处，持无线智能定位卡缴费离场。

实施例3：

面以临时客户为例，说明智能停车场管理方法流程(预约客户和VIP客户的入场和出场流程可参照以上其他实施例)，包括如下步骤：

临时车辆来到停车场时，首先在入口票箱处按取卡键，票箱吐出一张无线智能定位卡，客户持卡在票箱的读卡器上刷卡，同时联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号。刷卡事件及车牌照片及车牌号码等数据信息通过数据通讯系统上传至数据服务系统。

场内每隔一段距离就设置一个定位基站，每四个定位基站形成一个定位区域，车辆驶入这个区域时，无线智能定位卡上的定位芯片会在无线定位协调器的协调下依次与每个定位基站进行测距，并将测得的数据通过无线定位协调器的网络接口传至数据服务系统，数据服务系统收到定位数据后，会将数据转交定位引擎计算，计算出的无线智能定位卡的坐标值会传输至系统管理客户系统，客户端可显示场内车辆的位置，系统操作员可以看到场内车辆的行驶状况。

通讯网关安装在停车场内的天花板上，同时具备无线数据通讯能力和网络接口，能够接收无线数据并将数据通过网络接口传递至数据服务系统，也能够从网络接口接受数据服务系统的数据或命令并将数据或命令通过无线信号传送至目标设备，通讯网关的数量依据停车场的规模和实际的环境而定。

数据服务系统通过数据通讯系统能够实现和系统中设备(车位锁，LED显示屏，无线定位协调器，通信网关)进行数据通讯，对来自设备的数据进行分析，处理，计算，并将结果按情况推送给系统的各个组件，主要的构成模块有：数据通讯模块，最短路径算法模块，实时导航算法模块，车位分配算法模块；数据通讯模块实现和系统中各种设备的数据通讯，正确组装，解析设备通讯协议，负责发出来自上层应用给设备的数据，将来自设备的数据解析后推送给上层应用；最短路径算法模块，采用GIS地理信息系统，计算停车场内任意两点间正确的最短路径，在车辆导航和反向寻车导引机寻车两种情况下计算出到车位的最短路径；实时导航算法模块，采用GIS地理信息系统，计算出车辆在交叉路口的转向信息，从而引导车位驶近指定车位；车位分配算法模块，实现了车辆车位的分配模块，对于临时停车客户，当客户从入口票箱获取到智能停车卡，信息传递至数据服务系统，数据服务系统通过车位分配算法模块依据车位分配策略从系统空余车位中分配一个车位给来车，之后系统就能导引来车至所分配车位。

当车辆在场内行驶时，数据服务系统的实时导航算法模块会根据定位引擎计算出的车辆当前位置采用最短路径算法模块计算车辆到目标车位的行进路径，在车辆驶近交叉路口的固定范围(10米至15米)之内时，数据服务系统会向安装在该路口的导航LED显示屏发出车辆的行进指示，如此周而复始，直到车辆驶近车位。

通过定位系统的定位功能，数据服务系统能够了解到车辆在场内的位置，能够跟踪出车辆和目标车位的之间的距离，当这个距离小于一定范围时，服务器将通过数据通讯系统发送放锁命令给车位锁，车位锁收到命令后放下，同时车位指示灯闪烁，方便用户驶入车位；用户车辆驶入车位时，车位检测器检测到车位有车停放，将检测结果传递至数据服务系统。

客户返回停车场取车时，如果不熟悉停车场情况，难以寻找自己的车辆时，通过设置在客户入口处的反向寻车导引机，可以方便地找到自己的车位，用户在反向寻车导引机上刷卡，反向寻车导引机获取无线智能定位卡的卡号，并向数据服务系统发出请求，数据服务系统根据反向寻车导引机提供的卡号找到该卡之前的停车位，并计算出从反向寻车导引机当前位置到客户车位之间的最短路径，将最短路径的数据传至该反向寻车导引机，反向寻车导引机将最短路径显示在停车场的地图上供客户参考。

出口处，临时客户将卡递给值班收费员，收费员持卡在出口读卡器上刷卡，数据传至数据服务系统，数据服务系统结合该卡之前的进场记录计算该卡在场内的停留时间，并将相关的入场数据如进场时间，车牌照片以及车牌号码，应收金额等信息传递给收费电脑方便收费员比对收费。收费完成后，系统通知出口道闸放行。

本发明不限于上述示例性实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种变化和修改。

虽然已经按照若干示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解本发明可以在所附的权利要求的精神和范围内进行各种修改的实践，并且本发明并不限于上述的示例。

此外，权利要求的范围不受到上述的示例性实施例的限制。

此外，应当注意的是，申请人意在涵盖所有权利要求要素的等同形式，即使在后期的审查过程中对权利要求进行过修改亦是如此。

Claims (17)

1.一种智能停车场管理系统，包括进出口管理及收费系统；其特征在于：还包括

定位和导航系统，车位控制系统，数据通讯系统，数据服务系统；所述进出口管理及收费系统，定位和导航系统，车位控制系统，通过数据信号及电信号与数据通讯系统连接，数据通讯系统通过数据信号及电信号与数据服务系统连接；

所述智能停车场的客户类型包括

a.有固定车位的VIP客户；

b.临时停车的临时客户；

c.在网上预约了车位的预约客户；

所述进出口管理及收费系统包括入口系统设备，出口系统设备，收费系统设备和车牌识别系统设备；所述入口系统设备包括入口票箱，入口道闸，入口地感；所述出口系统设备包括出口票箱，出口道闸，出口地感；所述收费系统设备包括收费终端和自助缴费终端；所述入口票箱和车牌识别系统设备位于入口道闸前，所述出口票箱和收费终端位于出口道闸前；自助缴费终端部署于停车场内合适位置；

所述定位和导航系统包括无线智能定位卡，无线定位基站，无线定位协调器，导航LED显示屏，反向寻车导引机，以及定位引擎；所述无线智能定位卡通过无线信号与无线定位基站及无线定位协调器连接，进行通讯和定位，从而确定无线智能定位卡的位置；所述无线定位基站为4个以上，每4个无线定位基站形成一个定位区域；所述无线定位协调器为1个以上，每个定位区域设一个无线定位协调器；通过无线定位基站和无线定位协调器实现车辆在停车场内的定位和导航功能；所述导航LED显示屏位于通道上方或通道交叉处；所述反向寻车导引机设置在客户入口处，通过数据信号与数据通讯系统连接，当客户返回停车场取车时，通过反向寻车导引机找到自己的车位；所述定位引擎计算出无线智能定位卡的坐标值；

所述车位控制系统包括车位锁，车位探测器，以及车位指示灯；所述车位锁位于每个车位中部靠后的位置，车位锁包括无线通讯接口，该无线通讯接口通过数据信号与数据通讯系统连接；所述车位控制系统接收来自数据服务系统的命令，控制车位锁；所述车位探测器通过数据通讯系统，将是否有车的状态上传到数据服务系统；所述车位指示灯包括显示装置，无线通讯接口，该无线通讯接口通过数据信号与车位锁进行数据交互；

所述数据通讯系统由通讯网关组成，所述通讯网关安装在停车场内的天花板上，其连接有线数据网络，和/或具有无线数据信号接收装置及发送装置；所述数据通讯系统从网络通讯接口接收数据服务系统的数据或命令并将该数据或命令通过无线信号传送至目标设备；

所述数据服务系统包括主处理模块，数据通讯模块，最短路径算法模块，实时导航算法模块，车位分配算法模块；所述数据通讯模块、最短路径算法模块、实时导航算法模块、车位分配算法模块通过数据信号与主处理模块连接；所述数据服务系统具备网络通讯接口，能够和系统中的各个设备进行数据通讯，对来自设备的数据进行分析、处理和计算，并将结果根据情况推送至系统的各个模块。

2.根据权利要求1所述的智能停车场管理系统，其特征在于：还包括

管理客户端系统，其具备图形化的人机交互界面，实现对系统的日常管理，实时监控操作，并通过数据信号及电信号与数据通讯系统连接；所述管理客户端系统包括管理功能模块，实时监控模块，信息指令模块；所述实时监控模块和信息指令模块通过数据信号与管理功能模块连接。

3.根据权利要求2所述的智能停车场管理系统，其特征在于，对于管理客户端系统：

所述管理功能模块的功能包括：

导入并按系统要求处理停车场的CAD文件；

添加各种设备，编辑设备的各种属性，将设备摆放在停车场地图上的指定位置；

管理无线智能定位卡，添加、删除以及编辑无线智能定位卡的各种信息；

实现各种报表的生成、查询以及打印；

数据库的导入导出以及备份操作；

所述实时监控模块的功能包括：

实时监控系统中设备的异常并警报；

以图形化的方式显示停车场内车辆的位置信息；

提供控制设备的图形化用户界面。

4.根据权利要求1所述的智能停车场管理系统，其特征在于：还包括

网络功能服务系统，包括：网络停车场显示模块，道路引导模块，实时停车状况模块，停车场开放地图模块，停车预约模块；所述网络功能服务系统由数据通讯系统通过网络传递的数据信号与数据服务系统连接，支持客户通过网络中电脑或智能手机预约车位，客户通过网页浏览器访问停车场网站，网络功能服务系统从数据服务系统获取停车场的车位情况并显示在网页中，客户根据显示的空余车位情况预约自己的车位，客户提交的预约车位信息通过所述网络功能服务系统传至数据服务系统，数据服务系统会为客户在系统中保留车位。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的智能停车场管理系统，其特征在于，对于进出口管理及收费系统：

所述入口系统设备还包括入口无线定位基站；该入口无线定位基站安装在入口处，具备有线网络通讯接口和无线通讯接口，能接收来自数据服务系统的命令，并能与无线智能定位卡进行无线数据通讯，起到唤醒无线智能定位卡的作用；

所述出口系统设备还包括出口无线定位基站；该出口无线定位基站安装在出口处，具备有线网络通讯接口和无线通讯接口，能接收来自数据服务系统的命令，并能与无线智能定位卡进行无线数据通讯，起到将无线智能定位卡带入休眠模式的作用；

所述收费终端具备网络通讯功能，设置于出口无线定位基站上，或出口无线定位基站附近，或出口处的收费岗亭中，根据客户进出场的时间计算车辆在场内的实际停留时间，结合收费策略对用户进行收费；所述收费终端是电脑，该收费终端的运行环境是Windows操作系统；

所述入口道闸和出口道闸分别安装在入口车道和出口车道上，起到阻挡或放行车辆的作用；

所述入口票箱安装在入口道闸附近，入口票箱内部装有自动发卡机构，在临时客户按下入口票箱的按键时吐出一张无线智能定位卡；入口票箱还具有触摸屏和LED显示屏，在预约客户通过触摸屏输入预约号码时吐出一张无线智能定位卡；同时，入口票箱还具有网络通讯接口，能够将吐卡事件传递至数据服务系统；

所述出口票箱安装在出口道闸附近，具有网络通讯接口，该出口票箱在临时客户和预约客户驶出停车场时回收无线智能定位卡。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的智能停车场管理系统，其特征在于，对于定位和导航系统：

所述无线智能定位卡和无线定位基站使用超宽带UWB无线定位方式；

所述无线定位基站部署在停车场内部，其数量依据停车场的面积和地形设定，其无线信号覆盖停车场，并能够与停车场内的无线智能定位卡进行双向数据交互；

所述无线定位协调器安装在停车场内部，对定位区域内的无线智能定位卡进行协调，防止无线信号冲突，所述无线定位协调器配置有网络接口，能够将无线智能定位卡的定位数据通过网络上传至数据服务系统进行位置计算；

所述导航LED显示屏具有网络通讯接口，接收来自数据服务系统的数据，并能够滚动显示车辆的导航信息；

所述反向寻车导引机配有智能卡读卡器，以及彩色LED显示触摸屏，显示停车场地图，向用户提供图形化的导航操作界面；并具备网络通讯接口，与数据服务系统进行通讯，将客户的导引请求发送给数据服务系统，并将数据服务系统计算出的最短路径显示在停车场地图中供用户参考，所述引导机的数量根据停车场的实际情况设定；

所述定位引擎接收无线定位协调器传输的无线智能定位卡的定位数据，计算出无线智能定位卡的坐标值，并将该坐标值传输至管理客户端系统进行图形显示，使系统操作员可以看到停车场内车辆的行驶状况。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的智能停车场管理系统，其特征在于，对于车位控制系统：

所述车位锁依据接收的来自数据服务系统的命令，抬起或者放下；当车位锁抬起时，车辆无法驶入车位；只有当车位锁放下时，车辆能够驶入车位；如果有车辆强行撞倒车位锁驶入车位时，车位锁会自动发出警报，并且自动倒下以防止损坏车辆；

所述车位探测器安装在每个车位的中部，利用周围磁场的变化来感知车位上是否有车；

所述车位指示灯安装在每个车位上方，以不同的颜色显示车位上是否有车；当车辆驶近车位，车位锁自动放下时，能够自动闪烁以提示用户。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的智能停车场管理系统，其特征在于，对于数据服务系统：

所述数据服务系统收集系统中的各种实时数据，分发给管理客户端系统；同时处理来自网络功能服务系统的车位查询请求和车位预约请求；

所述数据通讯模块实现和系统中各种设备的数据通讯，正确组装、解析设备通讯协议，负责向设备传送来自上层应用的数据，并将来自设备的数据解析后推送给上层应用；

所述最短路径算法模块通过GIS地理信息系统计算停车场内任意两点间正确的最短路径；

所述实时导航算法模块通过GIS地理信息系统计算出车辆在交叉路口的转向信息，从而引导车辆驶近指定车位；

所述车位分配算法模块实现车辆车位的分配；对于临时停车客户，当客户从入口票箱获取无线智能定位卡时，传递信息至数据服务系统，数据服务系统通过所述车位分配算法模块依据车位分配策略从系统空余的车位中分配一个车位给来车，之后系统导引来车至所分配车位。

9.一种智能停车场的车辆定位方法，该方法用于根据权利要求1-4中任一项所述的智能停车场管理系统，其特征在于，包括以下步骤：

(1)无线智能定位卡监测系统发出的唤醒命令；当收到唤醒命令时，从休眠状态醒来，并将工作模式由低功耗工作模式切换为定位工作模式；

(2)在定位工作模式中，无线智能定位卡监听网络中无线定位协调器发出的无线探测信号；

(3)判断无线智能定位卡是否接收到该无线探测信号，若是，执行步骤(4)；否则返回步骤(1)；

(4)无线智能定位卡收到无线探测信号后，向无线定位协调器发出回应信号；

(5)判断无线智能定位卡是否收到无线定位协调器发出的定位调度指令，若是，执行步骤(6)；否则继续执行步骤(5)；

(6)无线智能定位卡上的定位芯片根据接收到的定位调度指令，在无线定位协调器的协调下依次向当前定位区域中的每个无线定位基站发出定位信号进行测距；

(7)依次接收当前定位区域中各个无线定位基站的定位信号反馈，从而获得定位数据；

(8)判断是否接收到当前定位区域中所有无线定位基站的定位信号反馈，若是，执行步骤(9)；否则返回步骤(5)；

(9)定位过程完毕，无线智能定位卡将所述定位数据传输给无线定位协调器；

(10)无线定位协调器将无线智能定位卡的定位数据通过网络接口传输至数据服务系统，数据服务系统收到定位数据后，将该定位数据上传转交至定位引擎，进行计算；

(11)定位引擎根据定位数据计算出无线智能定位卡的坐标值，将其传输至管理客户端系统进行图形显示，使得系统操作员可以看到场内车辆的行驶状况。

10.根据权利要求9所述的智能停车场的车辆定位方法，其特征在于：

所述智能停车场的客户类型包括：

a.有固定车位的VIP客户；

b.临时停车的临时客户；

c.在网上预约了车位的预约客户。

11.一种智能停车场的车辆入场管理方法，该方法用于根据权利要求1-4中任一项所述的智能停车场管理系统，其特征在于，包括以下步骤：

(1)客户车辆驶近停车场；

(2)根据不同的客户类型，进行入场初始化操作；

所述客户类型属于以下三种之一：

a.有固定车位的VIP客户；

b.临时停车的临时客户；

c.在网上预约了车位的预约客户；

(3)通知入口设备抬起入口道闸放行车辆；

(4)车辆入场；

(5)当车辆在停车场内行驶时，无线智能定位卡和无线定位设备通讯，并与周围的无线定位基站开始定位过程；

(6)计算出无线智能定位卡的实时位置；

(7)监测判断车辆是否行驶近停车场内的交叉路口；若是，执行步骤(8)；否则执行步骤(10)；

(8)计算车辆在交叉路口的行驶方向；

(9)将行驶方向信息传递给导航LED显示屏；

(10)根据车辆上无线智能定位卡的位置判断其与目标车位的距离；

(11)监测判断车辆上无线智能定位卡的当前位置与客户目标车位的距离是否小于一个距离阈值；所述距离阈值是10米；若是，执行步骤(12)；否则返回步骤(5)；

(12)系统发出指令给目标车位的车位锁，通知该车位锁放下；

(13)客户驶入目标车位停车，导航结束。

12.根据权利要求11所述的智能停车场的车辆入场管理方法，其特征在于，对于步骤(2)，所述入场初始化操作包括：

a.对于有固定车位的VIP客户，其配有的VIP卡为无线智能定位卡，入口设备会探测到VIP卡，VIP卡上的芯片感应到入口定位基站发出的唤醒信号，卡从低功耗工作模式切换为定位工作模式，发出回应信号，并被入口定位基站接收到，数据通过数据通讯系统传递至数据服务系统，数据服务系统识别出VIP卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，获取该VIP客户的固定车位信息；

b.对于临时停车的临时客户，其在入口设备上按键取卡，入口设备会吐出一张无线智能定位卡；临时客户持卡在入口设备的读卡器上刷卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，刷卡事件和车牌照片及车牌号码通过数据通讯系统传递至数据服务系统；系统会根据最短路径算法为该临时客户分配一个车位；发出指令给入口定位基站，定位基站发出唤醒信号，卡从低功耗工作模式切换为定位工作模式；

c.对于在网上预约了车位的预约客户，由于该预约客户事先用电脑或手机登录停车场网站预定了一个车位，并获得系统发出的一个预约号；因此，预约客户在入口设备上输入预约号，入口设备会吐出一张无线智能定位卡；预约客户持卡在入口设备的读卡器上刷卡，联动车牌识别系统设备获取车辆的车牌号，刷卡事件和车牌照片及车牌号码及预约客户输入的预约号通过数据通讯系统传递至数据服务系统；系统会获取预约客户之前预约的车位；发出指令给入口定位基站，定位基站发出唤醒信号，卡从低功耗工作模式切换为定位工作模式。

13.根据权利要求11所述的智能停车场的车辆入场管理方法，其特征在于，步骤(5)包括以下步骤：

无线智能定位卡监听网络中无线定位协调器发出的无线探测信号；

无线智能定位卡在收到该无线探测信号后，向无线定位协调器发出回应信号；

无线定位协调器将该无线智能定位卡加入到自己的卡列表中，并为该无线智能定位卡安排定位时隙，在该定位时隙中向该无线智能定位卡发出定位调度指令；

当无线智能定位卡收到定位调度指令后，开始依次和无线定位协调器安排的无线定位基站进行定位。

14.根据权利要求13所述的智能停车场的车辆入场管理方法，其特征在于：

在停车场内每隔一段距离设置一个无线定位基站，每4个无线定位基站形成一个定位区域，在该定位区域中设置一个无线定位协调器；

当车辆驶入某一定位区域时，无线智能定位卡上的定位芯片根据接收到的定位调度指令，在无线定位协调器的协调下依次向该定位区域中的每个无线定位基站发出定位信号进行测距；

无线智能定位卡依次接收每个无线定位基站的定位信号反馈，从而获得定位数据；

直至接收到当前定位区域中所有无线定位基站的定位信号反馈，从而测得当前定位区域中所有无线定位基站的定位数据。

15.根据权利要求11所述的智能停车场的车辆入场管理方法，其特征在于，步骤(6)包括以下步骤：

在测得当前定位区域中所有无线定位基站的定位数据后，无线智能定位卡将所述定位数据传回给无线定位协调器；

无线定位协调器将该无线智能定位卡的定位数据通过网络接口传输至数据服务系统，数据服务系统收到定位数据后，将所述定位数据上传转交至定位引擎，进行计算；

定位引擎将计算出的无线智能定位卡的坐标值传输至管理客户端系统进行图形显示，使系统操作员可以看到场内车辆的行驶状况。

16.根据权利要求11所述的智能停车场的车辆入场管理方法，其特征在于，步骤(8)包括以下步骤：

当监测到车辆行驶到停车场内交叉路口附近一固定范围内时，根据车辆上无线智能定位卡的当前位置和客户目标车位的坐标值计算车辆在交叉路口的行驶方向；所述固定范围是10米至15米。

17.一种智能停车场的管理方法，其特征在于：

该智能停车场的管理方法包括根据权利要求11-16中任一项所述的智能停车场的车辆入场管理方法；还包括客户返场取车管理，以及车辆出场管理；

所述客户返场取车管理包括：

客户返回停车场取车时，首先在反向寻车导引机上刷卡，反向寻车导引机获取无线智能定位卡的卡号，向数据服务系统发出请求，数据服务系统根据反向寻车导引机提供的卡号找到该卡之前的停车位，并计算出从反向寻车导引机当前位置到客户车位之间的最短路径，将最短路径的数据传至该反向寻车导引机，反向寻车导引机将最短路径显示在停车场的地图上供客户参考，客户通过设置在客户入口处的反向寻车导引机找到自己的车位；

所述车辆出场管理包括：

对于VIP客户，出口设备远距离检测到VIP客户，自动开闸放行，实现VIP客户的不停车出场；对于临时客户和预约客户，在出口设备处，持无线智能定位卡缴费离场。