超声波车位引导系统设计方案(BS架构).doc

超声波车位引导系统设计方案（BS架构）广州市一卡通计算机服务有限公司2015年 4月目 录1. 概述11.1. 项目概况11.2. 系统概况11.3. 需求分析11.4. 建设思路与设计目标21.5. 设计原则21.6. 设计依据32. 建设方案42.1. 系统架构42.2. 体验流程52.3. 子系统/模块介绍52.3.1. 泊位信息采集52.3.2. 空位信息提醒62.3.3. 区域车位引导72.3.4. 软件平台72.4.车位引导系统优势82.4.1. 超声波探测器创新特点92.4.2. 采用数字滤波技术，防止干扰92.4.3. 剩余车位总数修正功能92.4.4. 采用B/S架构设计102.4.5. 采用CAN总线通信技术113. 主要产品133.1. 超声波探测器PUD133.2. 车位指示灯DIL143.3. 超声波管理器CUC153.4. 数据集中器SDC163.5. 灯箱式引导屏DIB173.6. 引导信息屏DIS193.7. 入口信息屏DOB204. 效益分析211. 概述 1.1. 项目概况百荣世贸商城，位于北京城市交通的枢纽中轴路与南三环交汇处的木樨园环岛西北角，是以经营服装、小商品为主的超大型批发市场,堪称亚洲商业的航母。百荣世贸商城一、二期总建筑面积70万平方米。百荣世贸商城一期地下停车位，地面车位总计约1000个，地下车位1286个，其中地下停车场建筑面积5万平米。1.2. 系统概况车位引导系统是一套可应用于停车场车位引导的软硬件集成系统，主要适用于大、中型地下停车场，广泛用于商业建筑、政府办公楼、公共交通枢纽、医院等各类型停车场。其主要工作原理是根据超声波探测器检测车位的使用状态，系统将实时的空车位状态进行统计处理后发布到室内信息屏和出入口信息屏，同时各车位上方的车位状态指示灯根据超声波探测器的探测结果切换指示状态，引导驾驶者便捷停车，实现人性化服务。车位引导系统主要特点：提高停车场的使用率，更好地管理停车场，降低大中型停车场的经营成本，大大提高了社会效益和经济效益。为顾客消除停车烦恼，轻松停车，节省时间，提高效率，是高级停车场所必备的系统之一，是实力的综合体现。车位引导系统从细微之处尽显人性化管理，使停车场管理水平更进一步！1.3. 需求分析超声波车位引导项目最亟待解决的问题在于车主寻找空车位，甲方增加楼盘卖点，物业减少人力成本。以下从不同群体类型分析针对性需求：群体类型需 求车主快速寻找到停车场内空余车位 甲方停车场智能化，提升停车场品牌，增加楼盘卖点 物业方便管理，节省停车场内因人工疏导产生的人力成本1.4. 建设思路与设计目标在每个车位正中心处上方安装一台超声波探测器，在车位前面安装车位指示灯，在转角和路口处安装室内引导屏，在停车场入口处安装灯箱。车主进入停车场前，入口灯箱显示停车场总剩余车位数；车主进入停车场内，引导屏方向和空位数指引车主快速找到空余车位；车主进入空余车位，车位前面指示灯由绿色变成红色；车主离开。本解决方案预计完成以下设计目标：整 体 设 计 目 标基础设施1.空位信息采集：安装超声波探测器设备，实时采集停车位的占用状态，上传至后台服务器；2.空余车位显示：安装车位指示灯，通过指示灯的变化提醒车位是否空余，有车显示红色，无车显示绿色；3.区域车位引导：室内信息引导屏发布实时剩余车位数量，进行车位引导平台管理1.车位使用分析：根据车位占用状态、车位占用时长等记录数据，输出横向、纵向报表，分析车位使用率等结果，核对收费记录明细；2.设备在线监测：对于设备运行状态进行实时监测，支持故障预警；3.人员管理：对于工作人员基本信息、排班、工作记录等进行管理1.5. 设计原则l 先进性采用先进的技术、产品和解决方案，使系统设计具有一定的前瞻性，以适应信息技术的不断更新。先进性具体体现在以下方面：系统高度智能化、系统高度集成化、开放式的架构适应后续的维护与扩展、管理者和用户均可便捷操作等。l 稳定性在追求技术先进的同时，需要注重系统运行的稳定性，从而保证整个管理系统真正的起到促进管理、促进运营的功能。l 经济性在保证满足各项基础需求的前提下，将系统结构做到精简化，控制成本提高系统的经济性。完善传统服务方案，减少人工成本，提高管理效益。l 安全性平台和终端安全保护系统全方位综合保障平台和终端安全，并以数据安全保护系统重点保护终端敏感数据的安全。1.6. 设计依据城市道路交通规划设计规范(GB50880-95) 道路交通标志和标线（GB5768-99 ）智能建筑工程质量验收规范GB50339-2003建筑与建筑群综合布线工程验收规范GB-50312-2007 民用闭路监视电视系统工程技术规范GB-50198-1994 汽车库与停车场车位引导装置(CJ/T 429-2013)停车诱导系统（DB31/T298-2003）公路交通标志板技术条件（JT/T 279-1995） 停车场规划设计规范中华人民共和国公共安全行业标准出入口控制系统技术要求 GA/T394-20022. 建设方案2.1. 系统架构在每个车位正中心处上方安装一台超声波探测器，确定该车位是否有汽车停泊；在每个车位前安装一台车位指示灯，显示该车位是否是空位；在停车场入口安装入口信息屏，显示本停车场剩余空车位总数的实时信息；在行驶车道的分叉路口各安装引导信息屏，对各行驶方向的空车位数信息发布；所有管理器连接后另一端接到数据集中器；管理器与数据集中器的通讯方式为CAN总线方式，数据集中器与计算机的通讯方式为TCP/IP，在停车场管理中心机房安装一台数据集中器、一台计算机。BS架构超声波车位引导系统 架构图2.2. 体验流程车主进入停车场到停好车整个流程如下：2.3. 子系统/模块介绍 2.3.1. 泊位信息采集 每个车位正中心处上方安装一台超声波探测器，由上向下发射超声波，根据发射和接收回 来的声波距离和锥度面积的不同来确定该车位是否有汽车停泊。超声波管理器统一管理超声波探测器，超声波探测器探测到的车位信息直接上传至数据集中器。超声波探测器由区域管理器通信管理及供电，超声波探测器之间的通讯方式为RS485通信协议，通信线采用RVS2*0.5mm的线材。 下图为超声波现场示意图2.3.2. 空位信息提醒 在每个车位前安装一台车位指示灯，超声波探测器直接与车位指示灯相连，超声波探测器将车位信息传给车位指示灯，车位指示灯显示红色时，表示该车位有汽车停泊；车位指示灯显示绿色时，表示该车位空位。车主可根据车位指示灯提醒找到空车位。车位指示灯与超声波探测器由管理器供电，电源线采用RVV2*1.0mm的线材； 下图为车位指示灯现场图：2.3.3. 区域车位引导在停车场入口安装入口信息屏，显示本停车场剩余空车位总数的实时信息；在行驶车道的分叉路口各安装引导信息屏，对各行驶方向的空车位数信息发布，以方便驾驶者对停车场的车位状况一目了然；随着车辆进入的变化，入口信息屏车位总数和室内引导屏车位数量随之变化，引导车主快速找到空车位。引导信息屏工作电源为AC220V，采用集中供电方式，电源线采用RVV3*1.5mm的线材；引导信息屏的通信方式为RS485通信协议，通信线采用RVSP2*0.5mm的线材。下图为室内引导屏现场指引：2.3.4. 软件平台 PGS-SCS为BS架构超声波车位引导软件，它由广州一卡通公司自主研发。其功能包括：实时监控（地图监控、监控图表汇总、超时监控、故障监控、报警服务）；统计报表（停车出入报表、停车场占有率报表、停车出入情况、停车占有率情况、逻辑区域占有率）；系统管理（注册、停车场信息维护、计划作业、引导屏作业管理、车位作业管理、用户管理、角色管理、修改密码、数据备份、PGS服务管理、设备状态、变色策略设置）；参数配置（配置向导、物理区域配置、地图管理、屏类型参数配置、引导屏配置、引导屏逻辑、通讯线路配置、管理器配置、探测器配置）等内容。以下为各板块功能界面：软件主界面实时监控通过平面图和图标的形式对车位利用率进行检测统计报表可查询年月日，停车场出入情况系统管理停车场信息注册，信息维护，用户管理，数据备份等功能。参数配置参数配置指对探测器、管理器、引导屏、通讯线路等所有设备进行配置2.4. 广州一卡通公司车位引导系统优势2.4.1. 超声波探测器创新特点l 超声波探测器完全自主研发，性价比高、稳定性能好；l 结合本公司成熟的数据采集技术，快速、精确检测每个车位的停车情况，并通过稳定的RS485通信总线传输到中央控制计算机。l 超声波车位检测器已申报国家实用新型专利。（申请号：200520057183.7） 2.4.2. 采用数字滤波技术，防止干扰有效防止相邻车位的超声波探测器间干预。l 每个探测器的回应时约100msl 每组超声波探测器巡检一次，约3秒l 与停车场总车位数无关注意：超声波探测器并不是工作反应越快越好，当前的技术足以使超声波反应更快，但过快的反应导致车位指示灯不断闪烁，给驾驶者误导，同时还会降低车位指示灯的使用寿命，所以艾科采用巡检的方式，确认车位状态变化，车位指示灯才变换颜色。2.4.3. 剩余车位总数修正功能结合出入口安装的地感探测器和超声波探测器的优缺点，准确显示停车场剩余车位数。检测方式优点缺点地感探测器实时性（车经过后计数）多辆车同时经过时无法识别；无自动修正功能，累积误差超声波探测器自动修正功能延迟性（车停定后才计数）如：当整个停车场只剩余最后一个车位，如果没有地感的实时性，可能多辆驶入的车，只有一辆能停放，其它只能驶离或乱停。充分体现只使用超声波探测器系统的不足。修正原理：1） 当剩余车位总数系统报警值时，按超声波探测器采集的数据显示；2） 当剩余车位总数系统报警值时，A. 当地感没有触发时，按超声波探测器采集的数据显示；B. 否则先按地感采集的数据显示。2.4.4. 采用B/S架构设计停车场引导是一套需要实时运行的系统，由于目前停车场物管人员的素质相对较低，大部分项目因电脑操作不当（如中毒、误删文件、软件卸载、XP系统崩溃）而使系统崩溃，因此系统不能过多的依赖于上位计算机。广州一卡通公司车位引导系统采用B/S架构设计，上位计算机仅需通过浏览器登陆网站的方式就可以实时监控停车场空车位状态，即使上位计算机瘫痪，对车位引导系统的正常运行不会造成任何影响；下图为以浏览器登陆的方式实时监控停车场空车位状态。2.4.5. 采用CAN总线通信技术区域管理器之间的通信质量直接决定了整个车位引导系统的信息时效性，为此我司在原来RS485通信方式基础上开发了以CAN总线作为通信方式的区域管理器，提升了管理器层骨干网通信速率和通信距离，相比其他厂家的的优势如下：l 配有LCD显示菜单，可人机对话，按键操作，方便调试；l 在脱机状态运行情况下可对超声波探测器、引导信息屏进行管理，使超声波车位探测器、车位指示灯、引导信息屏正常工作；l 可现实局部安装、局部调试、局部运行，减少对已开业停车场日常运作的影响。l 采用CAN总线技术，通讯距离更远，传输速率更快，负载能力更大；备注说明：CAN总线与RS485总线对比a. CAN总线与RS485总线的优缺点对比序号比较项目CAN总线RS485总线备注1是否为国际标准现场总线是否CAN总线为唯一有国际标准的现场总线。2通讯模式多主机通讯方式一主多从通讯方式CAN多主机通讯方式，通讯的效率比RS485高。3是否有通讯优先级，总线仲裁机制有无CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息发生冲突时，优先级较低的节点会主动的退出发送，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。4通讯速度最高可达1Mbps(我司使用20Kbps)最高为115.2Kbps一般使用9.6KbpsCAN总线的通讯距离比RS485高。5通讯距离最远为10Km(5Kbps)我司为1200m（20Kbps）400m（9.6Kbps）CAN总线的通讯距离比RS485远。6通讯帧结构短长CAN总线的通讯帧较短，保证了数据低出错率。7总线可靠性强弱CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。8通讯介质双绞线双绞线相同的通讯介质。注：通过以上表格，与RS485总线对比，CAN总线数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性。b. CAN总线应用在停车引导项目中有以下四大优势1) CAN总线通讯距离远。在一个大型的停车场中最远的停车位往往与数据中心或管理中心的距离比较远，例如深圳北站的最长总线为1200米，所以对数据通讯距离有较大的要求。2) CAN总线通讯速率高。因停车场的停车位数量越来越大，停车场在繁忙时段的进出车数量极大，需要速度快的通讯总线进行数据传输。3) CAN总线可靠性强。在停车场中，因停车位的分布面积比较大，需要连接的数据线路较多，如果总线可靠性弱，很可能造成整个总线的瘫痪。4) CAN总线实时性高。因CAN总线为多主机通讯方式，在车位信息发生变化时，自动通过CAN总线上传到服务器进行处理，如果采用RS485一主多从的轮询通讯方式，在大型的停车场中将大大的降低系统的实时性。3. 主要产品3.1. 超声波探测器PUD采用超声波测距的工作原理，能可靠地检测到停车位占用情况；可以控制车位指示灯显示不同颜色，具有防误检功能；同时在掉电情况下能自动保存数据，提高其车位信息的可靠性。主要适用于平面车库超声波车位引导项目中。v 技术参数工作电压DC 24V功耗0.5W探测距离0.3M4.5M探测范围15通讯接口RS485工作温度-10+55工作湿度20%95%,无凝结尺寸(D*H)105*61mmv 亮点1) 采用进口传感器，性能稳定，超声波探测范围广，反射率高2) 高压喷涂三防漆漆，确保探测器防水防尘等级高，适应停车场环境3) 采用两路独立收发超声波电路设计，有效覆盖探测区域，同时独立工作，双路切换，冗余备份，大大提高探测器寿命及稳定可靠性；3.2. 车位指示灯DIL 车位指示灯是用来指示停车位状态信息，根据超声波探测器的检测结果控制车位指示灯显示的颜色：绿灯亮表示无车，红灯亮表示有车。v 技术参数车位灯红/绿双色灯额定工作电压DC18V-24V功率0.36W外观尺寸直径：75mm, 高：50mm环境温度-10-60重量0.2Kg单个LED亮度红灯60cd/m280cd/m2;绿灯125cd/m2168cd/m2;3.3. 超声波管理器CUC ll 分区管理96个车位探测器。l 向上具有CAN通信功能。l 具有同时连接超声波探测器、引导屏、地感探测器的功能。l 具有LCD显示界面，可现场检测超声波探测器和引导屏状态。l 通讯电气隔离，减少故障发生率。l 具有过流自动保护功能。v 技术参数工作电源AC220V10% ，501 Hz输出电源DC24V/3A功耗10W显示方式LCD、指示灯下行通信方式3路RS485通信端口上行通信方式CAN总线波特率下行9600 bps，上行20Kbit/s总负载数量120个超声波探测器的负载数量96个引导屏的负载数量24个地感探测器的负载数量32个最大通讯距离下行400m 上行1500m工作温度温度-3070、湿度95%3.4. 数据集中器SDC用于对停车场所采集的数据进行统计分析和处理的核心设备。功能： 可管理256个管理器。 支持地感线圈车辆探测器，且具有自动校正功能。 支持实时监控车位的占用情况，统计进出停车场的车辆数。 支持连接到远程的数据中心，上传剩余车位数量。 具有报警、检测硬件故障的功能。 具有车位信息数据、停车场车流信息数据存储及分析功能。v 技术参数CPUIntel E5300/2.6GHzDRAM2G DDR2前端总线533MHz存储500G SATA硬盘CAN总线2路RS2322路工作电压AC220V尺寸520mm425mm177mm3.5. 灯箱式引导屏DIB室内信息屏是系统发布引导信息的媒介，主要置于停车场内，用于发布区域车位信息并引导司机快速找到停车位；支持数字字符显示。v 技术参数产品参数单向屏双向屏三向屏尺寸（mm）长*高*宽2000*250*902000*250*903000*250*90最大功耗15W20W28W防护等级IP5X数字显示显示范围000999显示功能显示方式：单行显示，每个LED模组显示3个数字显示颜色：红绿（可配置显示颜色）亮度：50cd/m2通信接口RS485，WIFI无线通信距离45M工作温度-2060 工作湿度20%95%,无凝结v 亮点1) 一体化设计。避免现场多屏相互遮挡干涉。减少设备数量和施工成本2) 可灵活配置，快速响应各类订制版面需求3) 高质量6003工业铝材表面阳极氧化处理。产品质量轻，强度好，对称设计，每个细节均用心打造4) 开关接线、设置接口全外置，免拆卸安装，提高效率，内部布线规范，驱动板与箱体集成化设计5) 采用高质量激光点阵，三菱反光板，背光源，确保每一点均匀发光，面板材料采用优质PMMA，激光切割，透光率达92%以上，加贴3M扩散膜，外加贴膜6) 接口丰富，电源、保险、开关、地址码等接口全外置，免拆安装，提高效率，连接螺丝用机械牙，而普通的自攻牙螺丝容易滑牙7) 断码式数字显示，字体美观，功耗低，采用恒流源供电，亮度均匀，寿命长3.6. 引导信息屏DIS室内信息屏是车位引导系统的配套产品，主要置于停车场内，用于发布区域车位信息并引导司机快速找到停车位，该类屏可显示中文简、繁体、数