基於NB-IoT技術的地磁車位檢測器智能停車收費系統
採用NB-IoT技術的智能停車收費系統
目 錄
一、項目概述 2
1.1項目背景 2
1.2項目意義 2
二、技術原理 2
2.1 NB-IOT技術原理 2
2.2無線地磁工作原理 4
三、解決方案 4
3.1系統結構 4
3.2系統布設 5
3.2.1無線地磁車位探測器的布設 5
3.2.2中心數據管理平台的布設 6
3.2.3停車誘導屏的布設 7
四、路邊停車數據管理中心 9
五、系統優勢 9
5.1違停車輛信息自動收集 9
5.2抗干擾能力強，安裝簡單 9
5.3遠程操控 9
5.4智能停車收費，提高管理人員效率 10
六、NB-IOT地磁與傳統使用網關通訊的傳輸方式相比較 10
一、項目概述
1.1項目背景
隨著國民生活水平的提高以及汽車產業的高速發展，城市汽車保有量飛速增長，停車位也隨之增加，停車管理和收費問題也隨之而來。
1.2項目意義
智能停車收費系統是建設智能交通、平安城市、智慧城市的一部分，作為靜態交通管理的重要組成部分，智能停車系統有著重大意義。
對於司機停車後不願意繳納停車費、停車後逃票行為以及停車管理人員亂收費等現象，智能停車收費系統將有效的解決。
智能停車收費系統投入使用後，將有效解放交通管理人員的勞動力，只需配備巡檢、維修儀器等少量人員。
二、技術原理
2.1 NB-IOT技術原理
NB-IOT（Narrow Band Internet of Things）即基於蜂窩的窄帶物聯網，是萬物互聯網路的一個重要分支，是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。
NB-IOT的發展基礎可以通過下面這張圖可以清晰的表達出來：
NB-IOT是從最初的2G移動通訊逐步發展而來，2G/GSM、2.5G/GPRS、2.75G/EDGE、3G/UMTS/HSPA、4G/LTE傳輸速度不斷加快，傳輸文本從.TXT、.JPG再到.AVI以及將來的+VR/AR。
NB-IOT具備四大特點：
（1）廣覆蓋且深，將提供改進的室內覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IOT比現有的網路增益20dB，相當於提升了100倍覆蓋區域的能力；
（2）大連接，具備支撐海量連接的能力，NB-IOT一個扇區能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網路架構；
（3）低功耗，NB-IOT終端模塊的待機時間可長達10年；
（4）低成本，企業預期的單個接連模塊成本相對較低。
這些特點決定了NB-IOT將成為物聯網連接的重要技術支撐點。
2.2無線地磁工作原理
大的鐵磁物體的擾動，如一輛汽車，可看作是多個雙極磁鐵組成的模型。這些雙極型磁鐵具有北-南向的極化方向，引起磁場的擾動。這些擾動在發動機和車輪處尤為明顯，但也取決於在車輛的內部、車頂以及後備箱內有沒有其它鐵磁物體。總之，其綜合影響是對地球磁場磁力線的扭曲和畸變，如下圖所示，這種扭曲也被稱為車輛的硬鐵影響或者干擾。
地磁檢測器，可用來檢測車輛的存在。無論車輛高速行駛，還是緩行甚至靜止不動，都能檢測到。無線地磁檢測器將檢測到的車輛信息通過NB-IOT的傳輸方式直接傳送到中心數據管理平台上，在中心數據管理平台將信息處理之後傳到客戶手機APP、停車引導屏等客戶端。
三、解決方案
3.1系統結構
智能停車收費系統有五部分組成：無線地磁檢測器、NB-IOT傳輸、數據管理中心、目博雲停車小程序和手持設備終端。
無線地磁檢測器將檢測到的車輛信息通過NB-IOT技術傳輸給數據管理中心。
目博雲停車小程序顯示停車位信息、停車起始時間、計費規則、扣款金額等信息。
手持設備終端是停車管理人員所用，提示車輛來停、離開等信息。
3.2系統布設
3.2.1無線地磁車位探測器的布設
無線地磁探測器布置在車位中間。
1）地磁車位探測器採用MVB-VD33D-P系列；
2）基於微功率地磁感應檢測技術的停車場車位探測器；
3）電池供電工作，超低功耗設計，電池續航時間超過五年；
4）抗壓外殼，可用於室內和室外；
5）工作的溫度範圍大且防水；
6）支持環境因素的自動補償演算法；
7）無線數據傳輸，無線參數設置；
8）故障監控，電池檢測；
9）無線配置，無線OTA升級。
無線地磁使用地埋安裝。用水鑽在地面鑽出14cm直徑、11cm深孔。在孔位的底部鋪一層1cm的細沙。直接將設備放入，保持裝置水平。設備周圍用水泥、瀝青或環氧樹脂進行填築，設備正面與路面平齊。
具體布置如下：
3.2.2中心數據管理平台的布設
由於無線地磁車位探測器採用無線互聯網來傳輸信息，數據管理中心布置在任何合適位置。
3.2.3停車誘導屏的布設
停車誘導屏布設在正向行駛的右手路口邊，如下圖所示：
四、路邊停車數據管理中心
路邊停車輛數據管理平台是城市智能交通管理平台的一部分，通過整合城市動態和靜態交通數據，綜合分析與控制各種管理資源和設施，為公眾提供出行指南服務，為運營管理提供管理上的決策支持，使城市資源得到合理有效的管理和配置。
由於無線地磁車位探測器採用NB-IOT傳輸，路邊停車數據管理平台可設置在任何方便的地方。
無線地磁車輛檢測器有唯一編碼，所以可以做到每個無線地磁感測器與模擬平台上一一對應，並且信息傳輸也能做到一一對應，能夠實時的監控路邊停車情況以及位置信息；通過路邊停車引導屏發布的信息，出行者能夠迅速的找到停車位。
五、系統優勢
5.1違停車輛信息自動收集
採用無線地磁車位探測器可有效緩解管人員不足等問題，通過停車誘導屏發布停車位的信息能夠幫助出行者迅速找到車位；
5.2抗干擾能力強，安裝簡單
能夠根據外界溫度、濕度、氣壓、電磁干擾等變化自我調整；
5.3遠程操控
遠程監控設備，可監控檢測器工作狀態、無限強度、網路結構、丟包率、末次通訊時間、參數修改狀態等基本運行情況；遠程操作現場設備，包括參數功能改變、檢測器位置調換，並且可以遠程對設備重啟；
5.4智能停車收費，提高管理人員效率
通過對路邊停車信息的實時監控，可以減少管理人員的配置，並且能夠有效提高管理人員的工作效率。
六、NB-IOT地磁與傳統使用網關通訊的傳輸方式相比較
共點一：GPRS 與NB-IOT 作為不同網路制式的數據傳輸方式，其工作原理和功能都是一樣的，都是實現工業設備在戶外與遠程伺服器雙向透明傳輸數據。
共點二：應用領域大致相同，甚至可以無縫切換。GPRS 與NB-IOT 都適用於對傳輸速率要求不高的工業現場領域。
GPRS 與NB-IOT 的區別：
第一，NB-IOT 的網路覆蓋更強。NB-IOT在室內的覆蓋能力很強，比GSM增強20dBm增益，相對應的在覆蓋區域的範圍上比GPRS提升了100倍。網路覆蓋的增強在農村，廠區，地下場所的部署上有很大優勢。
第二，NB-IOT 具有更強的鏈接能力。舉例說明，如果使用相同的基站，NB-IOT 比傳統的GPRS 提高50-100倍的設備接入量。在實際應用中接入設備數的優勢有極大作用。
第三，NB-IOT 具有更低的功耗。超低功耗在工業應用中是非常重要的，NB-IOT比GPRS擁有更低的功耗，它的電池可以待機5-10年不用更換，在一些需要長時間不能更換電池的場所，NB-IOT 可以說是極佳的選擇。
第四，NB-IOT 具有更低的成本。目前在中國電信在全國已經實現了NB-IOT99%的網路覆蓋，而且這一趨勢正在向全國擴展。NB-IOT 的低成本想體現在它可以跟傳統蜂窩網路共用基礎設備，不需要重建;在資費方面，NB-IOT的一年費用才30元錢左右。
第五，NB-IOT具有更簡單的結構。NB-IOT系統不再需要無線網關，在安裝和維護方面更加省時省力；不會再出現因為一個無線網關出現故障而導致一個片區不能正常工作。
第六，NB-IOT 具有更好的市場前景。GPRS已經面世很久，在國外很多國家地區面臨逐步淘汰的現狀。NB-IOT 擁有更好的前景。
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