技术方案
您当前所处位置:首页>技术方案>方案在线>
方案在线 资料下载

NB-IoT地磁车位检测器技术方案

2018-10-30

一、 需求背景

    现代城市,伴随汽车保有量越来越高,城市停车位资源未进行高效管理,使得许多城市不仅停车难,而且很多车辆到达目的后无法停车占据车行路面而导致交通拥堵和尾气排放过高,因此智慧停车、开放停车、共享停车逐渐上升为现代城市严峻课题。经过调研和摸排不难发现,其实停车难的主要问题主要归结于以下三点:

1、车位信息没有全社会共享,无论路边停车场还是地下停车场,都处于分散式管理阶段,城市各角落车位信息难以获得;

2、低成本的车位检测系统缺乏,不是工程实施复杂需要综合布线,就是车位传感器系统造价过高,或者取电困难;

3、组网标准难以统一,目前车位检测器组网系统里,有RS485总线、LORAZIGBEEGPRS和光纤以太网等多种组网模式,分立分散,难以多数据源融合。 


二、 总体设计目标

   根据以上需求和问题,本方案提供一种完整的解决办法,主要设计思路和内容是:首先以大容量干电池技术解决车位检测器电源问题,不用再考虑取电困难,因为车位检测器大部分时间是空闲状态,无车时如此,有车存在时也不用实时检测,所以设备大部分时间处于休眠模式,耗电量少,可持续工作5年,5年换一次电池成本相对低廉;其次用窄带物联网(NB-IOT)解决组网问题,不仅通信标准统一,而且因为数据走公网到统一服务器,所以容易大数据融合,便于提供后续服务和是设备管理;第三,利用地磁传感器解决车位检测器问题,目前三轴地磁传感器芯片成本低廉,容易大批量推广。

   综上所述,本套技术方案的总体设计目标如下:

1、基于大容量干电池技术的无线地磁车位检测器应用,解决取电和成本问题,目标控制在600/只以下,电池5年一换;

2、基于NB-IOT窄带物联网技术的组网通信技术,解决通信标准化问题,由NB-IOT模块采集车位信息,然后传到公网独立IP服务器;

3、NB无线地磁车位检测系统的基础上,进行大数据融合,提供共享停车APP服务,解决现代城市停车难问题,便于绿色出行和城市管理。 


三、方案构成

  根据总体设计目标确定的无线地磁系统图如下:

undefined

 

四、 产品技术参数

表格4-1电气性能   

参数

测试条件

最小

典型

最大

单位

工作功耗

射频关闭,传感器采样,配置接口工作

6

20

30

mA

休眠功耗

射频关闭,传感器关闭,MCU休眠

50

60

100

uA

发射功耗

射频传输功率17dBm,传感器采样,配置接口工作

50

80

260

mA

平均功耗

 

 260

300

 360

 uA

工作电压

 

3.0

 3.58

3.62

V

电池容量

5mA放电,20℃,截止电压2.0V

 18

38

 57

Ah

工作周期

 

5

 6

 7

Year

 

表格4-2通信性能

参数

测试条件

最小

典型

最大

单位

通信频段

电信

800

850

900

MHz

可选频段

移动、联通、2.4G蓝牙

800

900

1800

MHZ

发射功率

 

 

 

17

dBm

传输速率

 

 

9600

 

bps

字节长度

 

10

20

100

byte

 

表格4-3心跳信号

 

参数

测试条件

最小

典型

最大

单位

心跳周期

 

1

12

24

h

最大偏移

 

20

30

40

s

   

 

表格4-4检测性能 

参数

测试条件

最小

典型

最大

单位

检测精度[1]

串行车位,车位规格为5-6米长,2.5-2.7米宽

97%

 98%

 99%

PCU

并行车位,车位规格为5-6米长,2.5-2.7米宽

93%

 95%

 97%

PCU

入场时间误差

车位初始状态为空,车辆缓缓驶入,并做出3次移库动作[2],移库时间为15-20秒之间,车辆停稳之后,检测器发送一条车位占用的状态信息,误差指车位占用的起始时间与实际车辆停稳[3]之后的时间差值。

 

 

15

s

离场时间误差

车位初始状态为占用,当占用该车位的车辆完全驶离车位后,8秒后另一辆车驶入该车位,误差指后一辆车进入车位且停稳的时间与实际上报时间的差值。

 

 

15

s

启动时间

 

 

 

60

S




[1] 对于车辆检测精度,包换了有车/无车的状态检测,其中

有车:车辆的任一部位在检测器上方的时候,可定义为有车;

无车:车辆停在泊位外,没有进入到泊位内,定义为无车;

中间状态:车辆部分进入车位但是没有任何部位位于检测器时,定义为中间状态,中间状态更倾向于能够被判决为有车;


[2]移库动作是指车辆部分驶入车位,同时保持没有整车整体移出车位的情况下的挪动。

[3]停稳是指车辆保持在车位范围内,且不存在任何移动。

[4]精度是指单一地磁检测情况下,用红外+地磁等双模情况下通常为最高精度。

   

五、  成本核算

成本主要分4块:

1、无线地磁设备成本,依据目前选择的硬件成本和批量生产,估算成本在700元每套;

2、通信服务费成本,因为选用NB-IOT窄带物联网,运营商收取费用,每套5年服务费大概在100元,量大还享受运营商优惠套餐;

3、服务器及运营成本,这块根据商业运作确定,由投资商和用户去均摊;

4、工程安装费,一般估算每套50-100元左右; 


六、对比性分析

与传统地磁车位检测和超声波检测,对比性分析表如下:

 

功耗

组网

通信速率

工程安装

中继主机

电源供应

成本

NB地磁

NB

简单

干电池

低廉

传统地磁

射频二传+GPRS

地磁简单,但中继和主机复杂

干电池+新能源

高,中继和主机成本高昂

超声波

RS485+光纤

复杂

交流电源

中等,费用集中在布线

红外探测

RS485+光纤

复杂

交流电源

中等,费用集中在布线


七、效益结论

经过本方案论证和分析,可以得出以下几点结论:

1、基于NB-IOT的无线地磁车位检测器方案,功耗低、成本低、安装简单、组网方便,是性价比很高的推广方案;

2、在城市NB-IOT车位检测器大面积布设基础上,有利于进行城市停车位管理,解决停车难、找车位难的问题,避免停车位资源浪费;

3、由于无线地磁车位检测技术采用大容量干电池技术,5年才更换一次电池,设备状况联网监控,该系统成熟可靠,维护也方便;

4、基于NB-无线地磁停车位系统的建立,后续运营服务会创造更多的就业机会,增加GDP创收,同时也是一项利国利民的民生工程,值得大面积推广。


上一篇:NB-IoT芯片原厂及其型号

下一篇:Telink超低功耗无线芯片在电子货架标签(ESL)市场的应用