一种智能地锁以及应用该地锁的停车位出租收费系统

技术领域

本发明涉及一种地锁，尤其涉及一种可以自动识别车辆身份的智能地锁以及应用该地锁的停车位出租收费系统。

背景技术

地锁平时在安装到停车位上，以避免他人乱停放车辆到自己的停车位上。目前的地锁有手动和电动的，但不管是哪一种，地锁的功能相对来说，还是只有锁停车位这样比较单一的功能。

电动汽车由于节能环保，越来越多地被人接受。电动汽车补充电能时，多数是采用插电式充电，插电式充电需要一个插电式充电手柄以及和充电手柄连接的线缆，插电式充电的操作比较繁琐，线缆和充电手柄外置容易受损、失窃。同时，插电式充电在长时间使用的情况下，还可能存在接触不良的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种智能地锁以及应用该地锁的停车位出租收费系统，它能有效解决地锁的功能单一的问题，通过摄像头对车辆进出停车位进行监控，并结合车牌号识别和整个地锁控制的控制器以及电动锁止装置，可以实现智能车辆识别、自动上锁和自动解锁，让符合要求的车辆可以实现无障碍地进出停车位，结合停车位出租收费系统，可以使停车收费真正实现无人化管理，具有功能多样、使用方便、安全实用的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能地锁，包括底座以及设在底座内的控制器和电动锁止装置，电动锁止装置与控制器电连接，其特征在于：所述底座面向停车位进出口一侧设有监视窗口，监视窗口上设有透光板，透光板下方设有摄像头，摄像头用于记录车辆的车型、车牌以及监控车辆周边的环境；

控制器通过有线网络或无线网络与互联网上的后台服务器连接，后台服务器通过无线网络与便携式或车载的终端控制设备连接；

透光板上方设有用于清洁透光板的雨刮片，监视窗口外侧设有用于隐匿和保护雨刮片的防护盖，防护盖设在底座上；

雨刮片连接有雨刮马达，雨刮马达设在底座内；

电动锁止装置上方设有升降板，电动锁止装置内设有升降支架以及用于推动升降支架升或降的电动螺杆；升降支架上端与升降板连接、下端与电动锁止装置连接；

升降板上和底座的顶部均设有无线充电发射线圈；

还包括与无线充电发射线圈相配合的无线充电接收线圈，无线充电接收线圈与车辆的电源管理系统连接，无线充电接收线圈设在车辆的底盘上，用于将电能传输到传到车辆上；

摄像头、雨刮马达、电动螺杆、无线充电发射线圈均与控制器电连接。

进一步地，所述车载终端控制设备与车辆的防盗系统、电源管理系统连接，当防盗系统关闭或车辆充满电时，车载终端控制设备向控制器发出停止充电指令，接收到停止充电指令之后，控制器控制无线充电发射线圈停止充电，升降板下降。

进一步地，所述升降板上还设有与控制器电连接的警示灯，警示灯用于提示地锁的工作状态；警示灯为红色、黄色和绿色三色合一的，红色表示该地锁发生故障，黄色表示该地锁已被预约或正在升降工作中，绿色表示该地锁可以使用。

进一步地，所述无线充电接收线圈与车辆之间设有隔磁层，隔磁层用于防止充电磁场浪费以及对车辆造成不良影响。

进一步地，所述底座还面向停车位进出口一侧设有若干与控制器连接的引导投射灯，引导投射灯用于在停车位以及通道上投射引导线来引导车辆进入停车位。

进一步地，所述底座外侧壁上设有与控制器连接的光线传感器以及若干照明灯，照明灯用于照亮停车位以及提醒驾驶员，光线传感器用于感应光线强度，光线传感器与照明灯相配合。

进一步地，所述控制器上设有定位模块，定位模块用于确定地锁的准确位置。

进一步地，所述无线充电接收线圈的尺寸等于或大于底座的尺寸。

进一步地，所述透光板与底座之间设有密封垫，透光板向外一侧的表面披覆有透光疏水层，透光疏水层用于疏离透光板上的积水，以避免透光板上的积水影响摄像头的拍摄效果。

停车位出租收费系统，基于智能地锁设计而成，地锁上的控制器内置通过图像识别车辆进入停车位、停靠和离开以及地锁需要清洁维护的算法，通过计算摄像头所拍摄的图像来判断车辆当前的状况；地锁的控制器与网络端停车位出租收费系统的后台服务器连接，该停车位出租收费系统包括如下运行步骤：

S1：注册，注册包括出租人注册和承租人注册；

出租人注册：出租人在自己向外出租的停车位上安装本专利的地锁，然后出租人在停车位出租收费系统上注册出租账号并填写出租人信息，同时将地锁、收租账号与出租账号绑定，签订收租账号的扣款协议和转账协议，设置收费标准，并使地锁与停车位出租收费系统的后台服务器始终保持信号连接；

承租人注册：承租人在停车位出租收费系统中注册承租账号并填写承租人信息，同时将承租车辆信息、缴费账号与出租账号绑定，签订缴费账号的扣款协议和转账协议；

S2：租用，承租车辆到达停车位的出入口处，地锁上的摄像头拍下承租车辆的图像发给控制器，控制器识别图像中的车牌号，并将车牌号发到停车位出租收费系统的后台服务器进行核对，停车位出租收费系统将车牌号与后台服务器的数据库核对无误后，向与该车牌号绑定的承租账号发送承租和充电确认指令；承租人的便携式或车载的终端控制设备在接收到承租和充电确认指令后，会出现提醒承租确认的信息，承租人确认要在该停车位停车以及是否充电确认，确认信息反馈回停车位出租收费系统，停车位出租收费系统向该停车位上的地锁发送解锁指令，同时开始停车和充电收费计时；地锁收到指令后解锁，承租人驾驶承租车辆进入停车位，地锁上的无线充电发射线圈向车辆上的无线充电接收线圈无线充电；

S3：缴费和收费，承租人驾驶承租车辆离开停车位，控制器通过摄像头拍下的实时图像计算出车辆已经离开后，将地锁升起锁上，同时向后台服务器发送车辆离开的指令，停车位出租收费系统收到车辆离开指令后停止收费计时，并计算出停车和充电的租用费用，通过扣款协议从承租人的缴费账户中扣除租用费用，并将租用费用详细数据发送给承租人账号；按照转账协议，将租用费用转到出租人的收租账户；每个地锁设置单独的编号，并把编号直接写或者转为二维码写在地锁上，遇上新车无牌照或者临时牌照放在驾驶室玻璃等无法进行车牌号识别或没有车牌号的特殊情况，驾驶员可以直接用终端控制设备扫描地锁上的二维码或者输入地锁编号来替代车牌号识别；

S4：预约模式，承租人可以在停车位出租收费系统上查询目的地附近所有注册停车位的使用状况，承租人可以通过停车位出租收费系统提前预约停车位，预约选项包括预约车牌号、预约停车位或停车区域、预约停车时长和预约充电与否，并支付全部预约费用到停车位出租收费系统上；承租车辆在预期时间内停车，按实际停车和充电时长收费，预约费用多还少补；在预约时间内，地锁未检测到预约车辆停靠的，停车位出租收费系统向承租账号发送停靠问询和取消预约的提醒信息；在预约时间前取消预约服务的，预约费用退还承租人的承租账号；预约时间内取消预约的，按预约时间开始到取消预约时间止计算租用费用，租用费用从预约费用中扣除，剩余的预约费用退还给承租人的承租账号；

S5：申诉处理，停车位出租收费系统设置用于解决争议的申诉期，控制器截取并保存承租车辆进入停车位和离开停车的部分影像做为申诉证据上传到后台服务器上；在申诉期内，出租人、承租人和停车位出租收费系统运营方均可调取申诉证据，申诉期结束仍未出现申诉的，申诉证据会被后台服务器自动定期删除。

本发明采用了上述的技术方案，克服了背景技术的不足，提供一种智能地锁以及应用该地锁的停车位出租收费系统，它能有效解决地锁的功能单一的问题，通过摄像头对车辆进出停车位进行监控，并结合车牌号识别和整个地锁控制的控制器以及电动锁止装置，可以实现智能车辆识别、自动上锁和自动解锁，让符合要求的车辆可以实现无障碍地进出停车位，结合停车位出租收费系统，可以使停车收费真正实现无人化管理，具有功能多样、使用方便、安全实用的特点。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明锁定状态的结构示意图。

附图3为本发明升降式充电状态的结构示意图。

附图4为本发明中引导投射灯的工作示意图。

附图5为本发明中停车位出租收费系统的工作步骤示意图。

图中：底座1、监视窗口101、防护盖102、控制器2、电动锁止装置3、升降板301、升降支架302、电动螺杆303、透光板4、摄像头5、终端控制设备6、雨刮片7、雨刮马达8、无线充电发射线圈9、无线充电接收线圈10、隔磁层1001、警示灯11、引导投射灯12、照明灯13、后台服务器14、光线传感器15、密封垫16。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如上、下、前、后、左、右、内、外、侧面等，仅是参考附加图式的方式。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。

参见附图1至4，本发明的实施方式，包括底座1以及设在底座1内的控制器2和电动锁止装置3，电动锁止装置3与控制器2电连接，其特征在于：所述底座1面向停车位进出口一侧设有监视窗口101，监视窗口101上设有透光板4，透光板4下方设有摄像头5，摄像头5用于记录车辆的车型、车牌以及监控车辆周边的环境；

控制器2通过有线网络或无线网络与互联网上的后台服务器14连接，后台服务器14通过无线网络与便携式或车载的终端控制设备6连接

透光板4上方设有用于清洁透光板4的雨刮片7，监视窗口101外侧设有用于隐匿和保护雨刮片7的防护盖102，防护盖102设在底座1上；

雨刮片7连接有雨刮马达8，雨刮马达8设在底座1内；

电动锁止装置3上方设有升降板301，电动锁止装置3内设有升降支架302以及用于推动升降支架302升或降的电动螺杆303；升降支架302上端与升降板301连接、下端与电动锁止装置3连接；

升降板301上和底座1的顶部均设有无线充电发射线圈9；

还包括与无线充电发射线圈9相配合的无线充电接收线圈10，无线充电接收线圈10与车辆的电源管理系统连接，无线充电接收线圈10设在车辆的底盘上，用于将电能传输到传到车辆上；

摄像头5、雨刮马达8、电动螺杆303、无线充电发射线圈9均与控制器2电连接。

进一步地，所述车载终端控制设备6与车辆的防盗系统、电源管理系统连接，当防盗系统关闭或车辆充满电时，车载终端控制设备6向控制器2发出停止充电指令，接收到停止充电指令之后，控制器2控制无线充电发射线圈9停止充电，升降板301下降。

进一步地，所述升降板301上还设有与控制器2电连接的警示灯11，警示灯11用于提示地锁的工作状态；警示灯11为红色、黄色和绿色三色合一的，红色表示该地锁发生故障，黄色表示该地锁已被预约或正在升降工作中，绿色表示该地锁可以使用。

进一步地，所述无线充电接收线圈10与车辆之间设有隔磁层1001，隔磁层1001用于防止充电磁场浪费以及对车辆造成不良影响。

进一步地，所述底座1还面向停车位进出口一侧设有若干与控制器2连接的引导投射灯12，引导投射灯12用于在停车位以及通道上投射引导线来引导车辆进入停车位。

引导投射灯12可以做成可上、下、左、右调整的，这样可以根据需要调整最终引导线的位置。

进一步地，所述底座1外侧壁上设有与控制器2连接的光线传感器15以及若干照明灯13，照明灯13用于照亮停车位以及提醒驾驶员，光线传感器15用于感应光线强度，光线传感器15与照明灯相配合。

照明灯13和警示灯11可以融合在一起使用，一灯多用，也可以减少安装所占用的位置。

进一步地，所述控制器2上设有定位模块(图中未有显示)，定位模块用于确定地锁的准确位置。

进一步地，所述无线充电接收线圈12的尺寸等于或大于底座1的尺寸。

进一步地，所述透光板4与底座1之间设有密封垫16，透光板4向外一侧的表面披覆有透光疏水层(图中未有显示)，透光疏水层用于疏离透光板4上的积水，以避免透光板4上的积水影响摄像头5的拍摄效果。

由于车辆依靠很难控制无线充电发射线圈9与无线接收线圈12的位置对的很准确，可以将无线接收线圈12的尺寸做的比底座1尺寸更大一些，这样车辆直接停在到停车位之后，就不用在意无线充电发射线圈9与无线接收线圈12对的准不准；无线充电发射线圈9与无线接收线圈12的无线充电方式，优先使用谐振式无线充电的方式，无线充电发射线圈9与无线接收线圈12之间的无线充电方式要求具有传输距离远、传输功率高的特点。

定位模块使用的导航定位系统包括但不限于北斗卫星导航系统(BDS)、伽利略卫星导航系统(GALILEO)、GLONASS、GPS以及室内定位系统。

控制器2通过有线或无线的方式跟互联网上的后台服务器14连接，后台服务器14上安装了相应的收费系统，收费系统与地锁相互配合协作。

在使用的时候会有两种方式，第一种方式是停车位主人自己停车，先将可以停靠车辆的车牌和是否充电等信息储存到控制器2(实际操作中，即可以使用内存卡、用数据线连接、WIFI连接、蓝牙连接等方式，将相应的信息储存到控制器2)上。当有车辆靠近停车位出入口时，摄像头5拍下车辆，控制器2识别车辆的车牌信息并与内置数据库进行车牌核对，如果车牌核对无误，则表示是可以停靠的车辆，控制器2将警示灯11从绿色变成红色，控制器2将电动锁止装置3从折叠的打开状态转为平躺的关闭状态，同时将照明指示灯6打开(通过光线传感器15，可以使照明指示灯6只在光线不足时才可以开启照明模式，从而节约电能)，把停车位照亮，方便驾驶员将车辆停到停车位上。同时，驾驶员还可以通过便携式终端控制设备6(如带网络连接功能的手机、平板电脑、台式电脑、笔记本电脑、智能手表等智能数码设备)远程控制地锁打开，给其它车辆进入停车位停放。

当车辆进入到停车位后，无线充电发射线圈9和无线接收线圈12已经位于合适的充电位置，控制器2通过电动螺杆303推动升降支架9，将升降板8和无线充电发射线圈9升起，并且，接通无线充电发射线圈9的电源，使无线充电发射线圈9向无线接收线圈12无线充电，无线接收线圈12将接收到的电能，通过车辆电源管理系统向车载电池充电。当车辆的电源管理系统确认充满电之后，通过终端控制设备6给控制器2发送停止充电指令，控制器2关闭无线充电发射线圈9的电源，并通过电动螺杆303推动升降支架9，将升降板8和无线充电发射线圈9下降到原来的位置(由于小汽车的底盘高度较低，地锁本身又有一定的高度，无线充电发射线圈9与无线接收线圈12之间的距离其实是比较小的，通过谐振式无线传输的方式，可以将电能达到比较理想的传输效率；因此，可以根据实际情况决定是否设计升降板8和其上方的无线充电发射线圈9需要升起来充电，如果不用升起来充电，可以避免意外开动车辆而造成设备和车辆的损伤)；或者直接通过便携式终端控制设备6远程给控制器2发送停止充电指令，来停止对车辆进行充电。为了防止误充电，可以先用无线充电发射线圈9向上间歇性发送的充电电磁波，如果车辆的电源管理系统有收到无线充电，证明该车辆是安装有无线接收线圈12，车载终端控制设备6向控制器2发送继续充电指令，控制器2控制无线充电发射线圈9继续充电，直到收到停止充电的指令；如果车载终端控制设备6没有继续充电的指令发过来，证明这辆没有安装无线接收线圈12或者不需要充电服务，就直接停止充电。当驾驶员通过车用防盗遥控器解锁汽车时，汽车的防盗系统关闭，汽车处于待行驶状态，车载的终端控制设备6(如带网络连接功能的行车电脑、多功能媒体主机)向地锁的控制器2停止充电的指令，接收到停止充电的指令之后，控制器2控制无线充电发射线圈9停止充电，升降板8下降。当车辆离开后，摄像头5拍下车辆离开图像发送给控制器2分析，根据控制器2内置的算法计算，确认车辆离开，地锁重新锁上。

参见附图5，第二种方式适用于收费式停车位，停车位出租收费系统，基于智能地锁设计而成，地锁上的控制器2内置通过图像识别车辆进入停车位、停靠和离开以及地锁需要清洁维护的算法，通过计算摄像头5所拍摄的图像来判断车辆当前的状况；地锁的控制器2与网络端停车位出租收费系统的后台服务器14连接，该停车位出租收费系统包括如下运行步骤：

S1：注册，注册包括出租人注册和承租人注册；

出租人注册：出租人在自己向外出租的停车位上安装本专利的地锁，然后出租人在停车位出租收费系统上注册出租账号并填写出租人信息，同时将地锁、收租账号与出租账号绑定，签订收租账号的扣款协议和转账协议，设置收费标准，并使地锁与停车位出租收费系统的后台服务器14始终保持信号连接；

承租人注册：承租人在停车位出租收费系统中注册承租账号并填写承租人信息，同时将承租车辆信息、缴费账号与出租账号绑定，签订缴费账号的扣款协议和转账协议；

S2：租用，承租车辆到达停车位的出入口处，地锁上的摄像头5拍下承租车辆的图像发给控制器2，控制器2识别图像中的车牌号，并将车牌号发到停车位出租收费系统的后台服务器14进行核对，停车位出租收费系统将车牌号与后台服务器14的数据库核对无误后，向与该车牌号绑定的承租账号发送承租和充电确认指令；承租人的便携式或车载的终端控制设备6在接收到承租和充电确认指令后，会出现提醒承租确认的信息，承租人确认要在该停车位停车以及是否充电确认，确认信息反馈回停车位出租收费系统，停车位出租收费系统向该停车位上的地锁发送解锁指令，同时开始停车和充电收费计时；地锁收到指令后解锁，承租人驾驶承租车辆进入停车位，地锁上的无线充电发射线圈向车辆上的无线充电接收线圈无线充电；每个地锁设置单独的编号，并把编号直接写或者转为二维码写在地锁上，遇上新车无牌照或者临时牌照放在驾驶室玻璃等无法进行车牌号识别或没有车牌号的特殊情况，驾驶员可以直接用终端控制设备6扫描地锁上的二维码或者输入地锁编号来替代车牌号识别；

S3：缴费和收费，承租人驾驶承租车辆离开停车位，控制器2通过摄像头5拍下的实时图像计算出车辆已经离开后，将地锁的电动锁止装置3升起锁上，同时向后台服务器14发送车辆离开的指令，停车位出租收费系统收到车辆离开指令后停止收费计时，并计算出停车和充电的租用费用，通过扣款协议从承租人的缴费账户中扣除租用费用，并将租用费用详细数据发送给承租人账号；按照转账协议，将租用费用转到出租人的收租账户；

S4：预约模式，承租人可以在停车位出租收费系统上查询目的地附近所有注册停车位的使用状况，承租人可以通过停车位出租收费系统提前预约停车位，预约选项包括预约车牌号、预约停车位或停车区域、预约停车时长和预约充电与否，并支付全部预约费用到停车位出租收费系统上；承租车辆在预期时间内停车，按实际停车和充电时长收费，预约费用多还少补；在预约时间内，地锁未检测到预约车辆停靠的，停车位出租收费系统向承租账号发送停靠问询和取消预约的提醒信息；在预约时间前取消预约服务的，预约费用退还承租人的承租账号；预约时间内取消预约的，按预约时间开始到取消预约时间止计算租用费用，租用费用从预约费用中扣除，剩余的预约费用退还给承租人的承租账号；

S5：申诉处理，停车位出租收费系统设置用于解决争议的申诉期，控制器2截取并保存承租车辆进入停车位和离开停车的部分影像做为申诉证据上传到后台服务器14上；在申诉期内，出租人、承租人和停车位出租收费系统运营方均可调取申诉证据，申诉期结束仍未出现申诉的，申诉证据会被后台服务器14自动定期删除。

控制器2内置重新上锁的倒计时，如果地锁在解锁后的一定时限内，地锁检测到车辆没有停进停车位，会向终端控制设备6发送询问是否停车指令，如果终端控制设备6没有回应，地锁重新上锁，以避免其它车辆误停。

控制器2内置脏污处理算法，当摄像头5所拍摄的图像达到脏污处理的标准时，控制器2启动雨刮马达8，雨刮马达8带动雨刮片7对透光板4进行清洁；或者在摄像头5所拍摄的图像达到脏污处理的标准时，通过后台服务器14向后勤维护人员所用的终端控制设备6发送清洁指令，让负责该区域的后勤维护人员前去处理即可。

地锁上设置一个与控制器2连接的喇叭，方便语音提醒驾驶员；同时，地锁做整体的防水设计，以避免雨水侵入造成设备故障。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定。