[嵌入式]路内停车物联网扫码支付平板车位锁（技术调研）

路内智慧停车技术现状介绍

视频巡检车

这是一种基于深度神经网络车牌识别算法的巡检车，一般安装于两轮的电动车或者摩托车上，由巡查员驾驶轮流在各个街道路沿对车位上的车辆进行拍照和识别。

主要采用边缘计算、动态高清视频流算法和厘米级高精度车辆定位等先进技术，主要应用于城市道路停车收费巡查、拍照取证，能够大幅降低人工投入，提高运营效率。所以可以看出视频巡检车的主要的核心技术是识别算法，RTK高精度定位等。
优点：
1. 相比人工车牌录入效率高很多，一车可以管理多条街道数百个车位；
2. 无需安装和施工，投入即使用；
3. 不影响市容市貌；
缺点：
1. 增加道路拥堵，增加巡查员在道路上的危险系数；
2. 单一成本高，据调研单价基本在6W到10W不等，国内某家搭载寒武纪板卡的巡逻车售价甚至超过了10W；
3. 部分倾斜，污损车牌无法识别，需要人工补拍；

高低位视频桩

视频桩顾名思义，是一种安装于路侧的车位停车识别和车牌识别的摄像头，摄像头处于长时间抓拍并分析识别的状态，随时可以识别车辆在车位上的进出情况，以及车牌信息，停车时长等。
高位视频桩外观类似视频监控摄像机，多数情况下一个高位视频桩可以同时管理8个左右车位。
低位视频桩如下图，一般安装在路沿边上，位于两个车位中间，多数具备两个摄像头能同时拍摄前后两个车位，或者是可以旋转的摄像头，轮流拍摄前后两个车位。

现在出现了一种安装于路牙上的视频桩，被称为路牙机，也是左右两个摄像头，相对低位视频桩，路牙机更加小型化并且对市容市貌友好一些。

优点：
1. 减少巡查人员，并且相对巡逻车识别率识别效率都要更高；
2. 位置相对固定，识别算法要求低。
缺点：
1. 低位视频桩或者路牙机容易被人为损坏（被人砸坏或者粘口香糖等）；
2. 功耗高，电池供电待机时间短，交流市电供电施工成本高，不安全；
3. 路牙机对防水防污要求高，需要巡查人员定期清理；
4. 低位视频桩可能影响非机动车的停放或行人步行；

地磁+PDA+热敏小票打印机

这是一种目前最普遍经济的方案，从形态上大致分为两种：地埋式和表贴式。从通信模式上主要也有两种方式：Lora自组网通信（需要一个Lora网关），NB-IOT通信。
技术迭代上大致经历了单模地磁，双模地磁（磁罗盘+FMCW微波雷达），多模地磁（在磁罗盘+FMCW微波雷达基础上增加红外等其他辅助检测），值得注意的一点是国内有的无良厂商搞的假的微波雷达，拆开看是CW雷达。

地磁产品硬件很简单，后面我会介绍一个用于探测汽车底盘的传感器和地磁产品比较类似，就是一个没有通信模组只有串口线通信的地磁产品。多数地磁产品硬件上大致是一个低功耗单片机，通过IIC总线驱动一个类似HMC5883L的磁罗盘获取三轴磁力数据，通过DAC产生锯齿波或者三角波给FMCW雷达的输入端，ADC接收FMCW微波雷达的IF中频信号，经过傅里叶变换以后得到频谱图，频谱图和障碍物的距离是线性关系，由此可以检测出是否有车。
然而在软件上并不是这么简单，首先微波雷达的功耗高，但是检测准，而磁罗盘功耗低，但是磁场受环境，温度等因素影响较大，长时间会有背景值偏移，不能固定基线阈值判断。所以二者会互补，利用基线跟踪算法在空闲时更新基线，保证长时间可靠性。另外如果微波雷达的中频输出信号处理得好还可以做覆盖物，覆水检测。
优点：
1. 检测相对比较稳定；
2. 不影响市容市貌，几乎不影响车主停车。
3. 功耗低，设备维护成本低，一般的19000mAh一次性锂亚电池可以使用三年以上。
缺点：
1. 需要人工巡查配合打印小票给车主支付；
2. 存在跑冒漏滴现象，巡查人员容易侵吞停车费；
3. 收费率低下；

物联网平板地锁

相对其他技术，这是一种比较新的方案，又和传统的U型锁，D型锁不同，该锁平时挡板是处于降落状态，不影响停车，车主无需下车先扫码，直接停好车，车锁超过15分钟（可根据不同城市收费标准配置免费时间）自动升板，车主只需要在离开之前扫码支付以后等待几秒降锁便可驶离停车位。


可以看出物联网平板锁的优缺点都比较明显，其中最大的优势便是具有极高的收费率，缺点是前期投入和施工成本比较高，但是长远来看是非常高回报的。
下面简单介绍一下物联网平板锁的核心技术：
1. 机械机构上通过一个减速电机带动涡轮蜗杆实现挡板的升降，利用涡轮蜗杆具有换向，减速，锁止的特性，所以挡板升起来以后无需动力自动锁止，阻挡车辆驶离。整机的动力来自于一个12V 9Ah的铅酸电池。除此之外蜗杆轴上有一个挡板转动角度的传感器，可以方便的知道挡板当前所处的角度是多少。
2. 控制方面，首先有控制电机正反转的电路结构，并且能够通过采样反馈电机工作时候的电流大小，以便实现堵转检测。具备4G联网功能，能方便的接入到云平台计费管理。板载蓝牙模块可以对地锁参数，联网参数，机械参数等进行配置，或者具有动态密码开锁功能。其次还有一些类似太阳能充电管理，电池电量采集，水浸检测等方面的辅助电路。
3. 软件方面，具备嵌入式实时操作系统，可以方便的管理地锁硬件，计时，检测，网络通信等。具有参数持久化存储，阿里云物联网SDK，日志回溯，通信加密，远程OTA固件升级等功能。

本文暂时介绍到此，总结一下本文对各种路内智慧停车技术进行了简单的介绍以及优缺点对比引出一种新型的物联网平板锁技术，后面的文章继续介绍平板锁控制系统的软硬件具体实现过程。