NB-IoT智能停車系統(tǒng)

一、概述

隨著居民汽車保有量的快速增加，城市停車位缺口巨大，“停車難”已是普遍的城市病。為了解決“停車難”問題，“智慧停車”應運而生，目的是打破駕車人和停車位之間的信息不對稱、提高停車位利用率、降低人工管理成本、緩解交通擁堵。當前智慧停車的建設在聯(lián)接上還存在著兩類問題：一、路內停車場景里的車位信息無法便捷、有效的被采集和傳輸?shù)焦芾砥脚_；二、對于大量的停車場庫，信息孤島問題仍然存在，數(shù)據(jù)很難被共享。當前路內停車場景中，地磁車檢器使用的小無線技術因為需要額外安裝中繼網(wǎng)關，增加了項目建設和后期維護的難度，影響規(guī)模化的形成。另外，當前停車場“孤島”的數(shù)據(jù)很難被聯(lián)接到城市級統(tǒng)一管理平臺上，造成有平臺、無數(shù)據(jù)，城市級誘導、共享車位等價值應用無法快速落地。

二、系統(tǒng)特點

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。NBIOT具有以下優(yōu)勢：

1.海量連接：每區(qū)可達10萬連接；NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，這也就意味著，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50~100倍的接入數(shù)。

2.超低功耗：電池壽命長達十年；

低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應用一項重要指標，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設備和場合，如安置于高山荒野偏遠地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設備，它們不可能像智能手機一天一充電，長達幾年的電池使用壽命是基本的需求。在電池技術無法取得突破的前提下，只能通過降低設備功耗以延長電池供電時間。通信設備消耗的能量往往與數(shù)據(jù)量或速率相關，即單位時間內發(fā)出數(shù)據(jù)包的大小決定了功耗的大小。數(shù)據(jù)量小，設備的調制解調器和功放就可以調到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、 小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，可以保障電池5年以上的使用壽命。

3．深度覆蓋：能實現(xiàn)比GSM高20db的覆蓋增益；

NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當于發(fā)射功率提升了100倍，即覆蓋能力提升了100倍，就算在地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方也能覆蓋到。

4．安全性：繼承4G網(wǎng)絡安全能力，支持雙向鑒權以及空口嚴格加密，確保用戶數(shù)據(jù)的安全性。

5．穩(wěn)定可靠：能提供電信級的可靠 性接入，有效支撐 IoT 應用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網(wǎng)絡、UMTS網(wǎng)絡或LTE網(wǎng)絡，即可與現(xiàn)有網(wǎng)絡基站復用以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級，但是使用單獨的180KHz頻段，不占用現(xiàn)有網(wǎng)絡的語音和數(shù)據(jù)帶寬，保證傳統(tǒng)業(yè)務和未來物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務可同時穩(wěn)定、可靠的進行。以智能抄表應用為例，與采用有線PLC抄表數(shù)據(jù)回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保證數(shù)據(jù)成功回收率高，可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低帶寬帶來的是低成本優(yōu)勢。速率低就不需要大緩存，所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗，意味著RF設計要求低，小PA就能實現(xiàn);因為低帶寬，就不要復雜的均衡算法。這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關，尺寸越小，成本越低，模塊的成本也隨之變低。

集成了NB-IoT終端的智能燃氣系統(tǒng)，具有以下特點：

?NB-IoT具備低功耗的特點，車檢器待機時間長（3~5年待機）；覆蓋距離遠（信號能覆蓋到地下一層），是智慧停車解決方案網(wǎng)絡通信技術的一種選擇。

?相比于RF，ZigBee等小無線技術，NB-IoT智慧停車解決方案利用運營商網(wǎng)絡，具備如下優(yōu)點：

?免自建網(wǎng)：無線車檢器等設備聯(lián)接到電信運營商公網(wǎng)，通過“一跳”的方式將數(shù)據(jù)傳到管理云平臺，即插即用。

?免自維護：相比于RF433/ZigBee小無線技術，NB-IoT智慧停車解決方案無需中繼網(wǎng)關，省去安裝和后期維護的成本；網(wǎng)絡的覆蓋質量和優(yōu)化由電信運營商負責。

?高可靠：NB-IoT使用授權頻譜，不易受到其他設備的干擾，通信質量穩(wěn)定可靠。

?NB-IoT智慧停車解決方案幫助停車場運營方減少收費流失，是否停車，停車時長等信息得到了有效收集，有效堵住人工收費的漏洞；減少了找車位造成的交通擁堵，車主可實時看到停車位信息，車位緊張或者無車位時，可快速導流到其他停車位或者附近停車場；減少了管理人員，從管理員人工收費變成自助繳費，收費人員變成了督查人員，減少了整個人工的數(shù)量。

三、系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要有監(jiān)控管理軟件、NB-IoT地磁車檢器構成。

1、NB-IoT地磁車檢器

采用行業(yè)標準，在已有地磁車檢器設計基礎上，增加NB-IoT通信模塊，主要完成地磁相關數(shù)據(jù)的采集和處理、控制輸出和進行數(shù)據(jù)通信、報警、接收遠程命令、開關等等功能。

2、數(shù)據(jù)監(jiān)控中心

監(jiān)控中心由監(jiān)控主機、人機接口、相關外設及與無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接口等部分組成。對各遠端監(jiān)控點采用輪詢或并行詢問方式，完成監(jiān)測、控制、采集、預警等多重任務。

監(jiān)控系統(tǒng)軟件是集智能停車系統(tǒng)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與一體，并通過群控或組控實現(xiàn)對不同燈型的監(jiān)控終端進行控制的系統(tǒng)軟件。具有數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)采集、報警處理、報表打印、圖形人機界面、系統(tǒng)安全性控制、報警及多種時間表等眾多功能。

四、可靠性

本系統(tǒng)需要較高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內外的有意和無意的破環(huán)，網(wǎng)絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運行。

數(shù)據(jù)中心通過公網(wǎng)使用https接入物聯(lián)網(wǎng)平臺，從認證到數(shù)據(jù)傳送整個過程得到了加密保護，安全性比較高，可充分保障速度和網(wǎng)絡服務質量。

五、總結

NB-IoT的智能停車方案可實現(xiàn)停車位的智能化管理，車主可遠程查詢、停車自助繳費，增強車主便利性，增加停車位的周轉率。引入智能停車管理云平臺后，可有效管理收費人員，減少收費流失；通過自主繳費，讓收費人員變成督查人員，進而減少整個人工的數(shù)量。