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(yīng)運(yùn)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(dāng)前智慧停車的建設(shè)在聯(lián)接上還存在著兩類問題：一、路內(nèi)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(dāng)前路內(nèi)停車場景中，地磁車檢器使用的小無線技術(shù)因?yàn)樾枰~外安裝中繼網(wǎng)關(guān)，增加了項(xiàng)目建設(shè)和后期維護(hù)的難度，影響規(guī)?；男纬?。另外，當(dāng)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(dǎo)、共享車位等價值應(yīng)用無法快速落地。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)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(dá)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(shù)提供50~100倍的接入數(shù)。

2.超低功耗：電池壽命長達(dá)十年；

低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項(xiàng)重要指標(biāo)，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場合，如安置于高山荒野偏遠(yuǎn)地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設(shè)備，它們不可能像智能手機(jī)一天一充電，長達(dá)幾年的電池使用壽命是基本的需求。在電池技術(shù)無法取得突破的前提下，只能通過降低設(shè)備功耗以延長電池供電時間。通信設(shè)備消耗的能量往往與數(shù)據(jù)量或速率相關(guān)，即單位時間內(nèi)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(shè)備的調(diào)制解調(diào)器和功放就可以調(diào)到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、 小速率應(yīng)用，因此NB-IoT設(shè)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(shí)現(xiàn)比GSM高20db的覆蓋增益；

NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當(dāng)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(dá)的地方也能覆蓋到。

4．安全性：繼承4G網(wǎng)絡(luò)安全能力，支持雙向鑒權(quán)以及空口嚴(yán)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(yīng)用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，即可與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基站復(fù)用以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級，但是使用單獨(dú)的180KHz頻段，不占用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的語音和數(shù)據(jù)帶寬，保證傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和未來物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可同時穩(wěn)定、可靠的進(jìn)行。以智能抄表應(yīng)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(shè)計(jì)要求低，小PA就能實(shí)現(xiàn);因?yàn)榈蛶?，就不要?fù)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(guān)，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?xì)庀到y(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：

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

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

?免自建網(wǎng)：無線車檢器等設(shè)備聯(lián)接到電信運(yùn)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(hù)：相比于RF433/ZigBee小無線技術(shù)，NB-IoT智慧停車解決方案無需中繼網(wǎng)關(guān)，省去安裝和后期維護(hù)的成本；網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量和優(yōu)化由電信運(yùn)營商負(fù)責(zé)。

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

?NB-IoT智慧停車解決方案幫助停車場運(yùn)營方減少收費(fèi)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(fèi)的漏洞；減少了找車位造成的交通擁堵，車主可實(shí)時看到停車位信息，車位緊張或者無車位時，可快速導(dǎo)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(fèi)變成自助繳費(fèi)，收費(fèi)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(gòu)成。

1、NB-IoT地磁車檢器

采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在已有地磁車檢器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加NB-IoT通信模塊，主要完成地磁相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和處理、控制輸出和進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、報警、接收遠(yuǎn)程命令、開關(guān)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(jī)、人機(jī)接口、相關(guān)外設(shè)及與無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接口等部分組成。對各遠(yuǎn)端監(jiān)控點(diǎn)采用輪詢或并行詢問方式，完成監(jiān)測、控制、采集、預(yù)警等多重任務(wù)。

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(shí)現(xiàn)對不同燈型的監(jiān)控終端進(jìn)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(jī)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(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運(yùn)行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)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(rèn)證到數(shù)據(jù)傳送整個過程得到了加密保護(hù)，安全性比較高，可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

五、總結(jié)

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