Un sistema de estacionamiento inteligente es un sistema basado en el IoT, que transmite datos sobre los espacios para aparcar libres (y ocupados) mediante un sistema con cables o inalámbrico a través de la web o una aplicación móvil. El dispositivo del IoT incorpora un controlador y varios sensores y se extiende a lo largo de varios espacios de estacionamiento individuales. Los usuarios reciben actualizaciones en directo sobre los espacios de estacionamiento disponibles y seleccionan el espacio más conveniente.

Modelo arquitectónico del estacionamiento inteligente con el IoT

El sistema está conformado por sensores, pasarela y nube de datos. Los datos generados desde una ubicación particular van a la pasarela que a su vez los trasfiere al punto de acceso, donde están disponibles para el usuario. La pasarela gestiona los datos en su red, y diversos proveedores de servicios mantienen los puntos de acceso. Los usuarios de dispositivos móviles comparten los datos de las redes de sensores.

Arquitectura de estacionamiento inteligente
Fig.: Arquitectura del estacionamiento inteligente

Los sensores más difundidos para sistemas IoT de estacionamiento inteligente incluyen:

  • Sistemas de visión
  • Radares elevados
  • Magnetómetros
  • Sensores ultrasónicos
  • Sensores infrarrojos (IR)

Sistemas de visión

Los sistemas de visión se basan en sensores digitales embebidos con ópticos y cámaras industriales, especializados en la adquisición de imágenes. El proceso de hardware y software integrado analiza y mide diversos atributos para arrojar un resultado significativo.

La cámara Raspberry Pi V2 realiza funciones de control automático con tecnología OmniBSI de alto rendimiento (alta sensibilidad, baja diafonía y poco ruido). Como se ha mencionado anteriormente, identifica las placas de los coches y detecta la presencia de un vehículo en el espacio de estacionamiento.

Cámara Raspberry Pi
Fig.: Cámara Raspberry Pi

Sensores de radar

El sensor de radar genera imágenes en 2D con la ayuda de la inteligencia artificial y puede reemplazar las videocámaras. La red neuronal entrenada sintetiza las imágenes, y se muestra como resultado el estado del estacionamiento. Estos sensores ofrecen la opción de usar un dispositivo potente para abarcar varios espacios de estacionamiento vacantes.

Magnetómetros

Estos sensores usan el campo magnético circundante para identificar objetos metálicos grandes, como vehículos. Por ejemplo, los sensores reúnen información para crear un perfil de demanda de los estacionamientos, en el que se les da mayor prominencia a los estacionamientos ocupados (revisados) con respecto a los vacantes. Los detectores de bucle magnético son similares a los magnetómetros, la diferencia es que el campo magnético se altera cuando un objeto pasa por el bucle y por ende se detecta. Vienen con RFID, así que se pueden reservar espacios de estacionamiento en la calle.

Infrarrojos

Los sensores infrarrojos miden la distancia entre dos objetos. Cuando un objeto se acerca al sensor, la luz infrarroja del LED se refleja en el objeto y el receptor la registra. El sensor infrarrojo usa luz, por lo que cualquier objeto en frente del sensor puede causar una detección falsa.

Sensor infrarrojo
Fig.: Sensor infrarrojo

Sensores celulares

Los teléfonos móviles, ahora inmersos en la vida de la gente, se están usando ampliamente en los sistemas de estacionamiento inteligente. Casi todos los móviles modernos tienen escáner de código QR integrado a la cámara. Al escanearlos, los códigos QR creados para ese fin ayudan a los usuarios a encontrar sus espacios de estacionamiento respectivos. La información luego se despacha al servidor de soluciones para actualizar el estado. Este sistema permite a los usuarios encontrar fácilmente la ubicación de su vehículo en caso de necesitarla.

Sensores ultrasónicos

Estos sensores emiten ondas sonoras en una frecuencia predeterminada y miden la distancia entre ellos y el objeto que se interpone en el camino de la onda. La efectividad y precisión de esta tecnología ha llevado a su adopción en numerosas soluciones de estacionamiento inteligente. Estos sensores se usan para detectar si un estacionamiento está libre u ocupado (el estado del estacionamiento). Durante los estudios de investigación, se usaron diversos tipos de tecnologías para transmitir y procesar los datos generados por los sensores. Por ejemplo, se colocó un sensor en un pedestal y los datos se enviaron a una Raspberry Pi a través de Wi-Fi. Otra solución involucraba el uso de un cable conectado a un procesador Arduino con conexión a una red XBee. Es posible conectar un sensor a un servidor HTTP que verifique la disponibilidad del estacionamiento. Asimismo, otra solución proponía el uso de una red inalámbrica Xmesh. Los avances tecnológicos continuos han impulsado nuevas implementaciones que incluyen las tecnologías LPWAN como LoRa. Esta última conecta sensores para transmitir el estado de los espacios de estacionamiento.

Se implementan sensores ultrasónicos uno a uno, lo que quiere decir que se coloca un sensor por cada espacio de estacionamiento. De igual forma, es importante mencionar que estos económicos sensores tienen alto nivel de precisión de detección.

Sensor ultrasónico
Fig.: Sensor ultrasónico

Redes

Las redes se pueden implementar usando WiFi, Bluetooth, tecnología de comunicaciones móviles o protocolos inalámbricos del IoT, con la implementación ocasional de ZigBee, LoRa o NB-IoT.

Para la comunicación de sensores se prefieren los protocolos IoT inalámbricos y las tecnologías WiFi en vez de las tecnologías 3G y 4G. Sin embargo, para llegar al usuario final, se puede usar cualquier tecnología que ofrezca acceso a internet.

Estrategia de selección de sensores

Los sensores se seleccionan de acuerdo con su autonomía de detección, facilidad de instalación y coste. La autonomía de detección es la capacidad de un sensor de determinar por sí mismo si el espacio de estacionamiento está libre u ocupado. Por ejemplo, las cámaras necesitan elementos adicionales para el procesamiento, mientras que los sensores ultrasónicos pueden detectarlo de forma inmediata. La facilidad de instalación se refiere a la capacidad de ubicar un sensor en cualquier lugar, o incluso la ubicación ocasional en infraestructuras complejas, como cableado estructural, conexiones eléctricas y desagües aéreos. Otros sensores solo requieren ser enterrados.

Este cuadro ofrece orientación al lector para seleccionar un sensor según las condiciones descritas y como parte de soluciones de estacionamiento inteligente. El siguiente cuadro muestra una comparación entre varios sensores.

Tipo de sensorFacilidad de instalaciónInvasivoAutonomía de detecciónCoste
CámaraNoNoNoModerado
Sensor de smartphoneNoBajo
UltrasónicoNoNoModerado
MagnetómetroNoBajo
InfrarrojosNoNoBajo
RadarNoNoAlto
RFIDNoModerado
Cuadro: Comparaciones de los sensores

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