停車(chē)管理系統設計論文

　　1概述

　　隨著(zhù)國內汽車(chē)保有量的不斷增加，現代停車(chē)場(chǎng)正面臨著(zhù)向復雜化、大型化發(fā)展的挑戰，停車(chē)難問(wèn)題已經(jīng)不再是大型城市的專(zhuān)利。有關(guān)調查顯示，在北、上、廣、深等大型城市，車(chē)主尋找車(chē)位過(guò)程中會(huì )增加30%的油耗，造成每月多支出336元，七成車(chē)主每天至少遇到一次停車(chē)難問(wèn)題[1]。因此，為節約能源與保護環(huán)境，提高停車(chē)管理系統智能化[2]、高效利用有限的停車(chē)場(chǎng)資源[3]，是當前迫切需要解決的問(wèn)題。目前，公共停車(chē)場(chǎng)普遍采用咪表、超聲波車(chē)位檢測器、地磁車(chē)位檢測器進(jìn)行車(chē)位智能管理，該管理方式可在一定程度上增加停車(chē)場(chǎng)管理的智能化，通過(guò)停車(chē)位信息采集與發(fā)布，提高了車(chē)位的使用率。但這種管理方式仍存在一些問(wèn)題，如未實(shí)現單獨車(chē)位精確管理，無(wú)法保證車(chē)位不被他人占用；未實(shí)現車(chē)位誘導，停車(chē)還是需要經(jīng)歷找車(chē)位的過(guò)程；仍采用人工收費方式，降低了停車(chē)效率。而私家停車(chē)位則采用車(chē)位鎖進(jìn)行管理，該方式可實(shí)現對單獨車(chē)位的鎖定與管理，保證車(chē)位的專(zhuān)有性。但是私家停車(chē)位車(chē)位鎖形式包括手動(dòng)型、無(wú)線(xiàn)電遙控型和網(wǎng)絡(luò )遙控型，其中遙控型車(chē)位鎖采用遙控器或智能終端進(jìn)行“端對端”控制，不能實(shí)現多個(gè)停車(chē)場(chǎng)車(chē)位資源的統一管理�？傊�，現有停車(chē)管理系統的粗放式管理，以及精細化管理所需的車(chē)位鎖智能化不足，都導致無(wú)法充分利用停車(chē)場(chǎng)閑置資源以及有效解決停車(chē)難問(wèn)題。文章針對目前停車(chē)管理系統存在的問(wèn)題，在原有停車(chē)場(chǎng)基礎上引入一種新型的智能車(chē)位鎖，設計了一種接入云平臺的精細化停車(chē)管理系統。該停車(chē)管理系統通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與停車(chē)管理服務(wù)器組網(wǎng)，支持車(chē)位狀態(tài)檢測、車(chē)位預定、車(chē)位出租、停車(chē)場(chǎng)卡口聯(lián)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò )支付的智能車(chē)位鎖通信組網(wǎng)與聯(lián)控系統。

　　2系統設計

　　2.1系統架構

　　本系統構成采用“云-網(wǎng)-端”三層架構，具體由車(chē)位鎖與車(chē)牌識別欄桿機作為信息采集與命令執行單元，手持終端作為停車(chē)服務(wù)使用單元，各停車(chē)管理服務(wù)器為停車(chē)管理云平臺提供服務(wù)支持，停車(chē)管理云平臺對外提供停車(chē)管理服務(wù)。本系統架構圖。

　�。�1）系統各層定義�！岸恕奔粗钢悄苘�(chē)位鎖、車(chē)牌識別欄桿機與手持移動(dòng)終端。智能車(chē)位鎖用于采集車(chē)位狀態(tài)信息并控制車(chē)位使用權，與車(chē)牌識別欄桿機聯(lián)動(dòng)實(shí)現停車(chē)用戶(hù)獲取與釋放車(chē)位使用權。手持移動(dòng)終端通過(guò)安裝本系統停車(chē)APP，實(shí)時(shí)獲取系統內停車(chē)位資源以及其他停車(chē)服務(wù)�！熬W(wǎng)”包括停車(chē)場(chǎng)內局域網(wǎng)和停車(chē)場(chǎng)與云平臺間的廣域網(wǎng)，是連接本系統“端”與“云”的數據通道。本系統中，停車(chē)場(chǎng)內局域網(wǎng)采用自組織、低功耗的ZigBee網(wǎng)絡(luò )，確保網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量、降低部網(wǎng)成本；停車(chē)場(chǎng)與云平臺間廣域網(wǎng)采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、WIFI網(wǎng)絡(luò )或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，具體采用何種通信方式根據應用場(chǎng)景確定�！霸啤奔粗竿＼�(chē)管理云平臺，利用云計算技術(shù)存儲并處理各停車(chē)場(chǎng)車(chē)位數據、處理預訂請求和費用支付信息，為停車(chē)場(chǎng)和停車(chē)用戶(hù)分別提供停車(chē)管理與停車(chē)服務(wù)。

　�。�2）系統各層關(guān)系。智能車(chē)位鎖、車(chē)牌識別欄桿機、局域網(wǎng)與停車(chē)管理服務(wù)器組成停車(chē)場(chǎng)管理系統，作為停車(chē)管理云平臺的資源接入單元。每個(gè)停車(chē)場(chǎng)管理系統均可獨立運行，停車(chē)場(chǎng)管理系統與停車(chē)管理云平臺之間采用特定數據接口交互停車(chē)數據，包括車(chē)位狀態(tài)反饋信息、車(chē)位預定信息、車(chē)位控制信息等。手持移動(dòng)終端通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )接入停車(chē)管理云平臺，作為停車(chē)服務(wù)的用戶(hù)接入單元，享受停車(chē)位信息查詢(xún)、車(chē)位預定、車(chē)位出租以及在線(xiàn)支付停車(chē)費等平臺服務(wù)。停車(chē)場(chǎng)與停車(chē)用戶(hù)是完全孤立的，彼此之間通過(guò)共同的停車(chē)管理云平臺建立聯(lián)系，在此過(guò)程中停車(chē)場(chǎng)提供停車(chē)位，而用戶(hù)為所獲得的停車(chē)服務(wù)支付費用，二者之間是消費與被消費的關(guān)系。

　　2.2系統功能

　　本系統服務(wù)功能由云端服務(wù)器提供，云端服務(wù)器包括停車(chē)場(chǎng)和用戶(hù)管理模塊、信息交互管理模塊、信息發(fā)布模塊和費用支付處理模塊。其中，停車(chē)場(chǎng)和用戶(hù)管理模塊用于管理停車(chē)場(chǎng)、車(chē)位和用戶(hù)信息；信息交互管理模塊用于處理用戶(hù)請求、管理車(chē)位信息、處理車(chē)位預訂信息和處理異常信息；信息發(fā)布模塊用于發(fā)布當前時(shí)間空車(chē)位數量和停車(chē)誘導信息；費用支付處理模塊用于處理費用支付信息。

　�。�1）車(chē)位出租與共享。停車(chē)場(chǎng)管理員或私家車(chē)位所有者通過(guò)管理平臺或手機APP對外發(fā)布車(chē)位出租或共享信息，包括停車(chē)場(chǎng)位置、車(chē)位編號、對外出租時(shí)間已經(jīng)收費標準等。停車(chē)場(chǎng)管理員或私家車(chē)位所有者必須通過(guò)停車(chē)管理云平臺運營(yíng)商進(jìn)行身份認證后，才可對外發(fā)布車(chē)位出租或共享信息。

　�。�2）車(chē)位查詢(xún)與預定。停車(chē)位使用者通過(guò)手機APP查詢(xún)所需停車(chē)位信息，選定合適停車(chē)位后進(jìn)行預訂，停車(chē)管理云平臺確定預訂信息后向停車(chē)場(chǎng)服務(wù)器發(fā)送車(chē)位鎖定信息，車(chē)位預訂成功后向手機APP發(fā)送反饋信息。

　�。�3）車(chē)位導航與反向找車(chē)。每個(gè)智能車(chē)位鎖對應一個(gè)車(chē)位編號，結合停車(chē)場(chǎng)布局可繪制停車(chē)場(chǎng)車(chē)位位置地圖。通過(guò)采集車(chē)主位置與查詢(xún)停車(chē)車(chē)位記錄，根據停車(chē)場(chǎng)車(chē)位位置地圖規劃找車(chē)路線(xiàn)，實(shí)現車(chē)位導航與反向找車(chē)。

　�。�4）在線(xiàn)支付。停車(chē)管理云平臺記錄車(chē)位預定時(shí)間，智能車(chē)位鎖記錄車(chē)輛駛入與駛離停車(chē)位時(shí)間，根據收費標準自動(dòng)計算停車(chē)費用，用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)支付向停車(chē)場(chǎng)或車(chē)位所有者支付費用。

　�。�5）停車(chē)場(chǎng)與用戶(hù)管理。停車(chē)管理云平臺支持各停車(chē)場(chǎng)注冊、停車(chē)場(chǎng)地址、車(chē)位數量等資源管理，支持車(chē)位所有者與車(chē)位使用者進(jìn)行用戶(hù)注冊、用戶(hù)管理。

　　3車(chē)位鎖硬件設計

　　智能車(chē)位鎖是本停車(chē)管理系統中的關(guān)鍵構件，其主要承擔車(chē)位狀態(tài)信息采集、車(chē)位使用權限控制以及信息傳輸等功能。本系統設計的智能車(chē)位鎖硬件構成。本智能車(chē)位鎖硬件主要包括：MCU、ZigBee模塊、地磁檢測模塊、電機、限位開(kāi)關(guān)、LED指示燈與電源模塊，各模塊通過(guò)數據和電源接口與MCU連接。MCU主要用于采集數據處理與發(fā)送、控制指令接收與解析。ZigBee模塊主要負責各車(chē)位鎖網(wǎng)絡(luò )連接，用于接收服務(wù)控制指令以及發(fā)送車(chē)位狀態(tài)與指令執行結果。地磁檢測模塊主要用于檢測車(chē)位空閑狀態(tài)，用于偵測車(chē)輛駛入與駛離，從而計算車(chē)輛停車(chē)時(shí)間。電機模塊主要用于控制車(chē)位鎖機械臂正反轉，從而實(shí)現對車(chē)位資源的鎖定與釋放。限位開(kāi)關(guān)主要用于控制車(chē)位鎖機械臂轉動(dòng)角度在0~90°之間，確保車(chē)位鎖的開(kāi)啟與關(guān)閉兩種狀態(tài)。LED指示燈用于指示車(chē)位的空閑狀態(tài)，車(chē)位空閑時(shí)顯示綠色，車(chē)位被占時(shí)顯示紅色。

　　4系統實(shí)現

　　4.1系統組網(wǎng)布置

　　停車(chē)場(chǎng)主要分為地下停車(chē)場(chǎng)與路側停車(chē)場(chǎng)兩類(lèi)，本系統內部局域網(wǎng)采用ZigBee組網(wǎng)，根據停車(chē)場(chǎng)物理布局特點(diǎn)并結合Zig－Bee網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍與組網(wǎng)特點(diǎn)，分別針對兩種停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )布置。地下停車(chē)場(chǎng)內停車(chē)位為多排并列布局，且各排車(chē)位間經(jīng)常有支撐柱與墻壁遮擋。因此，地下停車(chē)場(chǎng)布置，在每排中間設置一處ZigBee路由器，有墻壁遮擋或某排車(chē)位長(cháng)度超長(cháng)時(shí)適當增加路由器提高網(wǎng)絡(luò )信息。最終，各排車(chē)位的車(chē)位鎖通過(guò)各排路由器接入停車(chē)管理服務(wù)器所連接ZigBee協(xié)調器，從而實(shí)現停車(chē)管理系統內部組網(wǎng)。路側停車(chē)場(chǎng)停車(chē)位一般沿道路方向順向或斜向劃線(xiàn)，在一條道路上路側停車(chē)場(chǎng)可根據距離劃分為多個(gè)區域，每個(gè)區域設置一處ZigBee路由器。最終，各區域內車(chē)位鎖通過(guò)ZigBee路由器與停車(chē)管理服務(wù)器所鏈接的ZigBee協(xié)調器連接，從而將所有車(chē)位信息匯總至停車(chē)管理服務(wù)器。路側停車(chē)場(chǎng)布置。

　　4.2系統部署與工作流程

　�。�1）系統部署。新建或在原有停車(chē)場(chǎng)管理系統基礎上增加智能車(chē)位鎖與ZigBee局域網(wǎng)，并將停車(chē)場(chǎng)管理服務(wù)器接入停車(chē)管理云平臺；在公網(wǎng)部署停車(chē)管理云平臺；用戶(hù)安裝停車(chē)管理系統手機APP。

　�。�2）工作流程：智能車(chē)位鎖將檢測到車(chē)位的狀態(tài)信息傳到停車(chē)管理服務(wù)器，停車(chē)管理服務(wù)器將信息轉發(fā)到云端服務(wù)器，最終云端服務(wù)器將所述信息對外發(fā)布；用戶(hù)通過(guò)智能終端查詢(xún)停車(chē)位，通過(guò)智能終端應用程序預存停車(chē)費用；用戶(hù)通過(guò)在智能終端上安裝的應用程序預訂車(chē)位，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將欲停的車(chē)位請求上傳到云端服務(wù)器，云端服務(wù)器接收并處理用戶(hù)請求，將鎖定車(chē)位信息發(fā)送到停車(chē)管理服務(wù)器，停車(chē)管理服務(wù)器將信息轉發(fā)到智能車(chē)位鎖；智能車(chē)位鎖接收并執行鎖定車(chē)位信息，并將已執行命令反饋信息發(fā)送到停車(chē)管理服務(wù)器，由停車(chē)管理服務(wù)器將反饋信息轉發(fā)到云端服務(wù)器；當智能車(chē)位鎖檢測到車(chē)輛停車(chē)入庫完成，向停車(chē)管理服務(wù)器發(fā)送停車(chē)計時(shí)開(kāi)始信號，停車(chē)管理服務(wù)器轉發(fā)計時(shí)開(kāi)始信號至云端服務(wù)器，當智能車(chē)位鎖檢測到車(chē)輛駛離車(chē)位，則向停車(chē)管理服務(wù)器發(fā)送計時(shí)結束信號，停車(chē)管理服務(wù)器轉發(fā)計時(shí)結束信號至云端服務(wù)器，云端服務(wù)器計算出用戶(hù)需支付的停車(chē)費并發(fā)送到用戶(hù)賬號，自動(dòng)扣除停車(chē)費用。

　　5結束語(yǔ)

　　本系統通過(guò)引入智能車(chē)位鎖，可實(shí)現停車(chē)場(chǎng)精細化管理以及多個(gè)停車(chē)場(chǎng)車(chē)位資源共享，充分利用停車(chē)場(chǎng)資源，有效解決停車(chē)難問(wèn)題。利用互聯(lián)網(wǎng)手段開(kāi)創(chuàng )了新的停車(chē)場(chǎng)管理模式，由傳統的物業(yè)或停車(chē)辦的線(xiàn)下管理演變?yōu)榫�(xiàn)上管理，提高了管理效率，同時(shí)也有效避免了收費人員亂收費現象。該系統在提高停車(chē)場(chǎng)管理效益與解決停車(chē)難問(wèn)題方面都發(fā)揮了顯著(zhù)作用，可在停車(chē)場(chǎng)實(shí)際管理中進(jìn)行應用推廣。

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