基于ZigBee與微信公眾平臺的停車場管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

陳浩宇　劉健　賴濱濱　黃楷　洪瑋　汪華斌　黃震

摘 要： 針對傳統(tǒng)停車場管理效率不足、用戶體驗不佳等問題，設(shè)計了一種基于ZigBee無線技術(shù)與微信公眾平臺的停車場管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集停車場內(nèi)車位、亮度等數(shù)據(jù)，借助GPRS模塊傳輸數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理數(shù)據(jù)，并通過PC客戶端和微信公眾號監(jiān)控數(shù)據(jù)，將停車場內(nèi)數(shù)據(jù)“可視化”。測試結(jié)果表明，系統(tǒng)運行良好，符合預(yù)期要求。

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng)； 停車場； ZigBee； GPRS； 微信公眾平臺

中圖分類號：TP315 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）08-53-03

Abstract： In view of the problems of traditional parking lot management system that the efficiency is insufficient， the user experience is not good， and so on， a parking lot management system based on ZigBee wireless technology and WeChat public platform is designed. The system uses the ZigBee wireless sensor network to collect various data in the parking lot， including the parking spaces and brightness. And uses GPRS module to transmit the data， uses the database server to process the data， and the PC client and WeChat public number to monitor the data， so as to make the parking lot data visualized. Test results show that the system works well and meets the expected requirements.

Key words： Internet of Things； parking lot； ZigBee； GPRS； WeChat public platform

0 引言

近年來，我國汽車保有量不斷增長，停車場規(guī)模日益大型化。隨著“停車難”等問題的突出，傳統(tǒng)停車場的管理效率和可靠性已難以滿足現(xiàn)階段的要求[1-4]。

ZigBee技術(shù)作為一種新興的短距離無線通信技術(shù)，具有低成本、低功耗、低速率等特點[5]，并已大量應(yīng)用于自動控制、工業(yè)監(jiān)測等領(lǐng)域[6]。

本系統(tǒng)采用ZigBee模塊[7-8]和GPRS模塊[9-10]采集、傳輸數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為數(shù)據(jù)服務(wù)中心。通過本系統(tǒng)，停車場管理員可借助PC客戶端和微信公眾號實時管理停車場；用戶可使用微信公眾號與停車場進行信息交互，使用停車短信提醒等服務(wù)。本系統(tǒng)設(shè)計初衷在于提升停車場管理效率，改善用戶使用體驗。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計

系統(tǒng)主要由ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、PC客戶端和微信公眾號四大部分構(gòu)成。

系統(tǒng)整體介紹如下：ZigBee終端節(jié)點外接傳感器采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器；ZigBee協(xié)調(diào)器通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接收并存儲數(shù)據(jù)；PC客戶端和微信公眾號顯示數(shù)據(jù)和發(fā)送指令。當汽車離開所停車位后，系統(tǒng)監(jiān)測車位狀態(tài)變化，自動向用戶手機發(fā)送提醒短信[11]。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件主要由ZigBee模塊、GPRS模塊、紅外傳感器、光照傳感器等構(gòu)成。系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。

2.1 ZigBee模塊

ZigBee模塊芯片選用TI公司的CC2530芯片。CC2530芯片支持最新的ZigBee2007/PRO協(xié)議，具有更好的操作性、節(jié)點密度管理、數(shù)據(jù)負荷管理，并支持網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)[12]。

2.2 GPRS模塊

GPRS模塊選用華為GTM900-C無線模塊，支持GSM/GPRS兩個頻段，支持標準AT命令及增強AT命令。模塊負責數(shù)據(jù)傳輸、短信發(fā)送等功能。

3 軟件設(shè)計

3.1 ZigBee模塊軟件設(shè)計

ZigBee協(xié)調(diào)器啟動后，自動選擇信道，組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)。ZigBee終端啟動后自動搜尋并加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并由ZigBee協(xié)調(diào)器分配一個隨機且惟一的短地址。ZigBee終端入網(wǎng)后執(zhí)行相應(yīng)功能，如傳感器采集數(shù)據(jù)。ZigBee模塊軟件設(shè)計流程如圖3所示。

3.2 服務(wù)器軟件設(shè)計

服務(wù)器程序采用Java語言開發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)、數(shù)據(jù)存儲等功能。服務(wù)器軟件設(shè)計流程如圖4所示。

3.3 PC客戶端軟件設(shè)計

PC客戶端采用C#語言開發(fā)。作為停車場管理工具，實時顯示停車場內(nèi)部信息，并提供燈光控制等功能。PC客戶端軟件設(shè)計流程如圖5所示。

3.4 微信公眾號后臺設(shè)計

利用微信公眾平臺提供的官方接口，后臺采用PHP語言開發(fā)。通過微信公眾號，用戶可與停車場進行交互，管理員可隨時隨地管理停車場，實現(xiàn)功能和PC客戶端一致。微信公眾號后臺設(shè)計流程如圖6所示。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)采集與傳輸

ZigBee協(xié)調(diào)器啟動后，自動通過GPRS模塊與服務(wù)器建立遠程連接；ZigBee終端采集并發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)；ZigBee協(xié)調(diào)器接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。服務(wù)器程序數(shù)據(jù)接收結(jié)果如圖7所示。

4.2 PC客戶端功能實現(xiàn)

PC客戶端啟動后自動連接服務(wù)器，實時更新程序主窗體：顯示各區(qū)域空閑車位、亮度信息和照明燈狀態(tài)；更新車位狀態(tài)圖。同時，實現(xiàn)照明燈控制（自動或手動）等功能。PC客戶端主窗體界面如圖8所示。

4.3 微信公眾號功能實現(xiàn)

微信公眾號實現(xiàn)駕車導(dǎo)航、用戶信息、空閑車位信息、停車短信提醒以及管理員模式等功能。停車短信提醒演示效果如圖9所示。

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)結(jié)合ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線通信，大大降低了系統(tǒng)架設(shè)和維護難度。借助微信公眾平臺，打破傳統(tǒng)停車場的信息封閉性。本系統(tǒng)簡單高效，交互性強，具有一定的實現(xiàn)意義和市場價值。

本系統(tǒng)目前只能顯示停車位的個數(shù)，進一步的設(shè)想是設(shè)計并實現(xiàn)停車位的查詢和引導(dǎo)功能。

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