車位智能管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

王亞茹，王梓涵，張宏偉

摘 要：在我國城市經濟快速發(fā)展的背景下，現(xiàn)代化城市中機動車停車的供需矛盾也非常尖銳，少量車位以及停放超量車輛的問題接踵而至，這極大地影響了城市的穩(wěn)定發(fā)展。鑒于此，基于物聯(lián)網的停車場車位管理系統(tǒng)，能夠針對車位實時信息精準采集，以無線硬件、云平臺、移動互聯(lián)為技術核心，構建完整的城市智能停車平臺。該業(yè)務基于中國聯(lián)通網絡和位置業(yè)務平臺，提供對車輛及人員位置信息的監(jiān)控、調度、管理等功能的綜合運營服務，并實現(xiàn)客戶資源最優(yōu)配置、科學管理和信息化辦公，為客戶提高工作效率，降低運營成本。文章對此展開分析。

關鍵詞：物聯(lián)網;停車場車位管理系統(tǒng);云平臺

目前中國有3 750萬輛貨運車輛，100萬家物流企業(yè)，物流效率只有發(fā)達國家的50%，而物流行業(yè)的效率決定整個社會的效率、成本和價格。物流行業(yè)的信息化水平已經成為評估物流企業(yè)競爭力的一個必備指標，由信息化帶來的成本和效率的紅利將直接影響物流企業(yè)的長遠發(fā)展。國家三部委（交通運輸部、公安部、工業(yè)和信息化部）于2014年聯(lián)合發(fā)布第5號令，嚴格規(guī)定半掛牽引車以及重型載貨汽車（總質量為12 t及以上的普通貨運車輛）應于2014年7月1日起施行，2015年12月31日前全部安裝、使用衛(wèi)星定位裝置，并接入道路貨運車輛公共平臺。因此，研究基于物聯(lián)網停車場車位管理系統(tǒng)是十分有必要的。

1 系統(tǒng)架構

第一層應用層是系統(tǒng)的最頂層，主要是軟件信息，用戶能夠使用應用層的軟件進行車位查看，并且提供接口供第三方應用、調用，系統(tǒng)部署到云服務器上面，能夠及時地處理信息。

第二層網絡層是連接應用層和感知層的中間層，所有的數(shù)據(jù)傳輸都是通過網絡層進行傳輸?shù)?，包括車位的信息、車位的狀態(tài)。目前系統(tǒng)的網絡都是通過4G傳輸，數(shù)據(jù)丟包率低，能夠有效地在應用層和感知層中傳輸信息。

第三層感知層是基于物聯(lián)網停車場車位管理系統(tǒng)最關鍵的一層，主要由一些硬件設備構成，能夠感知車的信息，通過聲波傳感器獲取車位目前的狀態(tài)，如果感知的信息是0，則本車位沒有車停放;如果感知的信息是1，則說明本車位已經有車停放。

2 實現(xiàn)方式

系統(tǒng)會先將具體的車輛信息發(fā)送到云終端，云終端通過衛(wèi)星天線進行接收，車輛的信息會通過GPRS于機房進行通信，機房中部署了具體的軟件，總控中心能夠將車輛的信息提取出來并顯示到百度地圖中，具體實現(xiàn)方式如圖1所示。

圖1 具體實現(xiàn)方式

3 需求分析

在研究一項項目的時候，首先要做的就是需求分析，只有明確把握需求，才能夠真正把握項目的核心，也就是明確這個項目到底需要實現(xiàn)什么核心功能，才不至于開發(fā)完成軟件后發(fā)現(xiàn)需求有偏差，又費時費力地進行大的調整。只有在軟件實現(xiàn)前把需求分析清楚才能設計出用戶滿意的產品，否則，如果等到軟件實現(xiàn)后才發(fā)現(xiàn)與實際需求有大偏差的話，修改的成本會相當大。

文章在設計初進行了多個停車場系統(tǒng)的實地調研，通過實地調研了解業(yè)務人員的需求，通過與業(yè)務人員面談和填寫調查問卷的形式進行調研。然后形成需求分析表格以及功能性需求分析，再通過功能分析了解軟件大致情況。針對客戶的需求，還要形成非功能需求分析，非功能需求分析能夠分析具體的環(huán)境配置，保證系統(tǒng)的流暢性、穩(wěn)定性。

3.1 功能性需求分析

（1）位置查詢：查詢車輛位置，定時定位、臨時定位及定位計劃。跟蹤車輛位置，查詢歷史信息和軌跡連線。

（2）系統(tǒng)能夠提供超速報警、偏航報警、區(qū)域越界報警、緊急報警以及豐富的地圖信息;地物地名查詢;靈活設置及更新POI。

（3）報表統(tǒng)計：操作日志、報警信息、登錄日志等各類報表的存儲和查詢。

（4）收費管理：車輛在出停車場時可以掃碼繳費。

3.2 非功能性需求分析

文章設計的系統(tǒng)，結合生活中相應應用場景及行業(yè)的基本規(guī)范，提出其在性能方面的相關需求，即良好性能需求、較高穩(wěn)定性需求、良好流暢性需求、較高擴展性需求、良好易用性需求、較高安全性需求。

4 基于物聯(lián)網的停車場車位管理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

4.1 權限設計

系統(tǒng)管理模塊包括對用戶的增加、修改、刪除、查詢功能，并且可以根據(jù)用戶分配不同權限，不同用戶擁有不同的URL。

系統(tǒng)管理用例圖描述了所包含的用戶管理功能信息，為進一步了解系統(tǒng)管理的用例，接下來通過用例規(guī)約描述表對用戶管理進行詳細的用例描述，具體如表1所示。

4.2 車輛繳費設計

車輛進入到停車場后，會發(fā)出入場信號，系統(tǒng)通過采集車牌號，并將車牌號的信息進行同步，當車輛出場時會觸發(fā)出場信號，通過車牌信息完成出場設置，進行收費。

4.3 車輛采集程序設計

終端節(jié)點作為車位信息采集的節(jié)點，主要完成車位采集程序設計與通信網絡程序設計。無線監(jiān)測網絡中終端節(jié)點能夠加入網絡，并把采集的車位信息上傳協(xié)調器節(jié)點，同時接收協(xié)調器發(fā)來的信息指令與終端進行處理。終端節(jié)點正常工作時，先對整個系統(tǒng)初始化，然后完成串口初始化、DS18B20初始化、超聲波傳感器發(fā)送超聲波，判斷外部中斷是否到來，記錄超聲波從發(fā)送到接收的時間，由程序自動計算超聲波傳感器到車位的距離。把計算距離的信息經過CC2530模塊中的A/D轉化為數(shù)字化信息，進行打包處理，通過無線通信網絡將數(shù)據(jù)傳遞到路由節(jié)點。

5 結語

針對傳統(tǒng)停車場車主無法快速找到合適車位以及管理員與車主無法遠程查看車位的使用情況等問題，本文通過研究分析，提出了適合我國大部分城市、基于物聯(lián)網的智能停車場管理系統(tǒng)，為車主快速匹配最佳停車方案，該系統(tǒng)智能方便、穩(wěn)定快捷，以現(xiàn)代化的設施與服務來滿足城市發(fā)展的需求，為人們出行帶來了優(yōu)質的服務，推動城市的可持續(xù)性發(fā)展。

基金項目：黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目;項目名稱：基于物聯(lián)網的停車場車位管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn);項目編號：201910235007。

作者簡介：王亞茹（1999— ），女，黑龍江七臺河人，本科生;研究方向：電子與通信。

[參考文獻]

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[2]許乃星.智能停車場管理系統(tǒng)剖析[J].汽車工業(yè)研究，2011（9）：34-39，44.

Design and implementation of intelligent parking space management system

Wang Yaru， Wang Zihan， Zhang Hongwei

（School of Mechatronics Engineering， Daqing Normal University， Daqing 163712， China）

Abstract：Against the background of the rapid development of Chinas urban economy， the contradiction between the supply and demand of motor vehicle parking in modern cities in China is also very acute. The problem of a small number of parking spaces and parking of excessive vehicles has followed， which has greatly affected the stable development of the city. In view of this， the parking space management system based on the Internet of Things can accurately collect real-time parking space information， and use wireless hardware， cloud platforms， and mobile internet as the core technology to build a complete urban intelligent parking platform. This business is based on China Unicoms network and location business platform. It provides comprehensive operation services such as monitoring， scheduling， and management of vehicle and personnel location information， and achieves optimal allocation of customer resources， scientific management， and information-based office to improve work for customers， improve work efficiency and reduce operating costs. This paper analyzes it.

Key words：Internet of Things; parking lot management system; cloud platform