基于物聯(lián)網的泊車系統(tǒng)研究

吳新勝 周 軍 王荊茜 劉超超

（中共安徽省委黨校（安徽行政學院、安徽經濟管理學院） 安徽合肥 230001）

“智能停車引導系統(tǒng)”已在國外得到廣泛應用[1]，但國內只有少數停車場具有類似的停車引導系統(tǒng)。隨著改革開放不斷深入，人們的生活水平和科學技術應用發(fā)生了巨大的變化。隨著汽車的普及，停車場的發(fā)展滯后，停車難的問題已經成為公眾和政府迫切需要解決的問題。如何解決就近停車節(jié)約時間，如何找到合適的停車位置，這些問題催生了智慧泊車系統(tǒng)的需求。鑒于此研究智能停車管理系統(tǒng)是社會發(fā)展的需要。停車管理智能化、自動化、科學化、網絡化、快速化、是建設智能小區(qū)和智慧城市的重要部分如圖1所示。

圖1 智慧泊車系統(tǒng)圖

智慧停車系統(tǒng)通過大數據云服務，收集各個區(qū)域停車場停車位的信息。利用云將有關空車位信息傳遞到有需求的客戶手機APP，實現(xiàn)停車位的實時服務。該系統(tǒng)主要用于各種類型的停車場。為了掌握停車位的停放車輛實際情況，每個停車位設置的傳感器通過一定的通信方式連接到停車場管理控制計算機?？刂朴嬎銠C收集信息并進行數據處理，將停車空位數量信息傳送給系統(tǒng)的控制器并發(fā)送到云端。

一、智慧泊車工作機理

未來城市智慧泊車系統(tǒng)由四大模塊組成，一是車位檢測模塊，其中包含了云模塊；二是車牌識別模塊；三是AGV 小車模塊[2]；四是自動繳費模塊。在車位檢測模塊中采用了PGA450-Q1探測器、樓層控制器等硬件設備；車牌識別模塊采用EY-RHB02 牌照識別門禁一體機；AGV 小車以MK60 DN512 ZVLQ10作為中央處理器，它還具有許多傳感器，如紅外、激光/光電、電磁、超聲波避障、速度等傳感器。AGV車載模塊分為三大模塊，超聲波障礙模塊，無線充電電源模塊，跟蹤模塊[3]。其中超聲波壁障模塊中采用STC89C52單片機為主控芯片，用陀螺MPU6050 和加速度計測量載體的角速率和加速度信息[4]；自助繳費模塊采用的是TBX-A2停車自助繳費機。整個停車場基于WINDOWS系統(tǒng)中運行，主要采用C++進行編譯，下圖2所示硬件原理圖。

圖2 硬件原理圖

二、智慧泊車設計

（一）車位檢測模塊。實時檢測車位的狀態(tài)通過超聲波探測的方法，只使用一個探頭分區(qū)域檢測，每256 個探測器的信息匯聚到一個集中控制器中。超聲波測距距離軟件可調，超聲波增益軟件可調，現(xiàn)場可配置超聲波模塊地址RS485通訊線路不超過1000米，根據車位狀態(tài)，通過指示燈指示RGB燈光指示，顏色可軟件任意定義（可選），支持總線通信。

（二）傳入云端及客戶端設計。車輛進出采集設備安裝在停車場的出入口位置，采集設備通過CAN 總線與機房計算機網絡連接。收集終端被指定為數據統(tǒng)計中心，并且每個收集終端可以通過RS485總線將每個停車場的剩余停車位發(fā)送到交通路口的LED停車位屏幕?；蛘咄ㄟ^云端向需求駕駛者發(fā)送有空車位信息，指導駕駛員沿最近路線到達相關的空停車位的停車場。

停車場收集系統(tǒng)不僅是城市停車場系統(tǒng)中最基本的數據采集單元，而且對指導停車場的正常運行和提高停車位的使用效率也帶來直接益處。在停車場入口處或附近的停車信息由各個子系統(tǒng)直接管理，這降低了系統(tǒng)的復雜性并增強了系統(tǒng)的可靠性和易用性。內置的GPRS DTU模塊可以通過GPRS，3G 和4G 網絡實時收集的數據和空停車位數據的統(tǒng)計數據到互聯(lián)網。服務器將為駕駛員提供每個停車場實時的停車位空位信息和相關路線的交通情況。在停車場的剩余停車位[3]上執(zhí)行停車位的預留或取消預留停車位等。逐步建立統(tǒng)一的交通信息平臺。一些共享信息可以在互聯(lián)網上發(fā)布，以方便大眾。平臺通過呼叫中心，廣播電臺，電視臺，手機GSM 消息和其他媒體提供的信息也可以提供最大的空間覆蓋范圍。

（三）車牌識別模塊。車牌識別停車系統(tǒng)自動識別入口處攝像機拍攝的車牌號碼圖像并將其轉換為數字信號。汽車牌照識別是一種模式識別技術，使用車輛動態(tài)視頻和靜態(tài)圖像自動識別車牌號碼和車牌顏色。通過圖像的采集然后從圖像中提取車牌號碼轉化為數字信息完成自動車牌識別功能。模塊由前端高清攝像機、照明補光設備、傳感設備以及用于識別車牌號碼的處理設備計算機，模塊通過車牌定位算法、自動分割字符并識別字符將圖像采集的信息轉化為車輛實際牌號。當車輛靠近入口時，車輛檢測器自動感測車輛的到達，并觸發(fā)牌照識別機器捕獲圖像。然后將捕獲的圖像發(fā)送到數據處理服務器，并且安裝在數據服務器上的車牌識別軟件處理圖像

（四）AGV智能停車。AGV使用MK60DN512ZVLQ10作為中央處理器，通過處理紅外感應信號數據來計算行車路線，并通過網絡通訊模塊與遠程監(jiān)控客戶端進行通訊。同時將采集到的有關的車輛運行信號信息發(fā)送到客戶端。并且使用特定的設計客戶程序為用戶提供對自動引導車輛操作的實時監(jiān)控。AGV 系統(tǒng)利用AGV 汽車的形狀，汽車的基本機械結構以及陀螺儀空間坐標解決方案。其監(jiān)測組成部分為，紅外線光電傳感器、激光檢測光電傳感器、電磁信號接收傳感器，超聲波避障傳感器，車輛速度監(jiān)測傳感器以及無線充電電源模塊，以及電機驅動器和電機模塊設計，網絡通信模塊以及MK60 中央控制器等?；贑ortex-M7 的MK60 DN512 ZVLQ10 芯片被用作主處理器，以使系統(tǒng)在斷電和重啟后恢復正確的系統(tǒng)時間進行工作。按鍵來實現(xiàn)控制小車的啟停。AGV小車設計了超聲波障礙物監(jiān)測避免碰撞傳感器和運行速度傳感器，主要測量障礙物和小車的距離以及它們的運行速度以防止相撞[4]。

圖3 MK60處理器處理邏輯

系統(tǒng)中的數據處理由MK60處理器完成如圖3所示。網絡通信模塊實現(xiàn)與云端的通信，便于用戶實時查詢車位情況，使AGV停車更加自動化，智能化。

（五）超聲波避障模塊。四個超聲波測距模塊主要安裝在AGV 推車前后[5]，對稱布置，以便在行駛過程中避開障礙物。當超聲波模塊發(fā)送和接收信號時，表明前方有障礙物，車輛將停止前進，并發(fā)出警報[6]。

三、結語

智能停車場相比于傳統(tǒng)的停車場而言，有很大的創(chuàng)新與改革，順應了時代的發(fā)展與要求。真正能做到，停車無憂，停車無患。車主無需再為找車位而煩惱，也無需再為怎樣停車而憂慮，一個停車場全解決。智能停車場無需人工，自己擁有一套完善的系統(tǒng)體系，這樣就大大的降低了其平時的人工成本，加上技術的成熟，設備的先進。日后的維護次數會很少，這樣也隨之減少了維修成本。再加上科技的不斷進步，停車場的成本也會隨之大大的降低，從而達到性價比之最。未來，城市智能停車場將越來越受歡迎，成為美麗的城市景觀。