一體化智慧停車(chē)引導(dǎo)系統(tǒng)

馬宿林　黃靜月　丁鴻韜　陳干回　謝沛余

摘 要：近年來(lái)，城市汽車(chē)保有量快速增長(zhǎng)，停車(chē)位需求量持續(xù)增加，停車(chē)難已經(jīng)成為阻礙城市發(fā)展的主要問(wèn)題之一。因此本文設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算與大數(shù)據(jù)分析等相關(guān)技術(shù)智能停車(chē)場(chǎng)引導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以大范圍、全方位、數(shù)據(jù)聚合的云服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，通過(guò)獲取相應(yīng)區(qū)域停車(chē)場(chǎng)車(chē)位信息，為用戶(hù)智能匹配停車(chē)位，實(shí)現(xiàn)停車(chē)誘導(dǎo)、反向?qū)ぼ?chē)、移動(dòng)支付等功能。管理員終端可以快速采集各項(xiàng)車(chē)庫(kù)信息、有效監(jiān)控并管理停車(chē)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備。該系統(tǒng)高效、便捷且維護(hù)簡(jiǎn)單，有效地解決了城市停車(chē)?yán)щy、停車(chē)場(chǎng)管理效率低等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算 大數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（c）-0132-03

Abstract： In recent years， with the rapid growth of urban car ownership and the continuous increase of parking space demand， parking difficulty has become one of the major problems hindering the development of urban transportation. Therefore， this paper designs an intelligent parking guidance system based on Internet of Things， mobile Internet， cloud computing and big data analysis. Supported by a large-scale， omni-directional， data aggregation cloud service platform database， the system intelligently matches parking spaces for users by acquiring parking space information in corresponding areas， and realizes parking guidance， reverse car search， mobile payment and other functions. Administrator terminal can also quickly collect the garage information， effective monitoring and management of parking related equipment the system is efficient， convenient and easy to maintain. It effectively solves the problems of urban parking difficulties and low efficiency of parking management.

Key Words：Internet； Cloud computing； Big data； Database

近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展飛快，但停車(chē)場(chǎng)的建設(shè)卻相對(duì)遲緩，停車(chē)場(chǎng)利用率偏低等問(wèn)題也隨之顯現(xiàn)。雖然在個(gè)別大城市里建了一部分自動(dòng)化停車(chē)場(chǎng)，但是停車(chē)場(chǎng)信息不開(kāi)放、車(chē)位難找、成本高等問(wèn)題仍然存在[1]。由于移動(dòng)智能終端的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代人無(wú)紙化的消費(fèi)習(xí)慣，研究并設(shè)計(jì)一種基于智能手機(jī)的停車(chē)場(chǎng)引導(dǎo)系統(tǒng)，是解決當(dāng)前城市停車(chē)?yán)щy的關(guān)鍵[2]。

根據(jù)整個(gè)智慧停車(chē)導(dǎo)引系統(tǒng)的定位本系統(tǒng)將采用多層體系架構(gòu)設(shè)計(jì)：服務(wù)器端采用J2EE企業(yè)級(jí)技術(shù)框架，該框架具有高性能，高穩(wěn)定性與高可移植性的特點(diǎn)；以 android 為例的移動(dòng)端系統(tǒng)，采用了最新的SDK4.4，在保證新功能的同時(shí)還可以向下兼容低版本，以確保市面上大部分 android手機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。而微信公眾號(hào)平臺(tái)端的頁(yè)面，則采用最新的html5標(biāo)準(zhǔn)，提高界面效果，給用戶(hù)帶來(lái)更好的體驗(yàn)[3]。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

該一體化智慧停車(chē)引導(dǎo)系統(tǒng)主要包括云端、停車(chē)場(chǎng)、終端三個(gè)部分。云端是停車(chē)場(chǎng)信息匯集處及信息發(fā)布處，包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)以及管理界面；停車(chē)場(chǎng)由一個(gè)或者多個(gè)車(chē)庫(kù)組成，包括無(wú)線(xiàn)定位基站、進(jìn)出口閘機(jī)；終端包括用戶(hù)終端和車(chē)庫(kù)管理員終端[4]。本系統(tǒng)與傳統(tǒng)車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的差別在于將分散的車(chē)庫(kù)資源信息整合到統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并使用智能手機(jī)代替IC卡完成包括進(jìn)出口控制、計(jì)費(fèi)、誘導(dǎo)在內(nèi)多種業(yè)務(wù)。用戶(hù)可以通過(guò)智能手機(jī)搜索目的地附近的所有停車(chē)場(chǎng)和車(chē)位數(shù)量；并由用戶(hù)選擇停車(chē)目的，手機(jī)將自動(dòng)匹配行車(chē)路徑；當(dāng)車(chē)主到達(dá)停車(chē)場(chǎng)入口時(shí)，閘機(jī)對(duì)汽車(chē)信息和手機(jī)號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后停車(chē)場(chǎng)服務(wù)器給手機(jī)發(fā)送車(chē)位號(hào)和停車(chē)場(chǎng)內(nèi)布局圖，并在布局圖上標(biāo)明停車(chē)場(chǎng)入口到停車(chē)位的路徑；當(dāng)車(chē)輛通過(guò)語(yǔ)音提示到達(dá)車(chē)位后服務(wù)器自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)間；當(dāng)用戶(hù)取車(chē)時(shí)，服務(wù)器自動(dòng)計(jì)算停車(chē)時(shí)間和停車(chē)費(fèi)用，并更新數(shù)據(jù)庫(kù)，停車(chē)引導(dǎo)完成[5]。引導(dǎo)系統(tǒng)的流程圖，如圖1所示。

根據(jù)該系統(tǒng)的停車(chē)引導(dǎo)流程，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)整合并發(fā)布附近停車(chē)場(chǎng)信息的車(chē)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)；

（2）實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與多個(gè)車(chē)庫(kù)信息交流，整理并發(fā)布車(chē)庫(kù)相關(guān)信息的云端服務(wù)器；

（3）設(shè)計(jì)停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控并管理車(chē)輛以及車(chē)庫(kù)車(chē)位狀態(tài)；

（4）實(shí)現(xiàn)室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)定位誘導(dǎo)以及反向?qū)ぼ?chē)功能；

（5）設(shè)計(jì)用戶(hù)與車(chē)輛管理系統(tǒng)的智能終端應(yīng)用軟件；

（6）實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付。

2 系統(tǒng)工作原理

云端是整個(gè)智慧停車(chē)引導(dǎo)系統(tǒng)的橋梁，連接著智能終端、管理系統(tǒng)以及停車(chē)場(chǎng)閘機(jī)，其核心部分為服務(wù)器。用戶(hù)智能端和管理員終端的各種請(qǐng)求通過(guò)云端實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)操作；管理人員經(jīng)過(guò)服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，當(dāng)終端請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，服務(wù)器則將命令發(fā)出，停車(chē)場(chǎng)的無(wú)線(xiàn)定位基站收到指令后，引導(dǎo)車(chē)輛行進(jìn)；停車(chē)場(chǎng)二維碼與閘機(jī)關(guān)聯(lián)，承載著停車(chē)場(chǎng)信息和用戶(hù)的車(chē)輛信息等，用于確定車(chē)輛和停車(chē)場(chǎng)的對(duì)應(yīng)性。用戶(hù)的智能終端則整合了車(chē)輛和停車(chē)場(chǎng)的信息，作為實(shí)現(xiàn)定位、支付的工具。該系統(tǒng)的整體框架如圖2所示。

2.1 無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)

無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)幾乎成為各種大型服務(wù)性建筑的必備基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施，借助已有的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)構(gòu)建室內(nèi)定位服務(wù)具有一定的使用價(jià)值。該系統(tǒng)的定位分為四種類(lèi)型：尋找停車(chē)庫(kù)時(shí)的室外定位、尋找停車(chē)位時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)車(chē)輛的室內(nèi)定位、停車(chē)后在車(chē)內(nèi)或者車(chē)外實(shí)現(xiàn)室外定位、反向?qū)ぼ?chē)時(shí)對(duì)人員進(jìn)行室內(nèi)定位。

2.2 入庫(kù)出庫(kù)與反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)

停車(chē)誘導(dǎo)和反向?qū)ぼ?chē)是該系統(tǒng)的主要功能，以下將具體闡述如何實(shí)現(xiàn)。入庫(kù)和出庫(kù)都是通過(guò)掃描二維碼通知服務(wù)器，服務(wù)器收到相應(yīng)的指令以控制閘機(jī)的開(kāi)合。出入庫(kù)時(shí)系統(tǒng)將記錄下車(chē)輛信息，并根據(jù)停車(chē)定位功能觸發(fā)時(shí)間的計(jì)算程序，計(jì)算車(chē)輛在車(chē)庫(kù)中停放的時(shí)間，最后根據(jù)時(shí)間計(jì)算所需費(fèi)用，并由用戶(hù)選擇相應(yīng)的支付軟件提交費(fèi)用。

當(dāng)用戶(hù)停車(chē)完畢后可進(jìn)行停車(chē)定位功能，本功能主要為反向?qū)ぼ?chē)提供服務(wù)?？蛻?hù)端運(yùn)用無(wú)線(xiàn)掃描將定位點(diǎn)上傳服務(wù)器，等待服務(wù)器完成定位。當(dāng)用戶(hù)反向?qū)ぼ?chē)時(shí)，根據(jù)定位匹配路徑，用戶(hù)使用指紋定位不斷更新自身位置，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)定位。

2.3 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)處理

云計(jì)算是提取大數(shù)據(jù)的前提，在如今的信息社會(huì)，信息往往體現(xiàn)在各種各樣的數(shù)據(jù)中，許多企業(yè)都在通過(guò)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析或者篩選對(duì)自己有益的信息，以做好營(yíng)銷(xiāo)方向，獲得利益。但在海量數(shù)據(jù)面前，假若提取、處理和利用數(shù)據(jù)的成本超過(guò)了數(shù)據(jù)價(jià)值本身，那么有價(jià)值也將相當(dāng)于沒(méi)價(jià)值。這時(shí)，來(lái)自公有云、私有云以及混合云之上的強(qiáng)大的云計(jì)算能力，對(duì)于降低數(shù)據(jù)提取過(guò)程的成本變得至關(guān)重要。在本系統(tǒng)中，通過(guò)云計(jì)算收集停車(chē)場(chǎng)的位置信息、空位率以及空位位置信息等數(shù)據(jù)，存于云端數(shù)據(jù)庫(kù)。

而大數(shù)據(jù)處理則是利用云端多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)接收客戶(hù)端或發(fā)送至客戶(hù)端的數(shù)據(jù)，并且用戶(hù)可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的查詢(xún)和處理。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL和Oracle存儲(chǔ)著每一筆數(shù)據(jù)，不僅如此，像Redis和MongoDB這樣的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)也常用于采集數(shù)據(jù)。而在采集過(guò)程中，其主要特點(diǎn)和挑戰(zhàn)是可能會(huì)同時(shí)有成千上萬(wàn)的用戶(hù)來(lái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和操作，并發(fā)數(shù)高得令人發(fā)指。例如出行高峰的節(jié)假日、周末以及上下班時(shí)段等，它們并發(fā)的訪(fǎng)問(wèn)量達(dá)到上百萬(wàn)，故需要在采集端部署大量數(shù)據(jù)庫(kù)才能支撐這樣龐大的并發(fā)數(shù)。必須經(jīng)過(guò)深入的思考和設(shè)計(jì)才能解決如何在這些數(shù)據(jù)庫(kù)之間進(jìn)行負(fù)載均衡和分片的問(wèn)題。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)安全技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)的安全技術(shù)是指通過(guò)一定的手段確保數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)安全，以防止非法使用或由環(huán)境因素的改變而致的數(shù)據(jù)篡改、丟失和破壞。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全由數(shù)據(jù)庫(kù)的安全和服務(wù)器的安全兩部分組成。數(shù)據(jù)庫(kù)安全采用用戶(hù)的賬號(hào)密碼以及系統(tǒng)驗(yàn)證來(lái)確保，用戶(hù)在登錄數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，系統(tǒng)將通過(guò)用戶(hù)提供的手機(jī)號(hào)以及動(dòng)態(tài)密碼來(lái)核實(shí)。而服務(wù)器的安全問(wèn)題則由服務(wù)器維護(hù)人員安裝工具以及日常維護(hù)來(lái)解決。

3 結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)旨在建立集物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)一體化的智慧停車(chē)全智能數(shù)字方案，使用Android手機(jī)應(yīng)用軟件或微信公眾號(hào)與用戶(hù)進(jìn)行互動(dòng)，采用WI-FI定位技術(shù)，結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，多層體系MVC架構(gòu)設(shè)計(jì)并利用Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)為系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行提供軟件技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，可以提升區(qū)域內(nèi)停車(chē)場(chǎng)及其周邊交通綜合管理水平，緩解城市交通道路擁堵程度，增加管理效益和社會(huì)效益，可以更積極的促進(jìn)城市交通政策的制定，對(duì)交通政策的實(shí)施也有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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