一種停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

秦臻 張?chǎng)稳?李冬梅 洪海慧

編者按：城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，汽車數(shù)量日漸增多，停車難問(wèn)題日益凸顯，提升停車場(chǎng)的運(yùn)行效率是解決停車難問(wèn)題的有效突破口，文章設(shè)計(jì)開發(fā)了基于樹莓派嵌入式開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了智能停車場(chǎng)，以提高停車場(chǎng)的管理水平和運(yùn)行效率。

前言

設(shè)備智能化當(dāng)今在各個(gè)領(lǐng)域迅速普及，推動(dòng)著人們對(duì)更高的生活質(zhì)量的追求，人均車輛擁有量的與日俱增，停車場(chǎng)的管理面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前，小區(qū)和商場(chǎng)的停車場(chǎng)大部分都安裝了自動(dòng)進(jìn)出場(chǎng)裝置，實(shí)現(xiàn)了在進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)保存車牌號(hào)，記錄停放時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上繳費(fèi)的功能，減少了勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了車輛的無(wú)人化、智能化管理，手機(jī)移動(dòng)設(shè)備日漸成為生活的主要工作設(shè)備。

國(guó)外針對(duì)停車場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題偏重于停車場(chǎng)的建設(shè)和研究上，提出了“快速入場(chǎng)，快速停車，快速找車，快速出場(chǎng)”的解決方案，但每個(gè)國(guó)家面臨的實(shí)際問(wèn)題是不一樣的，美國(guó)注重于停車場(chǎng)控制管理方面，日本則鼓勵(lì)多建立停車場(chǎng)，意大利是開放了互聯(lián)網(wǎng)預(yù)約停車位以及繳納停車費(fèi)。

為有效解決上述停車場(chǎng)的實(shí)際問(wèn)題，本文從智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)出發(fā)，依托通信、嵌入式以及App技術(shù)創(chuàng)新，面向一個(gè)公共社區(qū)的停車場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)記錄車輛駛?cè)牒婉偝鲈撏＼噲?chǎng)的情況，車位的使用情況檢測(cè)以及手機(jī)App實(shí)時(shí)查看車位的使用情況，提高停車場(chǎng)的運(yùn)行效率以及減少人力物力的浪費(fèi)，致力于開發(fā)基于樹莓派系統(tǒng)的停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的具體功能

本文設(shè)計(jì)的智能管理系統(tǒng)，具備了車輛在進(jìn)出停車場(chǎng)時(shí)間的保存功能，記錄車牌信息功能，在每個(gè)車位配備車位檢測(cè)模塊，檢測(cè)車位使用情況功能，做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并更新數(shù)據(jù)，除此之外，該設(shè)計(jì)系統(tǒng)配備顯示車輛使用情況的App，在App實(shí)時(shí)顯示車位的使用情況，駕駛員可根據(jù)App顯示指引停車。具體功能流程如圖1所示。

系統(tǒng)開啟工作后，入口和出口處的攝像頭對(duì)進(jìn)出場(chǎng)的車輛信息進(jìn)行記錄保存在服務(wù)器中，車輛檢測(cè)模塊通過(guò)樹莓派檢測(cè)當(dāng)前各個(gè)車位的使用情況，連接Wi-Fi將數(shù)據(jù)上報(bào)給服務(wù)器，實(shí)時(shí)顯示給用戶客戶端。

硬件部分的功能實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)中使用樹莓派開發(fā)板作為嵌入式開發(fā)板，開發(fā)板配有40個(gè)GPIO引腳，配有千兆以太網(wǎng)卡以太網(wǎng)末端連接網(wǎng)線，支持雙頻801.11ac無(wú)線局域網(wǎng)，有DSI顯示連接器，攝像頭口連接攝像頭，連接攝像頭和超聲波測(cè)距儀檢測(cè)是否有車輛駛?cè)牖蝰偝鰴z測(cè)車輛的車牌信息和時(shí)間，時(shí)間格式為：**月-**日 **：**：**。為準(zhǔn)確測(cè)量每個(gè)車位采用HC-SR04傳感器檢測(cè)車輛使用情況，HC-SR04傳感器采用IO觸發(fā)測(cè)距技術(shù)。

測(cè)試距離=（高電平時(shí)間*聲速（340m/s））/2

連接該傳感器時(shí)應(yīng)斷電，若需帶電進(jìn)行連接，為不影響傳感器正常工作，需先連接接地端，在使用其進(jìn)行測(cè)距時(shí)，物體應(yīng)保持平整以保證不影響測(cè)量結(jié)果。其工作原理圖如圖2所示。

在本設(shè)計(jì)中，每個(gè)車位各有編號(hào)，車位檢測(cè)模塊檢測(cè)到車位的使用情況時(shí)，信息進(jìn)行綜合處理后，實(shí)時(shí)發(fā)送到App顯示模塊，駕駛員可以從手機(jī)端App實(shí)時(shí)查詢每個(gè)車輛的使用情況。

……

GPIO.output（trig1，True）

Time.sleep（0.00001）

GPIO.output（trig1，F(xiàn)alse）

While GPIO.input（echo1）==0：

pass

start = time.time（）

while GPIO.input（echo1）==1：

pass

end =time.time（）

distance=round（）end-start（*342/2*100，2）

If（distance<15）：

if（predatal！=1）：

print（“001 has car”）

datal = struct.pack（“002”，0x1）

handle.send（data1）

predatal=1

time.sleep（0.5）

……

客戶端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于自由且開放碼源的Linux系統(tǒng)下的Android，適用于移動(dòng)設(shè)備，具有豐富的硬件，由于Android的開放性，不會(huì)影響到數(shù)據(jù)的同步、軟件的兼容等問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)客戶端設(shè)計(jì)界面簡(jiǎn)單顯示各個(gè)車位的位置、編號(hào)以及使用情況，通過(guò)車位檢測(cè)模塊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器端，再傳遞到客戶端實(shí)時(shí)顯示車位的使用情況，用戶在客戶端可以找到最方便的車位并導(dǎo)航停車。除此之外，還可以看到自己車輛駛?cè)腭偝龅臅r(shí)間和需繳費(fèi)情況。

結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)通過(guò)綜合分析和解決當(dāng)前停車場(chǎng)的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于駕駛員除可在到達(dá)停車場(chǎng)之前通過(guò)客戶端App知曉最近的停車場(chǎng)的位置，且明確知道停車場(chǎng)的車位使用情況，并通過(guò)導(dǎo)航到達(dá)位置，可在客戶端查詢進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間及繳費(fèi)情況的歷史記錄，實(shí)現(xiàn)了方便快捷，解決了停車難的問(wèn)題，避免尋找停車場(chǎng)所造成的交通堵塞。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔旭冉，劉婭迪.基于Java的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的開發(fā)與研究[J].現(xiàn)代信息科技，2018，2（11）：69-71.

[2]仇亞.智慧停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案[J].數(shù)字通信世界，2018（11）：281，276.

[3]王茹茹.智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].內(nèi)蒙古大學(xué)，2017.

[4]李朝振.基于汽車牌照識(shí)別的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)[J].科技視界，2014（07）：170，304.

[5]Y H Huang，X Huang，Q Sun.The Design of the management system for parking lot based on 2.45GHz active RFID[A].International Conference on Computer Science & Service System[C].IEEE，2011.

第一作者：秦臻（1998—），山東濟(jì)南人，工學(xué)碩士研究生，現(xiàn)就讀于北華航天工業(yè)學(xué)院，主要研究方向?yàn)殡娮优c通信工程。