崔景超　張麗麗　沈忱林

摘要：該文旨在設(shè)計(jì)一個(gè)基于移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的用于城市智能停車的軟硬件系統(tǒng)，用戶可以通過手機(jī)APP查詢周圍停車場及空閑車位信息，支持在線預(yù)約停車位；停車場具有車牌自動(dòng)識(shí)別、空閑車位自動(dòng)分配、車位自動(dòng)導(dǎo)引、數(shù)據(jù)分析等功能，實(shí)時(shí)提供關(guān)鍵點(diǎn)（城市中心區(qū)域、商業(yè)區(qū)和旅游景點(diǎn)）的空閑車位信息，可方便車主停車，還可為城市基礎(chǔ)建設(shè)中的停車場分布、交通疏導(dǎo)和智慧城市建設(shè)提供幫助和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)；智能；停車場；停車位；預(yù)約

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）20-0139-02

The Design of Intelligent Parking System Based on the Mobile Networking Technology

CUI Jing-chao， ZHANG Li-li， SHEN Chen-lin

（School of Computer Science and Engineering， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212003， China）

Abstract： This paper aims to design a software and hardware system based on the mobile networking technology for urban intelligent parking.Users can query parking lots and free parking information through the mobile phone APP，this system supports make an appointment for parking spaces online.The parking lot has the functions，such as automatic identification， automatic allocation of free parking spaces， parking guidance， data analysis and other functions，providing key points （city center area， commercial area and tourist attractions） free parking information.These can not only facilitate the owner to stop， but also provide help and support for parking lot， traffic guidance and the wisdom of urban construction in the city infrastructure construction.

Key words：the mobile networking； intelligence； parking lot； parking space； appointment

1 背景分析

隨著機(jī)動(dòng)車保有量不斷增加，“停車難，找車位難”問題日漸凸顯，這不僅浪費(fèi)了車主們寶貴的時(shí)間，給他們帶來不便，而且隨之而來的交通堵塞、安全問題日益嚴(yán)重。所以，如何能使車主們實(shí)時(shí)獲取目的地附近停車場、停車位信息，如何更有效地利用和管理停車場等一系列問題亟待解決。

目前，市場上缺乏具有查詢、預(yù)約停車位及在線支付功能的手機(jī)軟件，現(xiàn)有的手機(jī)軟件只支持停車場查詢功能。此外，很多停車場缺乏對車輛的引導(dǎo)和空間的管理，使停車場內(nèi)停車效率低，而且，不同的停車場系統(tǒng)相對獨(dú)立，還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、統(tǒng)一的停車信息服務(wù)系統(tǒng)，導(dǎo)致難以在城市范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的全方位停車信息服務(wù)，從而停車管理缺少系統(tǒng)性的規(guī)劃和建設(shè)。

2 項(xiàng)目意義

緩解用戶停車難的問題。用戶可以通過手機(jī)APP查詢周圍停車場及車位信息，支持在線預(yù)約停車位和在線支付功能。從而不僅可以減少停車場內(nèi)的迂回時(shí)間，可以幫助駕駛員快速、準(zhǔn)確地找到停車位；而且可以緩解違章停車、進(jìn)出停車場麻煩等問題。

提高停車場管理效率。停車場系統(tǒng)具有車牌自動(dòng)識(shí)別功能、空車位自動(dòng)分配和導(dǎo)引系統(tǒng)，不需要人工進(jìn)行空車位的統(tǒng)計(jì)及分配。不僅提高了停車場的運(yùn)行效率，也有利于維持停車場內(nèi)部的秩序安全。

數(shù)據(jù)分析功能。為城市基礎(chǔ)建設(shè)中的停車場分布、交通疏導(dǎo)以及智慧城市建設(shè)提供幫助和依據(jù)。

節(jié)能環(huán)保。在停車場系統(tǒng)中采用超聲波感應(yīng)LED燈有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，有助于緩解政府能源供應(yīng)及建設(shè)的壓力。

3 總體設(shè)計(jì)

1）基于移動(dòng)終端的APP系統(tǒng)：

支持用戶實(shí)時(shí)查詢停車場及其車位信息且可以通過電子地圖進(jìn)行停車場路線導(dǎo)航，還可以實(shí)現(xiàn)在線預(yù)約及支付等功能。

2）停車場車牌識(shí)別與認(rèn)證系統(tǒng)：

具有基于視覺的車牌識(shí)別功能，ETC會(huì)員自動(dòng)過閘機(jī)，非會(huì)員過閘機(jī)時(shí)需領(lǐng)取憑證。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控，對出入車輛信息進(jìn)行記錄。

3）空閑停車位查詢和導(dǎo)引系統(tǒng)：

通過地磁傳感器檢測空車位；使用Dijkstra算法，制定最優(yōu)路徑，當(dāng)車主刷卡進(jìn)入停車場時(shí)，服務(wù)器會(huì)計(jì)算一個(gè)未占用車位的最優(yōu)路徑，并且通過LED引導(dǎo)屏和LED指示燈引導(dǎo)車主停車。

4）在線停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)：

系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出用戶的停車時(shí)長并計(jì)算費(fèi)用，除用現(xiàn)金支付外，會(huì)員可以刷卡收費(fèi)和在線支付，非會(huì)員可以選擇在線支付功能。

5）大數(shù)據(jù)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)：

系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括平均停車時(shí)長、車位滿/空率、停車場分布率和歷史數(shù)據(jù)分析等功能。

6）節(jié)能照明系統(tǒng)：

在停車場內(nèi)部使用超聲波感應(yīng)LED節(jié)能燈。在沒有人（車）移動(dòng)或沒有控制命令的情況下，LED燈處于節(jié)能模式；當(dāng)檢測到有人（車）移動(dòng)的信息時(shí)，就轉(zhuǎn)為全亮模式。見圖1。

表1 模塊實(shí)現(xiàn)的具體功能

[模塊名稱＼&功能＼&停車場PC管理客戶端模塊＼&即時(shí)更新停車位信息、記錄車輛信息、停車場系統(tǒng)管理＼&Android手機(jī)客戶端模塊＼&查詢目的地附近停車場車位信息、預(yù)約停車位、路線導(dǎo)航＼&視頻模塊＼&實(shí)時(shí)監(jiān)控、車牌識(shí)別、對出入車輛信息進(jìn)行記錄＼&地磁傳感器模塊＼&檢測停車位是否空閑，傳送數(shù)據(jù)，

改變LED車位提示燈狀態(tài)＼&LED引導(dǎo)屏模塊＼&將停車位導(dǎo)引最佳方案動(dòng)態(tài)顯示在車輛行駛路徑上的LED引導(dǎo)屏上＼&超聲波感應(yīng)模塊＼&檢測是否有車輛及人員活動(dòng)，避免長時(shí)間無用照明，節(jié)約能源＼&]

圖1 總體設(shè)計(jì)圖

4 具體實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

4.1硬件實(shí)現(xiàn)

1）視頻模塊：基于arm2410開發(fā)板啟動(dòng)USB ZC301攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控和即時(shí)拍照，從而實(shí)現(xiàn)車牌識(shí)別、信息記錄和安全監(jiān)控等功能。

2）地磁傳感器模塊：基于Arduino UNO R3開發(fā)板，通過HMC5883L 三軸磁場傳感器感應(yīng)停車位上磁場的變化，從而判斷車位是否空閑，并將獲得的數(shù)據(jù)傳送至PC端，從而獲取停車位狀態(tài)信息。

3）LED引導(dǎo)屏模塊：LED裝置從信息中心接收相應(yīng)數(shù)據(jù)，當(dāng)車輛駛?cè)霑r(shí)，顯示其相應(yīng)的空車位引導(dǎo)路線。

4）超聲波感應(yīng)LED節(jié)能燈：基于Arduino UNO R3開發(fā)板，并通過HC-SR04超聲波模塊探測到附近是否有車輛活動(dòng)，當(dāng)超聲波模塊檢測到附近（可設(shè)探測距離）有車輛或人員活動(dòng)時(shí)，將傳送指令使LED燈長亮，當(dāng)附近無活動(dòng)時(shí)，延遲一段時(shí)間后熄滅LED燈。

4.2軟件實(shí)現(xiàn)

4.2.1 Android手機(jī)客戶端

1）百度地圖離線導(dǎo)航。

2）在線搜索附近停車場，查看附近停車場發(fā)布的車位信息，完成預(yù)約功能。

4.2.2 停車場PC管理客戶端

1）車位統(tǒng)計(jì)：對硬件返回的數(shù)據(jù)即時(shí)處理，統(tǒng)計(jì)空閑車位信息。

2）車牌識(shí)別：使用主流車牌識(shí)別算法，快速高效準(zhǔn)備地識(shí)別出車牌號(hào)，并存入數(shù)據(jù)庫。

3）記錄車輛信息：使用SQL Server數(shù)據(jù)庫對駛?cè)胲囕v信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

4）車位引導(dǎo)：使用Dijkstra算法制定最優(yōu)路徑，并上傳信息中心。

5）大數(shù)據(jù)分析：管理員依據(jù)數(shù)據(jù)庫里一段時(shí)間內(nèi)的存儲(chǔ)的車輛停車信息進(jìn)行分析，判斷停車場是否需要擴(kuò)建。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)以嵌入式系統(tǒng)終端開發(fā)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體驗(yàn)為核心，采用移動(dòng)終端開發(fā)技術(shù)，集成傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理與識(shí)別技術(shù)設(shè)計(jì)并研發(fā)一套基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智慧泊車系統(tǒng)，用以解決城市停車難的問題。系統(tǒng)具有在線停車場和空閑車位的查詢、預(yù)約功能，在線支付功能，車牌自動(dòng)識(shí)別功能，停車位自動(dòng)引導(dǎo)功能，數(shù)據(jù)分析等功能，可以廣泛地應(yīng)用于城市中的各類停車場，項(xiàng)目的實(shí)施可以有效解決城市停車難的問題，對于緩解城市交通堵塞、停車場建設(shè)規(guī)劃、交通規(guī)劃等提供數(shù)據(jù)支持！

綜上，本項(xiàng)目的應(yīng)用前景十分廣闊，具有重要的商業(yè)價(jià)值！

參考文獻(xiàn)：

[1] 賈智平， 張瑞華. 嵌入式系統(tǒng)原理與接口技術(shù)[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2005.

[2] 鄧應(yīng)偉. 停車場智能管理系統(tǒng)[D].長沙： 湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2006.

[3] 謝剛， 劉正熙， 盧建斌， 等. 基于多種車輛特征信息識(shí)別的停車場管理系統(tǒng)[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究， 2006（02）.

[4] 杜春雷. ARM體系結(jié)構(gòu)與編程[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2003.

[5] 王小紅， 周淵平， 方曉翠. 嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J]. 通信技術(shù)， 2011， 44（6）： 105-109.

[6] 郝瑩. 停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)[D].長春： 吉林大學(xué)， 2006.

[7] 林嘉， 廉迎戰(zhàn). 基于PLC的住宅小區(qū)停車場管理系統(tǒng)[A]. 第十九屆電工理論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C]. 2007.

[8] Dick Johnson. Ethernet Edges toward Process Control [J/OL]. http：//www.isa.org/Bookstore. 1998.