胡雨杭　吳柯依

摘要：在私家車數(shù)量迅速增長、車位緊缺的情形下，為了充分利用停車場車位資源，對目前停車場管理系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化升級?；贚abVIEW平臺開發(fā)，具有基于LabVIEW Vision的車牌識別和車位狀態(tài)判斷、基于Acessde數(shù)據(jù)管理等功能，并配有手機(jī)APP作為客戶端提供給車主，使車主可以通過本系統(tǒng)享受車位預(yù)定、室內(nèi)導(dǎo)航輔助停車與取車、在線支付等服務(wù)，有效優(yōu)化了停車場的管理模式，充分使用了停車場車位資源，提升了停車場的服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：智能車庫;引導(dǎo)系統(tǒng);系統(tǒng)優(yōu)化;數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：U491.71

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.029

1 作品背景及研究意義

在私家車數(shù)量迅速增長的情形下，停車場的高效管理顯得尤為重要。而目前停車場管理系統(tǒng)大多僅實現(xiàn)了車牌記錄以及刷卡收費(fèi)等功能，自動化程度有待提升。同時，對于車主而言，目前的停車APP所提供的功能主要為查看停車場收費(fèi)情況、位置等，交互性較差，并且現(xiàn)代的大型停車場為多層、占地面積較大，車主進(jìn)入停車后尋找車位或取車都面臨著一定的困難，用戶體驗有待提升。為了調(diào)動停車場車位資源，本項目組對目前停車場管理系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化升級。

2 作品整體介紹

該系統(tǒng)主要由停車場內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)、閘道車牌識別攝像頭、基于LabVIEW的服務(wù)器、路由器網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)APP組成。停車場內(nèi)部視頻監(jiān)控系統(tǒng)為現(xiàn)有停車場必備基礎(chǔ)設(shè)施。本系統(tǒng)可從其硬盤錄像機(jī)中讀取圖像文件，利用LabVIEW Vision進(jìn)行圖像處理，分析停車場各個車位狀態(tài)并發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)。

停車用戶通過專用手機(jī)APP可享受賬號注冊、車位預(yù)定、在線支付、室內(nèi)導(dǎo)航等服務(wù)。車主到達(dá)停車場時，系統(tǒng)通過攝像頭進(jìn)行車牌識別以校核其APP注冊身份。車輛進(jìn)入停車場內(nèi)部，系統(tǒng)通過WiFi定位其手機(jī)位置，實現(xiàn)對車主的停車引導(dǎo)，方便車主快速找到預(yù)約車位。

停車場管理員可通過管理員軟件進(jìn)行車庫實時監(jiān)控、查看設(shè)備狀態(tài)、查詢停車記錄、了解預(yù)約情況、統(tǒng)計收入等操作。在提升管理效率和質(zhì)量的同時，減少了勞動力的投入。智能車庫引導(dǎo)系統(tǒng)系統(tǒng)如圖1所示。

3 作品實施方案

3.1 攝像頭部分

該部分主要實現(xiàn)兩個功能，即車位狀態(tài)檢測和車牌號識別。車位狀態(tài)識別利用現(xiàn)有停車場的監(jiān)控系統(tǒng)，從其硬盤錄像機(jī)中讀取實時圖像文件，將圖片與車位全空時做對比，以判斷車位狀態(tài)。車牌號識別利用LabVIEW驅(qū)動USB攝像頭.當(dāng)車輛停在閘道前時觸發(fā)攝像頭拍照，識別車牌號校驗車主身份。

3.1.1 車位檢測

在實際停車場監(jiān)控系統(tǒng)中，單個攝像頭位置固定且覆蓋的車位數(shù)量固定。首先程序讀取一張被識別圖片，根據(jù)其覆蓋車位的個數(shù)劃分多個感興趣區(qū)域，然后依次進(jìn)行模式匹配，匹配模板為車位為空時的狀態(tài)，每個車位的結(jié)果用布爾量表示并存人數(shù)組，最后將匹配結(jié)果以數(shù)組形式返回。例如101表示該攝像頭覆蓋的1號和3號車位被占用，其余車位為空。

3.1.2 車牌號識別

停車場出人口閘道前方裝有超聲波測距傳感器，傳感器測量的數(shù)據(jù)由STM32F103ZET6單片機(jī)采集。有車輛靠近時，傳感器測得的距離將大大減小。可根據(jù)實際情況設(shè)置閾值，當(dāng)傳感器器測得距離小于該值時，單片機(jī)通過串口發(fā)送自定義協(xié)議到在PC上運(yùn)行的LabVIEW。LabVIEW通過串口接收協(xié)議后打開USB攝像頭，拍攝照片并進(jìn)行圖像處理和車牌號識別。LabVIEW在已預(yù)約車輛的數(shù)據(jù)庫中檢索該車牌號，如果該車輛已預(yù)約則直接放行，如果未預(yù)約則提示管理員進(jìn)行手動處理。

3.1.3 車主身份核驗

本系統(tǒng)通過手機(jī)APP向車主提供車位預(yù)約服務(wù)，車主在注冊手機(jī)APP賬號時需要提供車牌號信息。當(dāng)車主駕車到達(dá)停車場時，需對車主身份進(jìn)行核驗。核驗方式為在閘道處安裝攝像頭對車主車牌號進(jìn)行識別，然后在已預(yù)約車輛的數(shù)據(jù)庫中查找該車牌號，如果車主已提前預(yù)約則可直接駛?cè)耄绻搭A(yù)約則需按傳統(tǒng)方式領(lǐng)卡進(jìn)入。

3.2 車庫管理員程序

本作品在LabVIEW環(huán)境下借助Access數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理。通過LabVIEW對Access數(shù)據(jù)庫的調(diào)用可實現(xiàn)對停車場各類型數(shù)據(jù)的錄入、查詢、更新功能。

3.2.1 數(shù)據(jù)庫操作步驟

本作品中LabVIEW對Access數(shù)據(jù)庫的訪問主要包括以下步驟。

第一步，建立數(shù)據(jù)庫并關(guān)聯(lián)。在Access中建立“.mdb”格式的數(shù)據(jù)庫，然后建立一個基于ODBC（ Open DatabaseConnectivity）技術(shù)的DSN（Data Source Names），再使用ODBC API函數(shù)連接到實際數(shù)據(jù)庫。本作品共設(shè)置3個Access數(shù)據(jù)庫提供給LabVIEW進(jìn)行調(diào)用，分別為Users_ data（存放APP客戶端車主的注冊信息、車輛狀態(tài)等信息）、Target_data（用于存放車位狀態(tài)等信息）、Recording_data（存放停車場每天車輛進(jìn)出記錄等信息）。

第二步，打開數(shù)據(jù)源引用。通過數(shù)據(jù)連接屬性對話框創(chuàng)建UDL文件，與DSN文件進(jìn)行關(guān)聯(lián);在LabVIEW中使用DCT（Database ConnectivityToolkit）模塊，通過對于udl文件的操作間接實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)庫的操作。

第三步，對數(shù)據(jù)源進(jìn)行所需操作。在LabVIEW中利用其附帶的DCT（Database Connectivity Toolkit）模塊對實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的操作。使用DCT模塊完成信息初始化和插入等基本功能;利用模塊中的激活SQL語言實現(xiàn)相應(yīng)的排序、統(tǒng)計、篩選等高級功能，然后將各個單一功能的Ⅵ做成子Ⅵ，添加到管理員界面中。

3.2.2 管理員界面

管理員界面包含主頁、統(tǒng)計、檢索、監(jiān)控、設(shè)置、幫助六大模塊。每個模塊對應(yīng)相應(yīng)的功能，管理人員按照需求選擇相應(yīng)模塊實現(xiàn)所需功能。

3.3 WiFi定位與數(shù)據(jù)通信

該部分主要針對室內(nèi)定位和數(shù)據(jù)通信。通過對現(xiàn)階段定位方法的對比，最終確定用WiFi定位來實現(xiàn)室內(nèi)定位。數(shù)據(jù)通信主要為基于TCP/IP協(xié)議簇進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

3.3.1 WiFi定位

WiFi定位可以獲取用戶的實時位置信息，提供高效的路徑導(dǎo)航以及實時對規(guī)劃路徑進(jìn)行修改，同時可以獲取用戶的分布情況，以實現(xiàn)高效的資源配置。實現(xiàn)方式如下：①部署WiFiAP。硬件部署方案的實施可以通過高德地圖認(rèn)證的廠商進(jìn)行部署。②在Android平臺搭建WiFi定位模塊。使用高德開發(fā)平臺所提供的室內(nèi)定位SDK，在Android平臺上快速開發(fā)出WiFi定位模塊，實現(xiàn)通過APP進(jìn)行室內(nèi)定位。③APP將定位的信息傳送至服務(wù)器，并完成室內(nèi)導(dǎo)航，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。

3.3.2 數(shù)據(jù)通信

在本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信主要為APP與服務(wù)器通信和上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信。下面具體介紹APP與服務(wù)器通信。APP與服務(wù)器之間，主要是通過基于TCP協(xié)議的Socket通信完成。Socket通信則是在雙方建立諒解后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以實現(xiàn)信息的主動推送。Socket通信數(shù)據(jù)丟失率低，使用簡單易于移植，因此本作品APP與服務(wù)器之間的通訊采用Socket通信。

4 項目的可行性分析

停車場內(nèi)部視頻監(jiān)控系統(tǒng)為現(xiàn)有停車場必備基礎(chǔ)設(shè)施。本系統(tǒng)可從其硬盤錄像機(jī)中讀取圖像文件，利用LabVIEWVision進(jìn)行圖像處理，分析停車場各個車位狀態(tài)并發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)，項目的可行性強(qiáng)。

5 項目的創(chuàng)新之處

本作品是一套擁有APP客戶端、管理員程序、硬件系統(tǒng)在內(nèi)的功能較為完備的系統(tǒng);與數(shù)據(jù)庫連接，可以儲存大量的用戶信息以及停車場信息，管理員可以隨時通過管理程序進(jìn)行查看，方便其對車庫進(jìn)行管理，提高工作效率;結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊化，能夠方便、及時地對系統(tǒng)的各個部分進(jìn)行維護(hù)與更新;自動化程度較高，可以確保車輛快速出入，提高停車效率，推進(jìn)智能停車場逐步向無人化過渡;具有自主車位預(yù)定的功能，方便用戶選擇停車車位，更自主人性;具有室內(nèi)定位與導(dǎo)航功能，幫助車主迅速找到車位，節(jié)省時間。

參考文獻(xiàn)：

[1]張重雄，張思維.虛擬儀器技術(shù)分析與設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.