基于Linux系統的智能車輛管理系統設計

李景富+朱獻文

摘 要：該系統是一種基于嵌入式系統，集成圖像識別、視頻采集卡和控制器等軟硬件進行有機整合，實現出入口無人看守的智能車輛管理系統，文章系統擁有遠程控制、網絡遠程升級、車輛自動設別、車輛進出自動匹配、組合式車輛準入控制、黑名單告警、語音報號等多種功能，并詳細介紹了系統各個模塊的功能及實現方法。

關鍵詞：嵌入式；車輛管理；分布式；圖像識別

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2014）07-0073-02

0引言

近年來，隨著經濟的不斷發展、城鎮化建設步伐的加快，人們的生活水平有了顯著地提高，汽車需求日益加劇，汽車產業獲得了飛速發展，我國已于2012年正式邁入汽車社會，每百戶家庭私人汽車擁有量超過了20輛。私人汽車保有量增長驚人，汽車使用環境進一步惡化。目前汽車社會管理缺乏系統性和科學性，民眾路權意識缺失，文明狀況堪憂，汽車社會規則不完善、風險加劇；汽車成為社會分化的象征，許多汽車問題升級為社會問題。目前，研究如何改善交通狀況和提高交通設施利用效率是一個大趨勢。

在小區、醫院、學校、工業園區、科技園區的車輛管理的諸多新的挑戰中，特別突出的是高校，這些地方大多位于城市相對繁華的地段，學校大門基本都是面向主干道，經常出現停車困難，有時高校成了社會車輛的臨時停車點，給學校的交通造成很大的安全隱患，加上學校目前推出的校企合作，隨著與社會企業單位的交流加深，社會車輛進入校園日益增加，加上教師車輛的增多，勢必給學校的管理帶來很大難度[1]，進入校園后亂行亂放現象十分突出。主要表現在以下幾個方面：第一，不能識別進出車輛是否為本區域車輛；第二，非區域車輛不熟悉本區域路況，車速過快，給本區域路人帶來安全隱患；第三，區域車輛被盜事件時有發生。

目前，大多小區、醫院、學校、工業園區、科技園區的進出車輛管理還停留在人工管理階段，隨著車輛的增多，人工登記弊端日漸凸顯出來，人工登記的安全可靠性達不到要求，不同的值班人員在值班室的工作標準有高低之分，每個人工作效率和態度也有所不同，登記的內容很難達到準確客觀的標準。人工登記的內容有限，而且查找起來比較不方便。特別是上下班高峰期，經常看到進出口車輛排長龍的現象，究其原因即是車輛進出通關效率低下。因此，“嵌入式智能車輛出入管理系統”項目的開發，可以達到自動、高效、安全的目的，還可以有效的約束車輛進出行駛安全，大大提高區域內車輛出入管理自動化程度、減少人工成本。

1系統設計

本車輛出入管理系統是一個利用先進通訊技術、網絡技術、多媒體技術和傳感技術，結合嵌入式系統的特點，對車輛出入管理系統所滿足的需求進行設計與實現的。

1.1系統整體架構設計

嵌入式智能車輛出入管理系統的整體架構如圖1所示。該系統由外圍設備、通信控制、數據處理、日常值班管理等幾部分組成。

圖1嵌入式智能車輛出入管理系統的整體架構圖

1.2系統前端通信控制功能的設計與實現

前端設備模塊，涉及到系統的信息提示、信息采集器和控制器部件，其主要設備有車檢器、LED顯示、車輛出入控制、擋車器、采集卡、語音提示、讀卡器、語音模塊、攝像機、閃光燈等，數據采集使用網絡接口方式進行[3-11]。

1.3系統通信控制功能設計

本系統的前端通信控制結構工程圖如圖2所示。圖3所示是其前端通信工程圖。即與park通訊的工程圖。

1.4系統功能設計與實現

本系統采用QT和Java語言進行設計并實現對前臺結構的搭建，而用PSQL部署主從數據庫、基于XML面向服務的PARKSERVER接口設計、外設通用接口RS232/485/IO口；系統采用三層架構，將代碼分為：應用層、邏輯層和數據層，充分體現了可擴充性，系統高版本支持低版的硬件及低層前端軟件。系統基于Linux操作系統平臺，采用QT、PSQL等語言和標準進行二次開發的自主項目，以適應跨平臺的需要。

圖2前端通信控制結構工程圖

圖3前端通信工程圖

2數據處理功能的實現

2.1系統整體外部結構

Parkadmin是車輛出入數據處理的內核，其外部結構圖如圖4所示。其中數據庫主要與Parkadmin進行信息交換，目的是用來查詢和存儲數據，以對數據庫進行操作并對Parkadmin的分發進行配置，其實時調閱功能還可以通過Parkserver與Parkadmin連接來實現。

圖4外部結構圖

2.2系統內部整體結構

Parkadmin內部的層次結構如圖5所示。Parkadmin主要由系統配置、查詢報表、實時調閱、系統幫助等組成。可以滿足整個車輛出入系統的需求；查詢報表對相關業務數據進行分類篩選來滿足工作需求；實時調閱可方便值班人員實時監控小區進出車輛信息；系統幫助用于解決值班人員操作中遇到的問題，并通過系統操作手冊來化解遇到的問題。

Parkadmin定義的是通用模塊，主要運用QT的圖形界面程序架構、PostgreSQL數據庫通用接口來訪問，可實現數據庫配置、讀取和連接管理。

圖5內部結構圖

3應用系統的實現

本系統總體設計上充分體現了現代化車輛出入管理系統的先進性、可靠性和綜合性功能，克服傳統設計方案中各系統功能單一、資源浪費、管理煩瑣的弊病。系統設計充分考慮將來業務發展需要帶來的功能擴充問題。

系統采用低功耗X86的核心體系結構，注重系統在保證高性能的同時提高系統可靠性和功耗的需要，克服了PC架構方式對資源浪費又無法保證其穩定性的巨大缺陷。

4結語

隨著科學技術的不斷發展和現代化管理手段的不斷進步，對小區、醫院、學校、工業園區等區域的管理要求越來越先進。舊的管理模式已經不適應信息社會發展的需求[2]。還有開車盜竊現象時有發生，小區各種各樣車輛安全事故的發生，最直接的原因即在落后的管理方式，因此，需要利用先進的科技產品和手段來完善管理。

參 考 文 獻

[1]嚴玲，吳鋒. 校園交通管理與安全問題的思考[J]. 法制與社會， 2008（17）：178.

[2]楊洋，朱彩蓮.基于車牌識別及RFID技術的小區車輛管理系統設計[J].江西電力職業技術學院學報，2012（1）：32-33.

[3]黃鵬宇.嵌入式停車場管理系統設計與實現[D].成都：電子科技大學， 2011.

[4]陳一新.和平碼頭停車場管理系統的設計研究[D].上海：海事大學，2007.

[5]王樹欣，伍湘彬.地感線圈在交通控制領域中的應用[J].電子世界，2005（8）：47.

[6]郭弘. 移動“嵌”入佳境——吳朝暉教授縱談嵌入式技術[J]. 微電腦世界，2000（17）： 53-55.

[7]陳榕. 停車場管理系統的設計與實現[J]. 科技創新導報，2009（23）： 187-189.

[8]北京先略投資咨詢有限公司.2013年中國停車場管理系統軟件市場調查研究報告[R].2013.

[9]云南森林海智能系統有限公司.智能停車場管理系統-項目方案[EB/OL].[2012-10-18].http：//www.docin.com/p-63457982.html.

[10]江西賽科智能卡技術有限公司.停車場智能管理系統 - 建議方案[EB/OL].[2013-04-26]. http：//www.docin.com/p-641440377.html

[11]過秀成.城市停車場規劃與設計[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

————————————————

收稿日期：2014-04-04

基金項目：河南省科技攻關項目（122102210535）

摘 要：該系統是一種基于嵌入式系統，集成圖像識別、視頻采集卡和控制器等軟硬件進行有機整合，實現出入口無人看守的智能車輛管理系統，文章系統擁有遠程控制、網絡遠程升級、車輛自動設別、車輛進出自動匹配、組合式車輛準入控制、黑名單告警、語音報號等多種功能，并詳細介紹了系統各個模塊的功能及實現方法。

關鍵詞：嵌入式；車輛管理；分布式；圖像識別

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2014）07-0073-02

0引言

近年來，隨著經濟的不斷發展、城鎮化建設步伐的加快，人們的生活水平有了顯著地提高，汽車需求日益加劇，汽車產業獲得了飛速發展，我國已于2012年正式邁入汽車社會，每百戶家庭私人汽車擁有量超過了20輛。私人汽車保有量增長驚人，汽車使用環境進一步惡化。目前汽車社會管理缺乏系統性和科學性，民眾路權意識缺失，文明狀況堪憂，汽車社會規則不完善、風險加劇；汽車成為社會分化的象征，許多汽車問題升級為社會問題。目前，研究如何改善交通狀況和提高交通設施利用效率是一個大趨勢。

在小區、醫院、學校、工業園區、科技園區的車輛管理的諸多新的挑戰中，特別突出的是高校，這些地方大多位于城市相對繁華的地段，學校大門基本都是面向主干道，經常出現停車困難，有時高校成了社會車輛的臨時停車點，給學校的交通造成很大的安全隱患，加上學校目前推出的校企合作，隨著與社會企業單位的交流加深，社會車輛進入校園日益增加，加上教師車輛的增多，勢必給學校的管理帶來很大難度[1]，進入校園后亂行亂放現象十分突出。主要表現在以下幾個方面：第一，不能識別進出車輛是否為本區域車輛；第二，非區域車輛不熟悉本區域路況，車速過快，給本區域路人帶來安全隱患；第三，區域車輛被盜事件時有發生。

目前，大多小區、醫院、學校、工業園區、科技園區的進出車輛管理還停留在人工管理階段，隨著車輛的增多，人工登記弊端日漸凸顯出來，人工登記的安全可靠性達不到要求，不同的值班人員在值班室的工作標準有高低之分，每個人工作效率和態度也有所不同，登記的內容很難達到準確客觀的標準。人工登記的內容有限，而且查找起來比較不方便。特別是上下班高峰期，經常看到進出口車輛排長龍的現象，究其原因即是車輛進出通關效率低下。因此，“嵌入式智能車輛出入管理系統”項目的開發，可以達到自動、高效、安全的目的，還可以有效的約束車輛進出行駛安全，大大提高區域內車輛出入管理自動化程度、減少人工成本。

1系統設計

本車輛出入管理系統是一個利用先進通訊技術、網絡技術、多媒體技術和傳感技術，結合嵌入式系統的特點，對車輛出入管理系統所滿足的需求進行設計與實現的。

1.1系統整體架構設計

嵌入式智能車輛出入管理系統的整體架構如圖1所示。該系統由外圍設備、通信控制、數據處理、日常值班管理等幾部分組成。

圖1嵌入式智能車輛出入管理系統的整體架構圖

1.2系統前端通信控制功能的設計與實現

前端設備模塊，涉及到系統的信息提示、信息采集器和控制器部件，其主要設備有車檢器、LED顯示、車輛出入控制、擋車器、采集卡、語音提示、讀卡器、語音模塊、攝像機、閃光燈等，數據采集使用網絡接口方式進行[3-11]。

1.3系統通信控制功能設計

本系統的前端通信控制結構工程圖如圖2所示。圖3所示是其前端通信工程圖。即與park通訊的工程圖。

1.4系統功能設計與實現

本系統采用QT和Java語言進行設計并實現對前臺結構的搭建，而用PSQL部署主從數據庫、基于XML面向服務的PARKSERVER接口設計、外設通用接口RS232/485/IO口；系統采用三層架構，將代碼分為：應用層、邏輯層和數據層，充分體現了可擴充性，系統高版本支持低版的硬件及低層前端軟件。系統基于Linux操作系統平臺，采用QT、PSQL等語言和標準進行二次開發的自主項目，以適應跨平臺的需要。

圖2前端通信控制結構工程圖

圖3前端通信工程圖

2數據處理功能的實現

2.1系統整體外部結構

Parkadmin是車輛出入數據處理的內核，其外部結構圖如圖4所示。其中數據庫主要與Parkadmin進行信息交換，目的是用來查詢和存儲數據，以對數據庫進行操作并對Parkadmin的分發進行配置，其實時調閱功能還可以通過Parkserver與Parkadmin連接來實現。

圖4外部結構圖

2.2系統內部整體結構

Parkadmin內部的層次結構如圖5所示。Parkadmin主要由系統配置、查詢報表、實時調閱、系統幫助等組成。可以滿足整個車輛出入系統的需求；查詢報表對相關業務數據進行分類篩選來滿足工作需求；實時調閱可方便值班人員實時監控小區進出車輛信息；系統幫助用于解決值班人員操作中遇到的問題，并通過系統操作手冊來化解遇到的問題。

Parkadmin定義的是通用模塊，主要運用QT的圖形界面程序架構、PostgreSQL數據庫通用接口來訪問，可實現數據庫配置、讀取和連接管理。

圖5內部結構圖

3應用系統的實現

本系統總體設計上充分體現了現代化車輛出入管理系統的先進性、可靠性和綜合性功能，克服傳統設計方案中各系統功能單一、資源浪費、管理煩瑣的弊病。系統設計充分考慮將來業務發展需要帶來的功能擴充問題。

系統采用低功耗X86的核心體系結構，注重系統在保證高性能的同時提高系統可靠性和功耗的需要，克服了PC架構方式對資源浪費又無法保證其穩定性的巨大缺陷。

4結語

隨著科學技術的不斷發展和現代化管理手段的不斷進步，對小區、醫院、學校、工業園區等區域的管理要求越來越先進。舊的管理模式已經不適應信息社會發展的需求[2]。還有開車盜竊現象時有發生，小區各種各樣車輛安全事故的發生，最直接的原因即在落后的管理方式，因此，需要利用先進的科技產品和手段來完善管理。

參 考 文 獻

[1]嚴玲，吳鋒. 校園交通管理與安全問題的思考[J]. 法制與社會， 2008（17）：178.

[2]楊洋，朱彩蓮.基于車牌識別及RFID技術的小區車輛管理系統設計[J].江西電力職業技術學院學報，2012（1）：32-33.

[3]黃鵬宇.嵌入式停車場管理系統設計與實現[D].成都：電子科技大學， 2011.

[4]陳一新.和平碼頭停車場管理系統的設計研究[D].上海：海事大學，2007.

[5]王樹欣，伍湘彬.地感線圈在交通控制領域中的應用[J].電子世界，2005（8）：47.

[6]郭弘. 移動“嵌”入佳境——吳朝暉教授縱談嵌入式技術[J]. 微電腦世界，2000（17）： 53-55.

[7]陳榕. 停車場管理系統的設計與實現[J]. 科技創新導報，2009（23）： 187-189.

[8]北京先略投資咨詢有限公司.2013年中國停車場管理系統軟件市場調查研究報告[R].2013.

[9]云南森林海智能系統有限公司.智能停車場管理系統-項目方案[EB/OL].[2012-10-18].http：//www.docin.com/p-63457982.html.

[10]江西賽科智能卡技術有限公司.停車場智能管理系統 - 建議方案[EB/OL].[2013-04-26]. http：//www.docin.com/p-641440377.html

[11]過秀成.城市停車場規劃與設計[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

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收稿日期：2014-04-04

基金項目：河南省科技攻關項目（122102210535）

摘 要：該系統是一種基于嵌入式系統，集成圖像識別、視頻采集卡和控制器等軟硬件進行有機整合，實現出入口無人看守的智能車輛管理系統，文章系統擁有遠程控制、網絡遠程升級、車輛自動設別、車輛進出自動匹配、組合式車輛準入控制、黑名單告警、語音報號等多種功能，并詳細介紹了系統各個模塊的功能及實現方法。

關鍵詞：嵌入式；車輛管理；分布式；圖像識別

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2014）07-0073-02

0引言

近年來，隨著經濟的不斷發展、城鎮化建設步伐的加快，人們的生活水平有了顯著地提高，汽車需求日益加劇，汽車產業獲得了飛速發展，我國已于2012年正式邁入汽車社會，每百戶家庭私人汽車擁有量超過了20輛。私人汽車保有量增長驚人，汽車使用環境進一步惡化。目前汽車社會管理缺乏系統性和科學性，民眾路權意識缺失，文明狀況堪憂，汽車社會規則不完善、風險加劇；汽車成為社會分化的象征，許多汽車問題升級為社會問題。目前，研究如何改善交通狀況和提高交通設施利用效率是一個大趨勢。

在小區、醫院、學校、工業園區、科技園區的車輛管理的諸多新的挑戰中，特別突出的是高校，這些地方大多位于城市相對繁華的地段，學校大門基本都是面向主干道，經常出現停車困難，有時高校成了社會車輛的臨時停車點，給學校的交通造成很大的安全隱患，加上學校目前推出的校企合作，隨著與社會企業單位的交流加深，社會車輛進入校園日益增加，加上教師車輛的增多，勢必給學校的管理帶來很大難度[1]，進入校園后亂行亂放現象十分突出。主要表現在以下幾個方面：第一，不能識別進出車輛是否為本區域車輛；第二，非區域車輛不熟悉本區域路況，車速過快，給本區域路人帶來安全隱患；第三，區域車輛被盜事件時有發生。

目前，大多小區、醫院、學校、工業園區、科技園區的進出車輛管理還停留在人工管理階段，隨著車輛的增多，人工登記弊端日漸凸顯出來，人工登記的安全可靠性達不到要求，不同的值班人員在值班室的工作標準有高低之分，每個人工作效率和態度也有所不同，登記的內容很難達到準確客觀的標準。人工登記的內容有限，而且查找起來比較不方便。特別是上下班高峰期，經常看到進出口車輛排長龍的現象，究其原因即是車輛進出通關效率低下。因此，“嵌入式智能車輛出入管理系統”項目的開發，可以達到自動、高效、安全的目的，還可以有效的約束車輛進出行駛安全，大大提高區域內車輛出入管理自動化程度、減少人工成本。

1系統設計

本車輛出入管理系統是一個利用先進通訊技術、網絡技術、多媒體技術和傳感技術，結合嵌入式系統的特點，對車輛出入管理系統所滿足的需求進行設計與實現的。

1.1系統整體架構設計

嵌入式智能車輛出入管理系統的整體架構如圖1所示。該系統由外圍設備、通信控制、數據處理、日常值班管理等幾部分組成。

圖1嵌入式智能車輛出入管理系統的整體架構圖

1.2系統前端通信控制功能的設計與實現

前端設備模塊，涉及到系統的信息提示、信息采集器和控制器部件，其主要設備有車檢器、LED顯示、車輛出入控制、擋車器、采集卡、語音提示、讀卡器、語音模塊、攝像機、閃光燈等，數據采集使用網絡接口方式進行[3-11]。

1.3系統通信控制功能設計

本系統的前端通信控制結構工程圖如圖2所示。圖3所示是其前端通信工程圖。即與park通訊的工程圖。

1.4系統功能設計與實現

本系統采用QT和Java語言進行設計并實現對前臺結構的搭建，而用PSQL部署主從數據庫、基于XML面向服務的PARKSERVER接口設計、外設通用接口RS232/485/IO口；系統采用三層架構，將代碼分為：應用層、邏輯層和數據層，充分體現了可擴充性，系統高版本支持低版的硬件及低層前端軟件。系統基于Linux操作系統平臺，采用QT、PSQL等語言和標準進行二次開發的自主項目，以適應跨平臺的需要。

圖2前端通信控制結構工程圖

圖3前端通信工程圖

2數據處理功能的實現

2.1系統整體外部結構

Parkadmin是車輛出入數據處理的內核，其外部結構圖如圖4所示。其中數據庫主要與Parkadmin進行信息交換，目的是用來查詢和存儲數據，以對數據庫進行操作并對Parkadmin的分發進行配置，其實時調閱功能還可以通過Parkserver與Parkadmin連接來實現。

圖4外部結構圖

2.2系統內部整體結構

Parkadmin內部的層次結構如圖5所示。Parkadmin主要由系統配置、查詢報表、實時調閱、系統幫助等組成。可以滿足整個車輛出入系統的需求；查詢報表對相關業務數據進行分類篩選來滿足工作需求；實時調閱可方便值班人員實時監控小區進出車輛信息；系統幫助用于解決值班人員操作中遇到的問題，并通過系統操作手冊來化解遇到的問題。

Parkadmin定義的是通用模塊，主要運用QT的圖形界面程序架構、PostgreSQL數據庫通用接口來訪問，可實現數據庫配置、讀取和連接管理。

圖5內部結構圖

3應用系統的實現

本系統總體設計上充分體現了現代化車輛出入管理系統的先進性、可靠性和綜合性功能，克服傳統設計方案中各系統功能單一、資源浪費、管理煩瑣的弊病。系統設計充分考慮將來業務發展需要帶來的功能擴充問題。

系統采用低功耗X86的核心體系結構，注重系統在保證高性能的同時提高系統可靠性和功耗的需要，克服了PC架構方式對資源浪費又無法保證其穩定性的巨大缺陷。

4結語

隨著科學技術的不斷發展和現代化管理手段的不斷進步，對小區、醫院、學校、工業園區等區域的管理要求越來越先進。舊的管理模式已經不適應信息社會發展的需求[2]。還有開車盜竊現象時有發生，小區各種各樣車輛安全事故的發生，最直接的原因即在落后的管理方式，因此，需要利用先進的科技產品和手段來完善管理。

參 考 文 獻

[1]嚴玲，吳鋒. 校園交通管理與安全問題的思考[J]. 法制與社會， 2008（17）：178.

[2]楊洋，朱彩蓮.基于車牌識別及RFID技術的小區車輛管理系統設計[J].江西電力職業技術學院學報，2012（1）：32-33.

[3]黃鵬宇.嵌入式停車場管理系統設計與實現[D].成都：電子科技大學， 2011.

[4]陳一新.和平碼頭停車場管理系統的設計研究[D].上海：海事大學，2007.

[5]王樹欣，伍湘彬.地感線圈在交通控制領域中的應用[J].電子世界，2005（8）：47.

[6]郭弘. 移動“嵌”入佳境——吳朝暉教授縱談嵌入式技術[J]. 微電腦世界，2000（17）： 53-55.

[7]陳榕. 停車場管理系統的設計與實現[J]. 科技創新導報，2009（23）： 187-189.

[8]北京先略投資咨詢有限公司.2013年中國停車場管理系統軟件市場調查研究報告[R].2013.

[9]云南森林海智能系統有限公司.智能停車場管理系統-項目方案[EB/OL].[2012-10-18].http：//www.docin.com/p-63457982.html.

[10]江西賽科智能卡技術有限公司.停車場智能管理系統 - 建議方案[EB/OL].[2013-04-26]. http：//www.docin.com/p-641440377.html

[11]過秀成.城市停車場規劃與設計[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

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收稿日期：2014-04-04

基金項目：河南省科技攻關項目（122102210535）