大型室內停車場上位機管理軟件設計

李超++李圓方++胡光耀

摘 要

根據大型室內停車場對車位檢測、管理以及信息顯示和車輛指引的要求，采用C# 編程語言，結合SQL Server數據庫技術，綜合利用ZigBee及RS232通信方式設計出停車場上位機管理軟件，實現對車位和停車場狀況的監控，幫助停車場管理者實時查看車位情況并統計進出車輛信息，實現各車位狀態在軟件界面的顯示，并引導待停車輛進行快速停車。經實際測試本軟件能夠準確可靠的完成相應管理功能。

【關鍵詞】停車場管理 SQL Server 串口通信 ZigBee

隨著汽車保有量的快速攀升，中國已經跨入汽車社會。中國社科院社會學研究所發布的《中國汽車社會發展報告》指出，2014年中國私人汽車擁有量將達到8650萬輛。停車難問題成為車主們頭痛的問題。引起停車難的原因是多方面的，停車場管理措施不到位、經營機制不合理、尤其是路面與地下停車場的車位管理缺乏合理性，都是不可忽視的原因。正是由于停車場的建設不夠科學，才會形成路面停車日增、室內停車場車位閑置的怪圈。而路側停車必然導致道路擁堵加重，進一步加深了城市內的空氣污染。

大型室內停車場智能管理系統是現代智能交通系統組成當中必不可少的一部分，而上位機管理軟件作為其核心部分，擁有強大的圖片顯示功能，可以顯示出停車場的平面示意圖、各個車位的占用與空閑情況、總體空閑車位數、各樓層及各區域空閑車位數等信息，并通過安裝在停車場內的顯示屏顯示各區域車位空閑數量，駕駛員可通過發布的信息，高效準確的泊車，方便了停車場的調度和管理。

1 系統硬件及網絡設計

1.1 系統硬件

與停車場上位機管理軟件相關的硬件包括掛載有ZigBee協調器模塊的上位機、分布在各個車位正上方的超聲波車位探測器、停車場入口處及各層各區域入口處的信息顯示屏、停車場入口及出口處的讀卡器或攝像機等。超聲波車位探測器包含ZigBee路由器模塊。系統選用了Digi公司的的XBee無線通信模塊，工作頻率為2.4GHz，模塊只需要很小的功率，就能保證超聲波車位探測器與協調器之間數據傳輸的可靠性。

1.2 系統網絡設計

系統采用了ZigBee Mesh網來完成超聲波車位探測器與協調器之間數據傳輸，Mesh網是一種自組織的網狀網，具有分布式網絡所提供的冗余機制和重新路由功能，發送數據的節點可自動選擇最佳路由路徑經一跳或者多跳發送到目標節點，因此可靠性很高。

2 軟件設計

2.1 登錄權限模塊設計

停車場上位機管理軟件不僅需要具有良好的實用性和可操作性，而且系統安全性也是必須考慮的方面。通過設置用戶名和密碼，限制軟件使用的權限，使相關數據更加安全。停車場上位機管理軟件的管理員用戶有且只有一個，其擁有權限管理功能，包括添加、編輯和刪除管理賬戶。

登錄權限模塊的窗口采用Visual Studio 2008集成開發環境中的windows窗體應用程序建立。數據庫選用的是SQL Server 2005。根據登錄權限模塊的需要，在數據庫中，建立一個名為Administrator的表。如表1所示。

2.2 軟件設置模塊設計

可在軟件設置界面設定串口號、波特率、數據位、停止位、校驗位等通信參數，以完成軟件與協調器之間的串口通信；在“目標地址添加”界面，可以添加新的超聲波探測器的MAC地址和網絡地址，從而將新添加的超聲波車位探測器包含的路由器模塊也加入到軟件輪詢的目標隊列中。

2.3 車位狀態顯示模塊設計

軟件根據設置的間隙時間或者人工開始車位狀態的輪詢，通過上位機掛載的協調器模塊向各超聲波車位探測器發送查詢數據幀，超聲波車位探測器接收到查詢數據幀后對車位狀態進行檢測，并將狀態數據發送回協調器。

超聲波車位探測器發送的數據幀的幀頭為固定值0x7E；數據長度為2字節，高8位在前，低8位在后；API ID為固定值；目標節點的MAC地址為8字節、網絡地址2字節；車位區域數據中0x41為A區域車位，0x42為B區域車位；車位編號采用3字節表示；車位狀態數據中00表示空閑，FF表示占用；最后1字節為校驗位。

當上位機管理軟件接收到協調器的數據后，觸發DataReceived事件接收數據，在DataReceived事件中進行數據的解析，如數據格式正確且車位狀態有變化，則觸發PictureBox控件的Paint事件，在軟件界面上顯示車位狀態及數量變化。

2.4 車位預約模塊設計

車位預約指停車場根據實際需要，預留部分車位給會員車輛使用。在預約車位的選擇界面上選擇預留車位的編號，此時檢查Checkbox控件狀態是否改變，如改變則填充車位狀態數組，并計算預約車位和空閑車位的數量，調用Paint函數重繪PictureBox控件，此時軟件界面出現預約車輛的圖標，并顯示預約車輛和空閑車位的數量。

2.5 停車收費模塊設計

停車收費模塊通過入口及出口讀取停車卡信息或者通過數字圖像處理捕獲車輛牌照信息，連接數據庫實現車輛停車的計時和收費功能。數據庫中建立會員車輛表、車輛出入記錄表等。當車輛駛出時，首先判斷車輛是否會員車輛，如果是則免費放行，如不是則通過對比數據庫中車輛進入的時間，計算車輛的停車費用。主要函數包括讀取數據庫函數，會員查詢函數，金額計算函數，記錄交易函數等。

3 總結

大型停車場上位機管理軟件與超聲波車位探測器、讀卡器、信息顯示屏、攝像機等的結合可大幅提高停車場車位的使用率，高效的管理停車場，降低大型停車場的各項管理成本，取得良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]陳立定，章慧鋒，梁聯冠.無線環境數據監控系統的設計與開發[J].自動化儀表，2009，30（10）： 12-15.

[2]王成嶺，陳一健，陳兆安.無線數據采集系統設計[J].機械工程與自動化，2007（6）：63-65.

[3]孫雪峰.基于Mesh網絡的無線抄表系統[D].濟南：山東大學，2009.

[4]王莉，陽春華.基于VC++的串口通信設計及其應用[J].控制工程，2004.

作者單位

北方工業大學現場總線及自動化北京市重點實驗室 北京市 100144endprint

摘 要

根據大型室內停車場對車位檢測、管理以及信息顯示和車輛指引的要求，采用C# 編程語言，結合SQL Server數據庫技術，綜合利用ZigBee及RS232通信方式設計出停車場上位機管理軟件，實現對車位和停車場狀況的監控，幫助停車場管理者實時查看車位情況并統計進出車輛信息，實現各車位狀態在軟件界面的顯示，并引導待停車輛進行快速停車。經實際測試本軟件能夠準確可靠的完成相應管理功能。

【關鍵詞】停車場管理 SQL Server 串口通信 ZigBee

隨著汽車保有量的快速攀升，中國已經跨入汽車社會。中國社科院社會學研究所發布的《中國汽車社會發展報告》指出，2014年中國私人汽車擁有量將達到8650萬輛。停車難問題成為車主們頭痛的問題。引起停車難的原因是多方面的，停車場管理措施不到位、經營機制不合理、尤其是路面與地下停車場的車位管理缺乏合理性，都是不可忽視的原因。正是由于停車場的建設不夠科學，才會形成路面停車日增、室內停車場車位閑置的怪圈。而路側停車必然導致道路擁堵加重，進一步加深了城市內的空氣污染。

大型室內停車場智能管理系統是現代智能交通系統組成當中必不可少的一部分，而上位機管理軟件作為其核心部分，擁有強大的圖片顯示功能，可以顯示出停車場的平面示意圖、各個車位的占用與空閑情況、總體空閑車位數、各樓層及各區域空閑車位數等信息，并通過安裝在停車場內的顯示屏顯示各區域車位空閑數量，駕駛員可通過發布的信息，高效準確的泊車，方便了停車場的調度和管理。

1 系統硬件及網絡設計

1.1 系統硬件

與停車場上位機管理軟件相關的硬件包括掛載有ZigBee協調器模塊的上位機、分布在各個車位正上方的超聲波車位探測器、停車場入口處及各層各區域入口處的信息顯示屏、停車場入口及出口處的讀卡器或攝像機等。超聲波車位探測器包含ZigBee路由器模塊。系統選用了Digi公司的的XBee無線通信模塊，工作頻率為2.4GHz，模塊只需要很小的功率，就能保證超聲波車位探測器與協調器之間數據傳輸的可靠性。

1.2 系統網絡設計

系統采用了ZigBee Mesh網來完成超聲波車位探測器與協調器之間數據傳輸，Mesh網是一種自組織的網狀網，具有分布式網絡所提供的冗余機制和重新路由功能，發送數據的節點可自動選擇最佳路由路徑經一跳或者多跳發送到目標節點，因此可靠性很高。

2 軟件設計

2.1 登錄權限模塊設計

停車場上位機管理軟件不僅需要具有良好的實用性和可操作性，而且系統安全性也是必須考慮的方面。通過設置用戶名和密碼，限制軟件使用的權限，使相關數據更加安全。停車場上位機管理軟件的管理員用戶有且只有一個，其擁有權限管理功能，包括添加、編輯和刪除管理賬戶。

登錄權限模塊的窗口采用Visual Studio 2008集成開發環境中的windows窗體應用程序建立。數據庫選用的是SQL Server 2005。根據登錄權限模塊的需要，在數據庫中，建立一個名為Administrator的表。如表1所示。

2.2 軟件設置模塊設計

可在軟件設置界面設定串口號、波特率、數據位、停止位、校驗位等通信參數，以完成軟件與協調器之間的串口通信；在“目標地址添加”界面，可以添加新的超聲波探測器的MAC地址和網絡地址，從而將新添加的超聲波車位探測器包含的路由器模塊也加入到軟件輪詢的目標隊列中。

2.3 車位狀態顯示模塊設計

軟件根據設置的間隙時間或者人工開始車位狀態的輪詢，通過上位機掛載的協調器模塊向各超聲波車位探測器發送查詢數據幀，超聲波車位探測器接收到查詢數據幀后對車位狀態進行檢測，并將狀態數據發送回協調器。

超聲波車位探測器發送的數據幀的幀頭為固定值0x7E；數據長度為2字節，高8位在前，低8位在后；API ID為固定值；目標節點的MAC地址為8字節、網絡地址2字節；車位區域數據中0x41為A區域車位，0x42為B區域車位；車位編號采用3字節表示；車位狀態數據中00表示空閑，FF表示占用；最后1字節為校驗位。

當上位機管理軟件接收到協調器的數據后，觸發DataReceived事件接收數據，在DataReceived事件中進行數據的解析，如數據格式正確且車位狀態有變化，則觸發PictureBox控件的Paint事件，在軟件界面上顯示車位狀態及數量變化。

2.4 車位預約模塊設計

車位預約指停車場根據實際需要，預留部分車位給會員車輛使用。在預約車位的選擇界面上選擇預留車位的編號，此時檢查Checkbox控件狀態是否改變，如改變則填充車位狀態數組，并計算預約車位和空閑車位的數量，調用Paint函數重繪PictureBox控件，此時軟件界面出現預約車輛的圖標，并顯示預約車輛和空閑車位的數量。

2.5 停車收費模塊設計

停車收費模塊通過入口及出口讀取停車卡信息或者通過數字圖像處理捕獲車輛牌照信息，連接數據庫實現車輛停車的計時和收費功能。數據庫中建立會員車輛表、車輛出入記錄表等。當車輛駛出時，首先判斷車輛是否會員車輛，如果是則免費放行，如不是則通過對比數據庫中車輛進入的時間，計算車輛的停車費用。主要函數包括讀取數據庫函數，會員查詢函數，金額計算函數，記錄交易函數等。

3 總結

大型停車場上位機管理軟件與超聲波車位探測器、讀卡器、信息顯示屏、攝像機等的結合可大幅提高停車場車位的使用率，高效的管理停車場，降低大型停車場的各項管理成本，取得良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]陳立定，章慧鋒，梁聯冠.無線環境數據監控系統的設計與開發[J].自動化儀表，2009，30（10）： 12-15.

[2]王成嶺，陳一健，陳兆安.無線數據采集系統設計[J].機械工程與自動化，2007（6）：63-65.

[3]孫雪峰.基于Mesh網絡的無線抄表系統[D].濟南：山東大學，2009.

[4]王莉，陽春華.基于VC++的串口通信設計及其應用[J].控制工程，2004.

作者單位

北方工業大學現場總線及自動化北京市重點實驗室 北京市 100144endprint

摘 要

根據大型室內停車場對車位檢測、管理以及信息顯示和車輛指引的要求，采用C# 編程語言，結合SQL Server數據庫技術，綜合利用ZigBee及RS232通信方式設計出停車場上位機管理軟件，實現對車位和停車場狀況的監控，幫助停車場管理者實時查看車位情況并統計進出車輛信息，實現各車位狀態在軟件界面的顯示，并引導待停車輛進行快速停車。經實際測試本軟件能夠準確可靠的完成相應管理功能。

【關鍵詞】停車場管理 SQL Server 串口通信 ZigBee

隨著汽車保有量的快速攀升，中國已經跨入汽車社會。中國社科院社會學研究所發布的《中國汽車社會發展報告》指出，2014年中國私人汽車擁有量將達到8650萬輛。停車難問題成為車主們頭痛的問題。引起停車難的原因是多方面的，停車場管理措施不到位、經營機制不合理、尤其是路面與地下停車場的車位管理缺乏合理性，都是不可忽視的原因。正是由于停車場的建設不夠科學，才會形成路面停車日增、室內停車場車位閑置的怪圈。而路側停車必然導致道路擁堵加重，進一步加深了城市內的空氣污染。

大型室內停車場智能管理系統是現代智能交通系統組成當中必不可少的一部分，而上位機管理軟件作為其核心部分，擁有強大的圖片顯示功能，可以顯示出停車場的平面示意圖、各個車位的占用與空閑情況、總體空閑車位數、各樓層及各區域空閑車位數等信息，并通過安裝在停車場內的顯示屏顯示各區域車位空閑數量，駕駛員可通過發布的信息，高效準確的泊車，方便了停車場的調度和管理。

1 系統硬件及網絡設計

1.1 系統硬件

與停車場上位機管理軟件相關的硬件包括掛載有ZigBee協調器模塊的上位機、分布在各個車位正上方的超聲波車位探測器、停車場入口處及各層各區域入口處的信息顯示屏、停車場入口及出口處的讀卡器或攝像機等。超聲波車位探測器包含ZigBee路由器模塊。系統選用了Digi公司的的XBee無線通信模塊，工作頻率為2.4GHz，模塊只需要很小的功率，就能保證超聲波車位探測器與協調器之間數據傳輸的可靠性。

1.2 系統網絡設計

系統采用了ZigBee Mesh網來完成超聲波車位探測器與協調器之間數據傳輸，Mesh網是一種自組織的網狀網，具有分布式網絡所提供的冗余機制和重新路由功能，發送數據的節點可自動選擇最佳路由路徑經一跳或者多跳發送到目標節點，因此可靠性很高。

2 軟件設計

2.1 登錄權限模塊設計

停車場上位機管理軟件不僅需要具有良好的實用性和可操作性，而且系統安全性也是必須考慮的方面。通過設置用戶名和密碼，限制軟件使用的權限，使相關數據更加安全。停車場上位機管理軟件的管理員用戶有且只有一個，其擁有權限管理功能，包括添加、編輯和刪除管理賬戶。

登錄權限模塊的窗口采用Visual Studio 2008集成開發環境中的windows窗體應用程序建立。數據庫選用的是SQL Server 2005。根據登錄權限模塊的需要，在數據庫中，建立一個名為Administrator的表。如表1所示。

2.2 軟件設置模塊設計

可在軟件設置界面設定串口號、波特率、數據位、停止位、校驗位等通信參數，以完成軟件與協調器之間的串口通信；在“目標地址添加”界面，可以添加新的超聲波探測器的MAC地址和網絡地址，從而將新添加的超聲波車位探測器包含的路由器模塊也加入到軟件輪詢的目標隊列中。

2.3 車位狀態顯示模塊設計

軟件根據設置的間隙時間或者人工開始車位狀態的輪詢，通過上位機掛載的協調器模塊向各超聲波車位探測器發送查詢數據幀，超聲波車位探測器接收到查詢數據幀后對車位狀態進行檢測，并將狀態數據發送回協調器。

超聲波車位探測器發送的數據幀的幀頭為固定值0x7E；數據長度為2字節，高8位在前，低8位在后；API ID為固定值；目標節點的MAC地址為8字節、網絡地址2字節；車位區域數據中0x41為A區域車位，0x42為B區域車位；車位編號采用3字節表示；車位狀態數據中00表示空閑，FF表示占用；最后1字節為校驗位。

當上位機管理軟件接收到協調器的數據后，觸發DataReceived事件接收數據，在DataReceived事件中進行數據的解析，如數據格式正確且車位狀態有變化，則觸發PictureBox控件的Paint事件，在軟件界面上顯示車位狀態及數量變化。

2.4 車位預約模塊設計

車位預約指停車場根據實際需要，預留部分車位給會員車輛使用。在預約車位的選擇界面上選擇預留車位的編號，此時檢查Checkbox控件狀態是否改變，如改變則填充車位狀態數組，并計算預約車位和空閑車位的數量，調用Paint函數重繪PictureBox控件，此時軟件界面出現預約車輛的圖標，并顯示預約車輛和空閑車位的數量。

2.5 停車收費模塊設計

停車收費模塊通過入口及出口讀取停車卡信息或者通過數字圖像處理捕獲車輛牌照信息，連接數據庫實現車輛停車的計時和收費功能。數據庫中建立會員車輛表、車輛出入記錄表等。當車輛駛出時，首先判斷車輛是否會員車輛，如果是則免費放行，如不是則通過對比數據庫中車輛進入的時間，計算車輛的停車費用。主要函數包括讀取數據庫函數，會員查詢函數，金額計算函數，記錄交易函數等。

3 總結

大型停車場上位機管理軟件與超聲波車位探測器、讀卡器、信息顯示屏、攝像機等的結合可大幅提高停車場車位的使用率，高效的管理停車場，降低大型停車場的各項管理成本，取得良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]陳立定，章慧鋒，梁聯冠.無線環境數據監控系統的設計與開發[J].自動化儀表，2009，30（10）： 12-15.

[2]王成嶺，陳一健，陳兆安.無線數據采集系統設計[J].機械工程與自動化，2007（6）：63-65.

[3]孫雪峰.基于Mesh網絡的無線抄表系統[D].濟南：山東大學，2009.

[4]王莉，陽春華.基于VC++的串口通信設計及其應用[J].控制工程，2004.

作者單位

北方工業大學現場總線及自動化北京市重點實驗室 北京市 100144endprint