基于ZigBee與微信公眾平臺的停車場管理系統設計與實現

陳浩宇　劉健　賴濱濱　黃楷　洪瑋　汪華斌　黃震

摘 要： 針對傳統停車場管理效率不足、用戶體驗不佳等問題，設計了一種基于ZigBee無線技術與微信公眾平臺的停車場管理系統。系統采用ZigBee無線傳感器網絡采集停車場內車位、亮度等數據，借助GPRS模塊傳輸數據，利用數據庫服務器處理數據，并通過PC客戶端和微信公眾號監控數據，將停車場內數據“可視化”。測試結果表明，系統運行良好，符合預期要求。

關鍵詞： 物聯網； 停車場； ZigBee； GPRS； 微信公眾平臺

中圖分類號：TP315 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）08-53-03

Abstract： In view of the problems of traditional parking lot management system that the efficiency is insufficient， the user experience is not good， and so on， a parking lot management system based on ZigBee wireless technology and WeChat public platform is designed. The system uses the ZigBee wireless sensor network to collect various data in the parking lot， including the parking spaces and brightness. And uses GPRS module to transmit the data， uses the database server to process the data， and the PC client and WeChat public number to monitor the data， so as to make the parking lot data visualized. Test results show that the system works well and meets the expected requirements.

Key words： Internet of Things； parking lot； ZigBee； GPRS； WeChat public platform

0 引言

近年來，我國汽車保有量不斷增長，停車場規模日益大型化。隨著“停車難”等問題的突出，傳統停車場的管理效率和可靠性已難以滿足現階段的要求[1-4]。

ZigBee技術作為一種新興的短距離無線通信技術，具有低成本、低功耗、低速率等特點[5]，并已大量應用于自動控制、工業監測等領域[6]。

本系統采用ZigBee模塊[7-8]和GPRS模塊[9-10]采集、傳輸數據，并利用數據庫服務器作為數據服務中心。通過本系統，停車場管理員可借助PC客戶端和微信公眾號實時管理停車場；用戶可使用微信公眾號與停車場進行信息交互，使用停車短信提醒等服務。本系統設計初衷在于提升停車場管理效率，改善用戶使用體驗。

1 系統整體設計

系統主要由ZigBee無線傳感器網絡、數據庫服務器、PC客戶端和微信公眾號四大部分構成。

系統整體介紹如下：ZigBee終端節點外接傳感器采集數據，并將數據發送至ZigBee協調器；ZigBee協調器通過GPRS模塊將數據發送至數據庫服務器；數據庫服務器接收并存儲數據；PC客戶端和微信公眾號顯示數據和發送指令。當汽車離開所停車位后，系統監測車位狀態變化，自動向用戶手機發送提醒短信[11]。系統架構如圖1所示。

2 硬件設計

系統硬件主要由ZigBee模塊、GPRS模塊、紅外傳感器、光照傳感器等構成。系統硬件框圖如圖2所示。

2.1 ZigBee模塊

ZigBee模塊芯片選用TI公司的CC2530芯片。CC2530芯片支持最新的ZigBee2007/PRO協議，具有更好的操作性、節點密度管理、數據負荷管理，并支持網狀拓撲結構[12]。

2.2 GPRS模塊

GPRS模塊選用華為GTM900-C無線模塊，支持GSM/GPRS兩個頻段，支持標準AT命令及增強AT命令。模塊負責數據傳輸、短信發送等功能。

3 軟件設計

3.1 ZigBee模塊軟件設計

ZigBee協調器啟動后，自動選擇信道，組建ZigBee網絡。ZigBee終端啟動后自動搜尋并加入ZigBee網絡，并由ZigBee協調器分配一個隨機且惟一的短地址。ZigBee終端入網后執行相應功能，如傳感器采集數據。ZigBee模塊軟件設計流程如圖3所示。

3.2 服務器軟件設計

服務器程序采用Java語言開發，實現數據收發、數據存儲等功能。服務器軟件設計流程如圖4所示。

3.3 PC客戶端軟件設計

PC客戶端采用C#語言開發。作為停車場管理工具，實時顯示停車場內部信息，并提供燈光控制等功能。PC客戶端軟件設計流程如圖5所示。

3.4 微信公眾號后臺設計

利用微信公眾平臺提供的官方接口，后臺采用PHP語言開發。通過微信公眾號，用戶可與停車場進行交互，管理員可隨時隨地管理停車場，實現功能和PC客戶端一致。微信公眾號后臺設計流程如圖6所示。

4 系統實現

4.1 數據采集與傳輸

ZigBee協調器啟動后，自動通過GPRS模塊與服務器建立遠程連接；ZigBee終端采集并發送傳感器數據；ZigBee協調器接收數據，并將數據發送至遠程數據庫服務器。服務器程序數據接收結果如圖7所示。

4.2 PC客戶端功能實現

PC客戶端啟動后自動連接服務器，實時更新程序主窗體：顯示各區域空閑車位、亮度信息和照明燈狀態；更新車位狀態圖。同時，實現照明燈控制（自動或手動）等功能。PC客戶端主窗體界面如圖8所示。

4.3 微信公眾號功能實現

微信公眾號實現駕車導航、用戶信息、空閑車位信息、停車短信提醒以及管理員模式等功能。停車短信提醒演示效果如圖9所示。

5 結束語

本系統結合ZigBee網絡和GPRS網絡實現無線通信，大大降低了系統架設和維護難度。借助微信公眾平臺，打破傳統停車場的信息封閉性。本系統簡單高效，交互性強，具有一定的實現意義和市場價值。

本系統目前只能顯示停車位的個數，進一步的設想是設計并實現停車位的查詢和引導功能。

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