基于物聯(lián)網(wǎng)的智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

白志青，鄭 勇

(1.安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽淮南 232001；2.安徽普云信息科技有限公司，安徽淮南 232001)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民的生活水平逐步提高。汽車逐漸走進(jìn)千家萬(wàn)戶，越來(lái)越多的家庭擁有一輛或多輛汽車，但是城市停車設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)、管理等與日益增長(zhǎng)的汽車數(shù)量完全不匹配，使停車越來(lái)越難，常常出現(xiàn)“一位難求”的情況。許多城市繁華區(qū)域的交通環(huán)境愈加惡劣，有的停車場(chǎng)內(nèi)停車位供不應(yīng)求，而有的停車場(chǎng)內(nèi)的車位卻空閑，各個(gè)停車場(chǎng)沒(méi)有連成一體，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)停車位的資源共享，停車場(chǎng)停車位利用率不均衡[1]。有的車輛停放隨意，導(dǎo)致交通擁堵現(xiàn)象不斷，秩序混亂。有的停車場(chǎng)內(nèi)還需要安排專人維持停車秩序，浪費(fèi)人力、物力，而且有些車輛為尋找停車位而盲目巡游，不僅容易造成本可避免的交通事故或者擁堵現(xiàn)象，并且排放出來(lái)的尾氣容易造成空氣的污染。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，應(yīng)將停車難這一問(wèn)題和“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行有效的融合，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，追求快捷、方便的停車環(huán)境。智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是一款基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、微信或者支付寶平臺(tái)的智能預(yù)約訂位、定位泊車、精準(zhǔn)計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)的高效泊車服務(wù)產(chǎn)品，它通過(guò)新型專用車位鎖對(duì)車輛的車牌進(jìn)行識(shí)別，然后計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)，并將繁華區(qū)域幾公里以內(nèi)的停車場(chǎng)停車位互聯(lián)在一起，建立總的車位查詢系統(tǒng)和車位誘導(dǎo)系統(tǒng)，合理利用有限的停車資源。整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單、方便、快捷，使停車場(chǎng)的管理系統(tǒng)更加智能化、合理化和人性化，提高城市居民的生活質(zhì)量，具有很強(qiáng)的推廣和實(shí)用價(jià)值。

1 智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)一款新型專用車位鎖，能夠進(jìn)行車牌識(shí)別、精準(zhǔn)計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)、車位保護(hù)等；將周邊停車場(chǎng)停車位互聯(lián)，建立總的車位查詢系統(tǒng)和誘導(dǎo)系統(tǒng)，合理利用有限的停車資源，進(jìn)行車位數(shù)統(tǒng)計(jì)、車位預(yù)約、定位泊車；借助微信或者支付寶平臺(tái)，直接用手機(jī)實(shí)現(xiàn)智能訂位、快捷支付等。智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路如圖2所示，設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

圖1 智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖2 智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

圖3 智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)一體化結(jié)構(gòu)功能圖如圖4所示。用戶借助微信或者支付寶平臺(tái)，實(shí)名關(guān)注停車場(chǎng)管理系統(tǒng)公眾號(hào)，進(jìn)入智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，查詢車位，通過(guò)車牌號(hào)碼預(yù)訂停車位，車輛進(jìn)入停車場(chǎng)后，通過(guò)車位誘導(dǎo)系統(tǒng)，找到預(yù)訂的車位，車位鎖識(shí)別車牌號(hào)碼，車輛進(jìn)入車位，計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)，停車結(jié)束后，掃描二維碼，支付繳費(fèi)，車輛離開(kāi)車位。

圖4 智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)一體化結(jié)構(gòu)功能圖

1.1 車牌識(shí)別計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)智能伸縮型車位鎖的設(shè)計(jì)

車牌識(shí)別計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)智能伸縮型車位鎖是一款基于單片機(jī)控制技術(shù)、車牌識(shí)別技術(shù)、氣壓傳動(dòng)技術(shù)以及感測(cè)技術(shù)于一體的智能停車收費(fèi)產(chǎn)品，是具有識(shí)別記憶車牌號(hào)碼、計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)與支付功能于一體的車牌識(shí)別計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)的智能伸縮型車位鎖。

1.1.1 智能伸縮型車位鎖的硬件結(jié)構(gòu)

智能伸縮型車位鎖處理器采用單片機(jī)控制技術(shù)，主要由單片機(jī)處理器、車牌設(shè)別系統(tǒng)、支付系統(tǒng)、接近傳感器、步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)伸縮部分、電源部分以及語(yǔ)言提示裝置等組成。其硬件控制結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖5 智能車位鎖硬件控制結(jié)構(gòu)示意圖

整個(gè)停車鎖由鎖體和車位樁兩部分組成，鎖體分為上下兩部分，上部分稱為鎖舌，下部分稱為鎖殼，鎖殼比鎖舌稍微大點(diǎn)，便于鎖舌靈活伸縮；鎖舌安裝有接近傳感器、廣角攝像頭以及處理器。鎖舌與鎖殼內(nèi)置采用傳動(dòng)伸縮桿，在處理器的控制下能夠靈活伸縮。鎖殼牢固(可以用水泥灌注)埋在地下至鎖舌處，每個(gè)停車鎖都配有二維碼(支持微信和支付寶)的車位樁，車輛靠近車位時(shí)，鎖舌智能識(shí)別記憶車牌，自動(dòng)縮進(jìn)鎖殼，車輛駛近車位停好，車主用手機(jī)掃描車位樁的二維碼，鎖舌慢慢升起至傳感器感測(cè)車體底部，同時(shí)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)，語(yǔ)言系統(tǒng)提示“已經(jīng)鎖好，歡迎光臨”，還有保護(hù)車輛、防盜的功能；當(dāng)車輛要離開(kāi)車位時(shí)，車主掃描車位樁二維碼付費(fèi)，鎖舌縮進(jìn)鎖殼，傳感器感測(cè)車體已經(jīng)離開(kāi)，鎖舌自動(dòng)彈起，語(yǔ)言系統(tǒng)提示“已經(jīng)解鎖，歡迎下次光臨”。若付費(fèi)不成功或是沒(méi)有付費(fèi)，鎖舌仍然頂住車體底部，語(yǔ)言系統(tǒng)將產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，PC端實(shí)時(shí)監(jiān)控并實(shí)時(shí)處理相關(guān)問(wèn)題。其外觀結(jié)構(gòu)如圖6所示，安裝示意圖如圖7所示。

圖6 智能計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)伸縮型車位鎖外觀結(jié)構(gòu)示意圖

圖7 智能計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)伸縮型車位鎖安裝示意圖

這種新型車位鎖結(jié)構(gòu)與地面保持在一平面上，車輛不會(huì)碰撞或者刮擦車位鎖。新型車位鎖堅(jiān)固、耐用、不占用空間，對(duì)車位也能起到保護(hù)作用，防止車輛停放混亂，避免“一車占兩位”等現(xiàn)象。它最大優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行車牌記憶、識(shí)別、計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)、支付，節(jié)省了人力、物力，避免了出口付費(fèi)等待、車輛擁堵現(xiàn)象，可以應(yīng)用于室內(nèi)外大中型停車場(chǎng)或者道路邊停車區(qū)域。

1.1.2 智能伸縮型車位鎖的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)流程

1.1.2.1 智能伸縮型車位鎖默認(rèn)車牌信息代碼(預(yù)約停車位)軟件設(shè)計(jì)

車主通過(guò)微信或者支付寶平臺(tái)選擇停車位并輸入車牌號(hào)碼，車位鎖接收到車牌信息碼就會(huì)儲(chǔ)存、記憶車牌信息碼，默認(rèn)車牌信息代碼進(jìn)行預(yù)約車位。如果車主因?yàn)槠渌虿恍枰＼囄涣?，可以?shí)時(shí)取消車位預(yù)訂。其軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖8所示。

圖8 默認(rèn)車牌信息代碼(預(yù)約停車位)軟件設(shè)計(jì)流程圖

1.1.2.2 車輛駛進(jìn)停車位軟件設(shè)計(jì)

鎖舌起始保持彈起狀態(tài)，當(dāng)車輛靠近車位鎖時(shí)，處理器會(huì)識(shí)別車牌號(hào)碼，并與默認(rèn)車牌號(hào)碼進(jìn)行比對(duì)，若一致，處理器會(huì)驅(qū)動(dòng)伸縮桿，鎖舌縮進(jìn)，車輛駛進(jìn)停車位，鎖舌頂部接近傳感器就會(huì)感測(cè)到車體，處理器控制伸縮桿不會(huì)彈起，這個(gè)過(guò)程車牌的識(shí)別信號(hào)優(yōu)先權(quán)大于傳感器的感測(cè)車體的信號(hào)，即使有其它物體接觸到傳感器，鎖舌也不會(huì)縮進(jìn)。若處理器識(shí)別車牌號(hào)碼與默認(rèn)車牌號(hào)碼比對(duì)不一致，車位鎖仍然彈起狀態(tài)，保護(hù)車位。車輛駛進(jìn)停車位流程圖如圖9所示。

圖9 車輛駛進(jìn)停車位流程圖

圖10 車輛駛出停車位流程圖

1.1.2.3 車輛駛出停車位流程設(shè)計(jì)

停車結(jié)束，車輛駛出停車位，鎖舌頂部接近傳感器就會(huì)感測(cè)不到車體，則給處理器信號(hào)，處理器控制伸縮桿啟動(dòng)，鎖舌自動(dòng)彈起，保護(hù)停車位，其流程圖如圖10所示。

1.1.2.4 步進(jìn)電機(jī)控制仿真實(shí)驗(yàn)

步進(jìn)電機(jī)控制仿真實(shí)驗(yàn)使用Proteus軟件進(jìn)行仿真，當(dāng)車輛靠近車位鎖時(shí)，將車牌信息與默認(rèn)車牌信息進(jìn)行比較，若一致相當(dāng)于按下KN，步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針?lè)崔D(zhuǎn)，車位鎖鎖舌縮進(jìn)，車輛駛進(jìn)停車位；若不一致，車位鎖鎖舌保持升起狀態(tài)。當(dāng)停車車輛駛出車位時(shí)，車位鎖頂部傳感器感測(cè)不到車體相當(dāng)于按下KP，步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針正轉(zhuǎn)，車位鎖鎖舌伸出，保護(hù)車位，防止其它車輛駛進(jìn)[2]。步進(jìn)電機(jī)控制仿真實(shí)驗(yàn)如圖11所示。

圖11 步進(jìn)電機(jī)控制仿真實(shí)驗(yàn)

1.2 通過(guò)Internet將周邊停車場(chǎng)停車位互聯(lián)，建立總的車位查詢系統(tǒng)和誘導(dǎo)系統(tǒng)

將周邊停車場(chǎng)停車位都安裝車牌識(shí)別計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)的智能新型專用車位鎖，通過(guò)Internet將車位鎖互聯(lián)，建立總的車位查詢系統(tǒng)；利用車位鎖，進(jìn)行定位，建立車位誘導(dǎo)系統(tǒng)。網(wǎng)路拓?fù)浠窘Y(jié)構(gòu)圖如圖12所示。

圖12 網(wǎng)路拓?fù)浠窘Y(jié)構(gòu)圖

1.3 借助微信或支付寶平臺(tái)，在線訪問(wèn)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)停車前預(yù)約，停車后支付

微信是騰訊公司開(kāi)發(fā)與運(yùn)營(yíng)的一款社交軟件，界面簡(jiǎn)潔、功能豐富，用戶使用廣泛。微信用戶在關(guān)注商家公眾號(hào)后，可以直接訪問(wèn)商家界面，完成對(duì)信息和數(shù)據(jù)的查詢、發(fā)送與請(qǐng)求。借助微信或支付寶平臺(tái)，商家可以建立在線應(yīng)用。本系統(tǒng)就是借助微信或支付寶平臺(tái)實(shí)現(xiàn)在線訪問(wèn)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，與專門停車系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件APP相比較，本系統(tǒng)更方便，不會(huì)占用手機(jī)過(guò)多的空間，并且支付快捷方便。

具體思路是：借助微信或支付寶平臺(tái)，實(shí)名關(guān)注停車場(chǎng)管理系統(tǒng)公眾號(hào)，進(jìn)入智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，查詢車位，通過(guò)車牌號(hào)碼預(yù)訂停車位，車輛進(jìn)入停車場(chǎng)后，通過(guò)車位誘導(dǎo)系統(tǒng)，找到預(yù)訂的車位，車位鎖識(shí)別車牌號(hào)碼，車輛進(jìn)入車位，計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)，停車結(jié)束后，掃描二維碼，支付繳費(fèi)，車輛離開(kāi)車位。整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單、方便、快捷，使停車場(chǎng)的管理系統(tǒng)更加智能化、合理化和人性化。

2 實(shí)現(xiàn)功能

(1)預(yù)訂車位。當(dāng)車主確定目的地后，車主便可以通過(guò)微信或支付寶平臺(tái)進(jìn)入停車場(chǎng)管理系統(tǒng)尋找附近的空閑停車位，用車牌號(hào)碼進(jìn)行預(yù)約；被預(yù)約的車位上對(duì)應(yīng)的智能停車鎖便會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的操作，記憶存儲(chǔ)車牌信息，防止車位被其他車輛占用，達(dá)到真正意義上的“預(yù)訂車位”。

(2)停車誘導(dǎo)。根據(jù)車主選定的停車位，系統(tǒng)會(huì)提供給駕駛員最佳路線，同時(shí)結(jié)合衛(wèi)星GPS全球定位系統(tǒng)中的導(dǎo)航模塊指導(dǎo)車主駕車去往預(yù)訂停車位所在的停車場(chǎng)，便于用戶快速找到停車位。

(3)車輛入位。當(dāng)車主按照服務(wù)器提供的路線到達(dá)預(yù)定的停車位時(shí)，車位鎖會(huì)識(shí)別車牌號(hào)碼。若一致，鎖舌自動(dòng)縮進(jìn)，車輛駛?cè)胲囄弧?/p>

(4)防盜模式。車主將車停好后，掃描車位樁上二維碼。鎖舌自動(dòng)彈起，根據(jù)鎖舌頂端的傳感器控制距離，頂住車底，將車“鎖”在停車場(chǎng)，防止除用戶以外的其他人員將用戶的車駛離車位，保證用戶的車不丟失。若車被強(qiáng)制駛出，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

(5)完成繳費(fèi)。車主結(jié)束停車后，掃描車位樁二維碼，系統(tǒng)結(jié)算停車時(shí)長(zhǎng)和停車費(fèi)用，便于車主實(shí)時(shí)支付停車費(fèi)。

(6)駛離車位。在繳費(fèi)完成后，車位鎖鎖舌縮進(jìn)，車主開(kāi)車離開(kāi)車位，駛離停車場(chǎng)，結(jié)束本次停車服務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一款能夠進(jìn)行車牌識(shí)別、計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)、支付于一體的智能型車位鎖，通過(guò)Internet將周邊所有停車場(chǎng)車位鎖互聯(lián)成一個(gè)整體，建立總體車位查詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源共享，并通過(guò)車位鎖建立停車場(chǎng)內(nèi)停車路線引導(dǎo)系統(tǒng)。用戶直接利用手機(jī)微信或者支付寶進(jìn)入智能訂位泊車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，查詢車位，通過(guò)車牌號(hào)碼預(yù)訂停車位，車輛進(jìn)入停車場(chǎng)后，利用車位誘導(dǎo)系統(tǒng)，找到車位，通過(guò)車位鎖識(shí)別車牌號(hào)碼，車輛進(jìn)入車位，計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)，停車結(jié)束后掃描二維碼，支付繳費(fèi)，車輛離開(kāi)停車位。整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單、方便、快捷，使停車場(chǎng)的管理系統(tǒng)更加智能化、合理化和人性化，使“停車不再難”[3]，提高城市居民的生活質(zhì)量，應(yīng)用前景非常廣闊。