智能云車位管理系統設計

張志奇 鮑潤哲 張曉航

(東北林業大學, 黑龍江 哈爾濱150036)

1 背景

經濟的快速發展以及生活水平的不斷提高，家庭汽車、社會車輛的擁有量也在迅速增加，一個好的停車場管理系統只需要很少的人，能提供真正的停車場內的引導服務，實現智能高效的停車；可以提高車輛利用率；車輛停車安全和可靠度。而停車場管理的關鍵，在于能夠成功地監控停車場，有效地管理停車場秩序。而停車引導的有效運行，智能控制停車場，可以提高市內交通的效率，使城市生命力更加活躍，社會效果良好。

2 工作原理

通過硬件部分的紅外感應模塊和射頻識別模塊可以手機車輛的信息識別和車位的使用情況，然后主控板esp8266 發送信息到云端服務器，相應配套的APP 接收從服務器發來的信息判斷車位情況并進行車位預定，導航停車，移動支付等功能，系統的總體結構如圖1 所示。

3 智能云車位管理系統的功能設計

圖1 智能云車位管理系統設計結構圖

3.1 云空間數據管理

該系統可根據用戶自身定位將離用戶最近的停車場空車位信息上傳至云空間并將數據發送至用戶手機，用戶可以直觀地看到周圍的停車場使用情況。停車場可分為免費停車場和收費停車場，免費停車場不提供車位信息，收費停車場可以提供相應的空余車位信息。

3.2 RFID 射頻識別車輛

射頻識別(RFID）也可以叫作電子標簽，其工作原則是在接收到磁場之后，由讀卡器接收到的射頻信號，通過感應電流獲得的能量，發送產品信息存儲在芯片內；或者儲存器主動發出一個頻率上的信號，解讀器在閱讀信息和解碼之后，將其送到中央信息系統進行相關的數據處理。現在普遍使用的電子車牌是該技術中典型的應用。利用RFID 技術建立車輛跟蹤和定位網絡，可以獲取進入停車場的任何動態和靜態信息，由導航系統進行車輛引導和泊車，由管理系統進行車輛和停車單元之間的綁定并查詢。如圖2 顯示的是通過射頻識別車體所攜帶的射頻卡來識別汽車的示意圖。

圖2 地感線圈射頻識別示意圖

3.3 Zigbee 無線網絡技術采集信息

ZigBee 技術的一般工作在2.4GHz 的頻率上, 利用跳頻技術，在短距離和數據傳輸速率要求不高的設備中被廣泛應用，其主要特點如下：

3.3.1 低帶寬ZigBee 技術的傳輸速率10kbps-250kbps,，主要傳輸一些溫度、濕度等數據，ZigBee 技術的傳輸速率完全可以勝任這些數據對傳輸速率的要求，其占用帶寬較低。

3.3.2 低功率損耗：ZigBee 在不工作狀態下的耗電戴只有luW, 在短距離通信工作下僅消耗30mW 的電量。因此，低功耗是ZigBee 的一大優勢。

3.3.3 較短的時延ZigBee 技術從休眠狀態只需15ms 便可開始工作，進入狀態，具有較快的響應速度。與其他的無線技術相比，藍牙響應時間為3 10s,WiFi 需要3s,ZigBee 技術對于網絡節點的連接響應是非常好的選擇。

3.3.4 較大的網絡容量

ZigBee 技術的節點容納多到65000 個，以供網絡使用，節點越多，功能性就越強。工作頻段免費。ZigBee 技 術 使 用 的 頻段 主 要 是2.4GHz、868MHz、915MHz, 且都是免費的頻段。

3.3.5 紅外檢測車位

對停車位進行及時監控室停車位監控系統的主要目的，主要是對停車位上的傳感器節點的設計，根據停車場的實際情況，創建無線傳感器網絡，即可進行高速有效的停車管理。其中停車位上的傳感器便是采用的紅外檢測技術，通過紅外檢測技術將車位已被使用的信號傳送給中央監控系統，系統則根據紅外檢測技術發送回的信息，與停車卡中的定位信息起整合成條停車記錄存儲下來當車輛離開時，則通過紅外檢測技術的檢測，將車位空閑的消息傳送到中央監控系統中。

3.3.6 Esp8266 信息傳輸

本系統采用了UART-WiFi 透傳ESP8266-01 模塊，其具有超低功耗的性能，同時本模塊專為移動設備和物聯網應用 設計，3.3V 單電源供電，支持無線802.11 b/g/n 標準，支持STA/AP/STA+AP 3 種工作模式，內置了TCP/IP 協議棧，具有豐富的Socket AT 指令。本系統中 通過UART 串口與zigbee 相連，在約定的通訊 協議下，zigbee 將數據發送到WiFi 串口，可與云平臺相連完成數據的采集和系統控制。如圖3 所示為esp8266 與云平臺的通訊模型。

圖3 物聯網協議通訊模型

3.3.7 移動支付

用戶可通過APP 使用微信或支付寶進行交易，在完成訂單后返回詳細情況，并可以查詢到訂單的詳細情況。系統在支付結束后會自動關閉訂單。整個交易只需幾秒鐘，十分方便、穩定功能的交易，操作簡便。

4 結論

我們利用物聯網、RFID 等關鍵技術，設計出了基于地圖、導航和車位分配的一種泊車導航系統，該系統是目前大型停車場的一種關鍵技術。該系統具有道路規劃，全程導引，停車定位，反向尋車，手機導航等功能，提高了停車場利用率和停車效率，具有低管理成本、智能化程度高，成本低廉、性能穩定等特點。