智慧停車場管理系統的設計與實現

楊麗君 韓英杰

（1、新疆工程學院 信息工程學院，新疆 烏魯木齊830091 2、國泰新點軟件股份有限公司，山東 濟南250000）

在私家車全面普及的當下，如何確保停車場內車輛方便有序地進出，實現停車場的智能化、公平化與透明化管理，才是本文的研究重點[1]。傳統的智能停車場管理系統通常采用近距離車輛識別的方式作為汽車出入與行駛的權限，但此種管理方式無法脫離人為對停車場的控制，不僅管理成本高，同時執行的效率也相對較低，甚至在管理過程中容易出現停車場擁堵的現象[2]。為更好地解決這一現象，本文將針對傳統智慧停車管理系統存在的問題進行深入研究。

1 智慧停車場管理系統設計原則

為了解決傳統停車場管理系統存在的問題，本文在設計系統過程中，應嚴格遵循下述幾點設計原則：穩定性原則：保障系統穩定運行是本文系統設計的基礎，也是為車主提供服務的關鍵，因此在設計本文系統時，使用的硬件設備、核心技術是在研究成熟且大型生產廠家購進的。實用性原則：為了提高系統運行的實用性與可靠性，應基于用戶需求層面，考慮到不同車主對停車的需求[3]。因此系統中應具備剩余車位顯示、剩余車位路線指導及語音中心播報等功能，只有完善系統在運行中的多項功能，才能方便車主更好地停車。安全性原則：系統安全性是為了確保系統在長期超負荷運轉狀態下不出現故障，因此在設計系統中，可選擇正規零件生產廠，提供用戶更加完善的服務體驗，才是本文系統設計的核心。彈性化原則：由于市場技術的發展與變革速度過于迅猛，為了避免本文系統在投入市場應用后，被市場發展所淘汰，因此在設計系統中應遵循先進性原則，根據市場實際變革方向，增加或刪減系統某項功能，以此適應不同環境下的系統運行需求[4]。

2 硬件設計

2.1 超聲波車位探測儀設計

本文系統選擇的此硬件設備由美國德州生產商提供，具有高達16 位的高頻微處理器，其中含有微型芯片可確保系統在獲取外界信息時不受到外界相關信息的干擾（通過高頻率濾波檢測，識別不同環境下的聲波，過濾掉非超聲頻率（40Hz～60Hz）），以此可有效屏蔽異常或無用信號，解決傳統系統對信號誤判的問題，如圖1 所示。

2.2 RS584 信號通信串口設計

圖1 處理器硬件原理圖

本文提出使用信號通信串口的方式，對獲取的相關信息進行傳輸。本文采用的RS584 通信串口由MIN584 芯片構成，芯片由緊密的電路接線連接，其中包括電源引腳、單片機等。引腳與區域控制器相連接，進行停車場相關信息的接收與傳遞[5]。在此過程中，當芯片電路中兩個引腳線同時處于一條引線上時，通信串口處于低電平狀態，為信息接收狀態，不發送數據。當通信串口處于高電平狀態，為信息發送狀態，不接收數據[6]。根據上述內容，對RS584 信號通信串口中控制寄存器的位序號進行規劃。RS584 信號串口的通信方式共包括4 種，考慮到本文系統的運行是基于主機為其提供支撐的，因此，在選擇通信方式時，應遵循EIA-584 通信協議，采用兩線制信息通訊方式，利用電路線中具備的電壓差，用于滿足兩個遠程終端設備在進行信息傳輸中的高穩定性與高效率的作用。除上述提出硬件設施，在系統中還有主控制器、車牌顯示儀、紅外線光感裝置、智能進車閘道、智能抬竿等裝置為系統的可持續運行提供輔助。

3 軟件設計

3.1 車輛與車位信息識別

為了確保對停車場信息的有序管理，使用超聲波車位探測儀獲取停車場信息，輔助計算機圖像識別技術、圖像處理技術等，獲取停車場內車輛型號、車牌數字、車輛顏色等信息。在此基礎上，將識別的車輛車牌號運用專業計算機視覺技術進行處理，包括車牌中的文字、字母、數字等，將識別的數據通過TCP/IP 網絡傳輸到ARM 存儲芯片中[7]。根據上述分析，將車牌信息識別的過程繪制成流程圖。如圖2 所示。

圖2 車牌信息識別

按照上述圖2 所述流程，當系統完成車輛信息的識別后，將自動識別路徑跳轉到停車場內部。每個車位中均有一個紅外線感應裝置，當車輛停入車位后時，將自動觸發紅外線感應裝置，系統此時將輸入“××車位已有車輛”信息[8]。此時，系統將自動跳轉識別下一車位，直到檢索無車輛停靠的車位，此車位信息將自動提供給車主。智能停車場管理系統的核心是獲取實時數據，假設監控數據收發器的監控范圍為ri，i 表示收發器的類別編號，那么可以定義監控數據收發器的平均監控半徑為：

式中，r 表示平均監控半徑，r 表示監控范圍。

將智能停車場開放環境的空間面積定義為V，根據數據監控收發器的平均監控半徑，可以推測出實際需要的監控器數量為：

式中，N 表示空間面積為V 的開放環境中需要的監控器總數。

根據計算結果安裝停車場監控器，以此，自動獲取停車場內不同類型的車輛信息，實現對車輛與車位信息的識別。

3.2 停車場信息智能存儲與管理

為了實現對停車場信息的智能化管理，可采用建立智能停車場數據庫的方式，對上述識別的車輛與車位信息進行管理。對識別的車輛與車位信息進行格式的統一化處理，并將處理后的信息統一格式存儲于數據庫中，以備隨時調用。綜上所述，完成對智慧停車場的管理。

4 對比實驗

4.1 實驗準備

提出對比實驗，用于檢驗本文提出系統的有效性。為了確保實驗結果的可靠性，布設完備的實驗環境。例如軟件環境的布設、操作系統的調試（包括Windows 系統；JDK2.6；Oracle8.2 等）。規劃此次實驗的硬件設施與網絡環境（包括Intel（R）；CPU；計算機運行內存等），在此基礎上，布置此次實驗所需工具。

使用計算機對智能停車場發布遠程管理指令，分別由本文設計的智慧停車場管理系統與傳統系統對指令進行執行，檢測其是否能按照指令要求通過測試，并以此作為評估系統有效性的依據。

4.2 實驗結果分析

完成實驗準備后，執行此次對比實驗，由終端計算機發布停車場管理指令。記錄實驗數據，如表1 所示。

表1 實驗對比結果

根據上述表1 中信息，可顯著看出本文系統可執行多項管理功能，并且全部管理行為均通過測試；而傳統系統只能通過簡單的“增、刪、改、查”功能測試，無法實現其他管理功能。因此可得出本文實驗的結論：相比傳統的管理系統，本文設計的智慧停車場管理系統在實際應用中管理能力更強，具備更加智能化的管理功能。

5 結論

本文從硬件與軟件兩個方面對智慧停車場管理系統開展了設計與研究，并采用設計對比實驗的方式，對本文設計系統進行驗證，得出本文系統在實際應用中更具備應用價值。