車庫智能管理系統設計

陳愛杰，程思婷，呂雪，胡亞兵，熊俊俏　(武漢工程大學電氣信息學院，湖北 武漢 430205)

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車庫智能管理系統設計

陳愛杰，程思婷，呂雪，胡亞兵，熊俊俏(武漢工程大學電氣信息學院，湖北 武漢 430205)

[摘要]為了更好地提高車庫的停車效率，設計了一種基于ZigBee無線傳感網絡的車庫智能管理系統。利用TI公司生產的CC2530芯片構成ZigBee協調器和ZigBee無線傳感器節點來獲取車輛信息，經過數據處理后實時反饋給協調器，再經過串口傳至上位機，最后在上位機監控平臺上實現對車輛信息的實時監控和存儲。該系統能夠即時的顯示車輛從駛入車庫到駛出車庫全過程中的信息并同步存入數據庫信息表中，從而說明其運行情況良好，具有很好的研究價值。

[關鍵詞]無線傳感器網絡；車庫管理；實時監控

隨著社會的進步，私家車逐步走進家庭，成為人們理想的代步工具。“買車容易，停車難”問題越來越受到人們的關注，隨著擁有汽車的人越來越多，停車已經成為現代社會重要的問題之一[1]。車主找不到空車位，需要人為指示；停車后必須記住自己的位置，以免拿車的時候找不到；由于沒有好的平臺造成停車管理混亂等[2]。這些情況在大型地下停車場、大型樓宇立體停車場等尤為突出[3]。目前，大型停車場不斷被增設，解決停車管理系統的問題成為當務之急[4]。現代科學技術正在迅速發展，尤其是計算機技術、無線傳感網技術，傳感器技術、射頻技術等，各個國家越來越多的研究機構已經開始對商業綜合場所車庫的智能管理系統進行研究和開發，相關技術研究和建設也是近年來發展的熱點[5]。下面，筆者設計了一種基于ZigBee無線傳感網絡的車庫智能管理系統，將無線網絡、傳感器、數據庫應用到車庫智能管理系統中，實時對駛入車庫的私家車的信息進行監控，對車庫的車位進行監控，結合上位機及其數據庫，全面系統地對駛入車庫的車輛信息以及車庫車位信息進行管理，從而為車庫管理人員管理車庫提供方便，為廣大車主提供方便、快捷、安全、智能的服務?。

1系統整體結構

圖1　車庫智能管理系統整體結構圖

基于ZigBee的車庫智能管理系統分為無線局域網系統、車輛識別與門禁系統、車位監控與車位查找系統、后臺管理系統4個子系統，整體結構圖如圖1所示。

2子系統設計

2.1無線局域網系統

無線局域網系統在車庫智能管理系統中起對信號進行傳輸作用，利用TI公司生產的CC2530芯片構成ZigBee協調器和ZigBee無線傳感器節點來組成無線局域網絡。從而使得各節點的收集到數據經無線局域網傳輸到上位機進行處理和存儲，同時也可以使各系統能夠實時與上位機進行通信。

2.2車輛識別與門禁系統

1)車輛識別系統車輛識別系統在車庫智能管理系統當中起著對進入車庫的車輛進行圖像采集的作用，然后將采集到的車輛圖像信息經無線局域網傳輸給上位機進行處理和存儲。系統獲取圖像的過程如圖2所示。系統設計了一種全新的攝像頭節點，攝像頭節點終端設備由CC2530(ZigBee無線收發模塊)和OV528攝像傳感器組成；利用購買的CC2530芯片自帶的開發包進行二次開發，成功建立ZigBee無線傳感網絡后，將ZigBee協調器與上位機通過RS-232端口連接。所有ZigBee無線傳感網絡采集到的數據通過RS-232端口上傳至上位機，最終由上位機綜合管理系統的軟件統一處理，達到車輛信息的采集。

圖2　系統獲取圖像的過程

車輛識別系統的工作原理如下：OV528攝像傳感器對進入車庫的車輛進行攝像，將圖像信息傳輸給處理器；處理器由CC2530芯片和相關電路組成，處理器將OV528攝像傳感器輸出的圖像信息處理成能夠經ZigBee無線發送模塊發送的信號，經輸出端發送至ZigBee無線發送模塊。ZigBee無線發送模塊將接收到的信息，通過無線傳輸的方式發送出去。ZigBee無線接收模塊接收ZigBee無線發送模塊發送的信號，經過其自帶的芯片將無線信號還原成圖像信息，經RS232接口輸出至上位機。上位機經過RS232接口，接收圖片信息進行處理和存儲。上位機實現對圖像數據信息的顯示，若顯示出的圖像有失真，利用圖像修復程序對其進行修復。

2)門禁系統門禁系統其主要作用是運用RFID技術和ZigBee無線局域網檢測車輛進入和離開車庫，記錄車輛的停車時間，自動放行車輛駛入和駛出車庫。

圖3　車位監控系統工作流程圖

圖4　車位監控系統在車庫中的效果圖

系統設計了一種全新的射頻識別節點，車位傳感器終端設備由CC2530(ZigBee無線收發模塊)和RFID讀卡器組成；利用購買的CC2530芯片自帶的開發包進行二次開發，成功建立ZigBee無線傳感網絡后，將ZigBee協調器與上位機通過RS-232端口連接。所有ZigBee無線傳感網絡采集到的數據通過RS-232端口上傳至上位機，最終由上位機綜合管理系統的軟件統一處理，達到對車輛識別的目的。

因2個系統同時處于車庫的正門口，故將2個單一的系統進行整合，整合成車輛識別與門禁系統。

2.3車位監控與車位查找系統

1)車位監控系統車位監控系統其作用是對車庫內車位使用與否進行監控，并實時將車位信息經無線局域網絡上傳至上位機進行存儲。系統設計了一種全新的車位監控節點，車位傳感器終端設備由CC2530(ZigBee無線收發模塊)和hs0038(紅外接收模塊)組成，利用購買的CC2530芯片自帶的開發包進行二次開發，成功建立ZigBee無線傳感網絡后，將ZigBee協調器與上位機通過RS-232端口連接。所有ZigBee無線傳感網絡采集到的數據通過RS-232端口上傳至上位機，最終由上位機綜合管理系統的軟件統一處理，達到車位信息的實時監控。圖3為車位監控系統的工作流程圖，車位監控系統在車庫中的效果圖如圖4所示。

車位監控系統工作原理如下：紅外傳感器放置于車位中央，且距離地面2～3m,紅外傳感器的發射裝置向地面發射紅外信號，若無車輛停靠車位，紅外傳感器發射的紅外信號，經地面反射被紅外傳感器1紅外接收頭接收時間為t1，若有車輛停靠，紅外傳感器發射的紅外信號，經車輛頂部反射被紅外傳感器紅外接收頭接收的時間為t2，每次紅外傳感器的接收頭接收到反射回來的紅外信號，都會引起電流的變化，變化的電流就被傳輸到控制器中。控制器由CC2530(8051)芯片和外部控制電路組成。控制器產生38KHz方波，方便比較器識別紅外信號一個周期的時間，門限值為t(t2

2)車位查找系統筆者設計的車位查找系統，通過設在每個車庫區域節點的攝像傳感器與每個車位的紅外傳感器相互作用，從而達到對車輛進行準確定位的。當車輛駛入某一停車區域，該停車區域的攝像頭對車輛進行拍照，經無線局域網絡上傳至上位機，上位機調出車輛駛入車庫時照取得車輛圖片，同停車區域照取的車輛圖片進行對比，確認車輛信息。確認車輛后，記錄車輛所在區域到數據庫。車輛開始停入車位，觸發停車位的紅外傳感器經無線局域網上傳車位信息，經對比后存儲進上位機，上位機將車輛信息和所停入的車位同時存入數據庫中，一一對應，這樣就完成了對車輛的定位。當車輛駛出時，上位機綜合管理系統軟件將數據庫中的定位信息刪除。

2.4后臺管理系統

系統采用3層C/S體系結構，包括用戶界面、應用邏輯層和數據層分別實現用戶交互、業務邏輯和數據訪問等功能。運用Visual Basic軟件作為設計平臺，設計后臺管理系統界面，將車輛識別與門禁系統、車位監控和車位查找系統綜合在一起，方便車庫管理人員對車庫進行管理。后臺管理界面設計如圖5所示。

3結語

通過對車庫智能管理系統的設計，有效利用ZigBee模塊建立的無線傳感網絡以及其自帶的CC2530芯片開發包的二次開發 ，將OV528攝像傳感器拍攝的車輛照片發送至上位機進行處理和存儲，將RFID讀卡器檢測到的車輛信息發送至上位機，將紅外傳感器檢測到的車位占用信息發送至上位機進行處理和存儲。通過對各系統的整合，全面系統地對駛入車庫的車輛信息以及車庫車位信息進行管理，從而為車庫管理人員管理車庫提供方便，為廣大車主提供方便、快捷、安全、智能的服務。

[參考文獻]圖5后臺管理界面設計

[1]程毅.談現代城市化建設中公共停車場發展戰略[J].科技論壇,2011(30):193.

[2] 孫軍強.國外停車場(庫)規劃與布局面面觀[J].汽車運用,2000(5)：15~16.

[3] 曹建軍,史忠科,宋蕾.小區停車智能管理系統設計[J].計算機工程與應用,2009(5)：4~5.

[4] 朱凌,路小波.ETC技術在智能停車場管理中的應用研究[J].交通科技,2005(5)：94~96.

[5] 鄭立玲,謝錫峰.基于Zigbee技術的智能停車場管理系統設計[J].電腦知識與技術,2014 (8)：1790~1792.

[編輯]洪云飛

“世界雜交水稻之父”袁隆平受聘長江大學“雙聘院士”

11月24日上午，“世界雜交水稻之父”、中國工程院院士袁隆平做客長江大學“長江講壇”，講授超級雜交稻研究進展，并欣然受聘長江大學“雙聘院士”。

袁隆平表示，非常高興能為湖北省的水稻科學研究和長江大學的發展獻計獻策。對長江大學在雜交水稻研究領域取得的成果，他深表贊許，并指出“江漢平原是我國重要的糧倉，超級雜交稻品種的選育和種植推廣具有重要的意義。”

據悉，受聘期間，袁隆平將指導長江大學作物遺傳育種學科建設、指導中青年教師團隊建設、指導國家級科研項目的申報和成果鑒定工作等。

?武漢工程大學第六屆研究生教育創新基金項目(CX2014041)。

[引著格式]陳愛杰，程思婷，呂雪，等.車庫智能管理系統設計[J].長江大學學報(自科版)，2015,12(34)：31~34.

[中圖分類號]TN929.5

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)34-0031-04

通信作者

[作者簡介]陳愛杰(1991- )，男，碩士生，現主要從事無線傳感網絡方面的研究工作；，熊俊俏，xiongjunqiao@sina.com。

[收稿日期]2015-09-28