智能手機咪表計時計費系統的設計與實現

林春景 袁俐萍

1 智能手機咪表計時計費系統立項的必要性及需求分析

近年來，汽車數量飛速增長，停車逐漸成為一個利潤可觀的行業。路邊停車位有別于室內停車場，路邊泊位主要供駕駛員臨時停車，通常車主占用路邊停車位不超過一個小時。由于路邊停車方便、快捷，所以泊位具有自然壟斷的性質，對于需要臨時性停車的車主來說是停車首選。根據市場的調研發現，路邊停車不需要場地的投資，周轉率高，利潤相當豐厚。

在國內，路邊停車在停車行業中占有很大的比例，目前我國各大城市采用較多的是人手收費。但是人工收費效率低、計費不準確、現金流量大、容易流失；而投幣式咪表技術含量低，故障率高，不能防偽、現金量流量大。在香港和國外，已逐漸被IC卡咪表代替。

但是隨之而來的問題是咪表系統涉及巨額投資，每只咪表價值約幾千元；單單中等城市2000車位需要配備的咪表就需要五六百萬資金，更何況需求量更大的大城市；而且IC卡咪表安裝復雜，要破土、挖坑、開溝，影響城市景觀；管理復雜，要求專人定期抄表；維護成本高，故障率、損壞率高。客戶退卡、充值必須到銀行，不方便，異地使用困難，實時性差。咪表占用道路，成為新的路障等問題也需要解決與完善。目前在國內，廣州等40多個城市使用了IC卡咪表，社會效益和經濟效益都非常不理想。

總結了目前香港路邊收費咪表的模式以及北京、武漢人工收費的模式的利弊，結合了本團隊現有的研發生產能力以及市場前景，對咪表收費模式進行了大幅度的改進，針對咪表建設麻煩，投入大；維護費用高；管理成本大；使用不方便等弊端，立項研發智能手機咪表計時計費系統，該系統是一種利用手機APP應用加GPS手機定位和自助繳費的方式來實現機動車臨時占道停車的智能化管理，具有前期投入成本低、經濟環保、充值、計費/扣費方便快捷的優點，而且操作簡單化，可以有效防止違規泊車的發生，同時規范了路邊停車現象，緩解了設置地點周邊的停車壓力，使得公共資源得到有效合理的利用。

2 智能手機咪表計時計費系統設計

2.1 系統主要功能特點

本項目設計的智能手機咪表計時計費系統要求具有很強的創新性、新穎性，技術含量高，現實意義大。本項目通過智能手機的APP應用，利用智能終端的GPS定位信息，將停車狀態的車位信息顯示手機上，并傳送到服務器后臺。該項目將智能終端與互聯網結合，也將會創造很大的商業價值。系統具備以下特點：(1)根據GPS定位系統，車輛精準定位；(2)不需要布線，硬件投入幾乎為零；(3)后期維護成本幾乎為零；(4)全城車位空缺盡在掌握之中；(5)巡查管理快捷到位；(6)繳費一鍵即可完成。

2.2 智能手機咪表計時計費系統的操作流程

智能手機咪表計時計費系統的操作流程如下：車輛到達目標道路后，打開手機移動咪表泊車物聯網系統程序，該程序會自動綁定已知用戶名、密碼的移動終端，連接運營商服務器后臺系統，獲取當前的車位資源信息（包括車位數、計價方式、計價金額、限時停車、車位狀態等信息），通過手機GPS功能定位完成車位輔助判斷后，進入用戶互動選擇計時菜單；用戶手動點擊計時按鈕開始計費，同時通過GPRS/3G或WIFI網絡向服務器提交計時請求，后臺服務器跟進當前的用戶信息（車牌信息、GPS坐標）進行計時，同時在數據庫中表示該用戶為合法的車位資源使用用戶；當用戶離開車位時，用戶通過智能終端向運營商后臺服務器提交計時結費申請，運營商后臺服務器自動結算，按照計時數從相應的賬戶里扣除相應的費用。

2.3 智能手機咪表計時計費系統組成

本項目采用運營商服務器后臺系統、人工收費子系統、用戶端、巡檢終端兩個系統、兩個終端運行智能手機咪表計時計費系統，是基于手機無線通信技術及智能終端應用相結合，通過開發手機APP應用以及GPS及北斗定位智能技術，對城市道路所規劃的車位進行數字化管理，對全市停車秩序進行全面監控，為城市管理者及車主便利停車研發的環保、經濟、高效、可持續的城市停車綜合應用系統，手機移動咪表計時計費系統如圖1所示，電腦服務器主機要求：E5-2603V4 6核6線程8G內存丨3T硬盤以上配置，路由器采用華為（HUAWEI）AR2240企業級核心千兆路由器。

圖1 手機移動咪表計時計費系統拓撲圖

2.4 智能手機咪表計時計費系統技術方案

本項目采用的技術方案是：一種手機泊車計時計費系統，包括運營商服務器和用戶端，用戶端通過移動網絡與運營商服務器建立連接，進行數據交互。通過應用目前智能手機終端基于移動通訊網絡和GPS來實現無線網絡接入和地理定位等豐富的功能特點，解決精準計時計費問題。

本項目研制的系統由以下部分組成，包括車位資源管理系統（運營商服務器）、停車人安裝的手機APP應用程序（用戶端）、巡檢人員手機APP應用程序、會員登錄（查看會員繳費信息、罰款信息等），如圖2所示。

圖2 泊車應用程序系統方框圖

（1）運營商服務器后臺系統設計與研發

運營商服務器后臺系統包括數據中心、通信模塊、車位數據庫、用戶信息數據庫和巡檢執法數據庫，通訊模塊用于與用戶端和巡檢終端進行通訊，通訊模塊與數據中心連接，數據中心上連接有車位數據庫、用戶信息數據庫和巡檢執法數據庫，每一個泊車位設定一個編號，泊車位編號和該泊車位對應的地理位置信息（即GPS信息）存儲在車位數據庫內，用戶信息數據庫用于存儲注冊用戶名稱、登錄密碼、用戶身份證號碼、用戶駕駛證號碼、用戶車牌證號碼、用戶手機號以及該用戶名下預存費用情況，巡檢執法數據庫用于存儲巡檢人員用戶名稱、登錄密碼以及權限。

本系統從底層系統核心、核心安全模塊和硬件兼容性等多個層次進行了精心的設計和優化，對應用程序經過反復多次運營測試認證，性能優良。系統采用向導式的配置界面，每項配置均有中文提示，使得用戶操作簡單易上手。同時提供全面的產品文檔和各種形式的技術支持服務，以協助管理員對整個系統進行實施部署與維護，泊車應用程序運營商服務器如圖3所示。

圖3 泊車應用程序運營商服務器方框圖

（2）用戶端設計與研發

用戶端是指與服務器相對應，為顧客提供本地服務的程式。一般安裝在普通的用戶機上，需要與服務器互相配合執行。用戶端可采用具有數據處理能力及通訊能力的便攜式設備，如智能手機、平板電腦或單獨特殊設計的裝置。

本項目設計的用戶端包括數據處理模塊、用戶端通訊模塊、計時模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊，其中，用戶端通訊模塊、計時模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊分別連接到數據處理模塊上，泊車應用程序用戶端系統如圖4所示。

圖4 泊車應用程序用戶端方框圖

（3）巡檢終端設計與研發

計時計費系統還包括有巡檢終端，巡檢終端通過電信運營商網絡或WiFi網絡與運營商服務器連接，進行數據交互。

巡檢終端可采用具有數據處理能力及通訊能力的便攜式設備，如智能手機、平板電腦或單獨特殊設計的裝置。

巡檢終端包括數據處理模塊、巡檢終端通訊模塊、圖像采集模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊，其中，巡檢終端通訊模塊、圖像采集模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊分別連接到數據處理模塊上，泊車應用程序巡檢終端如圖5所示。

圖5 泊車應用程序巡檢終端方框圖

3 系統運行結果

系統已經安裝在太原昕寶泊車公司路邊停車收費系統中，其運行過程（如圖6所示）為：

(1)掃描二維碼，手機進入系統，選擇停車功能；

(2)根據定位找到停車位，掃描二維碼停車，確定了解停車收費標準；

(3)預交20元（可設），開始停車；

(4)離開停車位，如果小于半小時，退回預交款，超過半小按時間收費；

(5)預交費金額和停車時間退款多少都是根據后臺綁定的收費標準計算的。

圖6 路邊停車計時收費系統運行過程