基于ZigBee 的智能車庫分布式系統研究

姚濤，周光耀

（安徽理工大學，安徽 淮南232001）

1 引言

進入新時代以來，新科技的發展不斷加快，各式各樣的信息化科技產品充斥于我們的生活，隨著城市擁車率的不斷上升，傳統類型的車庫已難以滿足人們的需求，人們更需要一種結構簡單，方便快捷的新型車庫。在這樣的背景下，搭建一套適用于新型城市化建設的智能車庫越來越重要。而目前的車庫管理系統大多僅實現了車牌記錄以及刷卡收費等功能，智能化程度有待提升。同時，對于車主而言，目前的停車管理APP 所提供的功能較為單一，交互性較差，用戶體驗有待提升。并且現代的大型車庫多具有多層、占地面積較大的特點，車主停車后尋找車位或取車都具有一定的困難。在當代資源利用極高的時代，我們需要一個更加能夠節約資源，方便簡潔的車庫。

針對以上傳統車庫存在的缺點，本文設計了基于ZigBee分布式系統的智能車庫控制系統。該系統具有智能水平高、操作延時小、建設成本低以及安全可靠等優點，其能夠更好地保障車輛的安全停放，解決城市車輛擁擠問題。

2 智能車庫中的ZigBee 技術

ZigBee 是一種近距離雙向無線通信技術，大多用于傳感控制應用。首先，ZigBee 是智能車庫系統的網絡控制系統。智能車庫系統主要包括信息識別、智能控制等方面。由這些傳感器收集車輛及環境信息，并將大量的信息轉換成數據傳輸到控制中心。網絡層主要實現信息傳遞的功能，其運行基礎ZigBee 兼容各種通信模式，大多數設備都可以使用，同時在使用時無需支付高額的專利費用。此外，ZigBee 具有自動休眠模式，當對接兩設備的通信停止時，兩端的設備將自動進入休眠狀態，這一功能極大地降低了其能耗。其次，短延遲也是ZigBee 的一個重要特征，在設備未啟動時，其搜索設備的延遲不大于30ms，而當ZigBee 設備連接后，其通信延遲不大于10ms，這種特性足以滿足智能車庫實時控制和快速響應的需求。最后，ZigBee 通信技術具有三層通信協議保障和防火墻等虛擬設施，這使其安全性能相比于其他通信方式更好。因此，基于ZigBee 技術的通信技術具有低功耗、低延遲、低成本、低復雜度、高安全性和高可靠性等特點。

3 智能車庫的設計

新型智能車庫系統的設計主要是由外部感知系統、信息識別系統、實時監控系統和智能控制系統組成。控制這些系統需要運用到ZigBee 的控制能力，立體車庫管理系統的分布網絡管理主要在于控制車升降與平移，因為立體車庫肯定是基于地下與高層，所以控制其順利出入車庫是最重要的環節。對此，我們可以采用微信掃碼的方法來實現，用戶可以掃描二維碼進入一個微信的小程序，可以查看立體車庫停放情況，并控制樓層升降情況，而對其進行控制的龐大后臺就是ZigBee 的分布式系統。每個車位都要有與其對應聯系的接受系統，用來檢測車輛的停放時間等，除此之外，車庫還必須有自我監控系統，其中包括車庫監控系統的損壞以及空余車位的數量位置情況顯示，車主可以隨時通過綁定微信上的小程序來查看情況[1]。由于安全起見，防止除了車子以外的事物利用升降系統，還需要設計一個檢驗車牌的裝置。如此龐大的系統肯定少不了監控攝像，可以安置在車主行走的路線上，以保證此系統的安全性。

4 智能車庫系統的硬件設計

4.1 控制模塊的設計

控制模塊主要是由控制器、出入庫閘道、車身穩固裝置、閘道運輸裝置、內部監視系統構成。車輛到達指定位置后，由系統控制穩固裝置固定車輛，運輸裝置通過平移、升降階層使車輛到達系統指定車位或閘道。同時，由監視系統進行實時監控，以便于提升系統的安全性及對突發狀況作出及時應對。

4.2 信息顯示模塊的設計

信息顯示模塊由出入庫顯示屏及用戶使用移動終端構成。出入庫顯示屏顯示由主控室對用戶發出的指令，引導用戶正確、安全地使用本系統。用戶移動終端接入車庫局域網，實時顯示車庫內部車輛停放情況、車位的有無以及停車費用。同時它可以幫助用戶第一時間獲知車庫的最新信息。

4.3 數據處理模塊的設計

數據處理模塊由計算機、ZigBee 組網、實時監控系統、傳感器和資料庫組成。傳感器和監控系統可以實時收集車輛信息，通過ZigBee 組網實現信息的迅速傳輸。通過所傳輸的信息，控制中心可以實現車位的自動匹配，計算車輛停車時間，實現智能收費，最大程度上方便用戶。

5 結語

本設計運用ZigBee 組網將出入庫車輛的信息發送給控制系統，可實時檢測車位狀態，并規劃停車方案，從而實現車庫的智能管理，并且其開發成本低，運行穩定、高效、安全，具有相當大的應用價值。