一體化智慧停車引導系統

馬宿林　黃靜月　丁鴻韜　陳干回　謝沛余

摘 要：近年來，城市汽車保有量快速增長，停車位需求量持續增加，停車難已經成為阻礙城市發展的主要問題之一。因此本文設計了一種基于物聯網、移動互聯網以及云計算與大數據分析等相關技術智能停車場引導系統。該系統以大范圍、全方位、數據聚合的云服務平臺數據庫為支撐，通過獲取相應區域停車場車位信息，為用戶智能匹配停車位，實現停車誘導、反向尋車、移動支付等功能。管理員終端可以快速采集各項車庫信息、有效監控并管理停車場相關設備。該系統高效、便捷且維護簡單，有效地解決了城市停車困難、停車場管理效率低等問題。

關鍵詞：互聯網 云計算 大數據 數據庫

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0132-03

Abstract： In recent years， with the rapid growth of urban car ownership and the continuous increase of parking space demand， parking difficulty has become one of the major problems hindering the development of urban transportation. Therefore， this paper designs an intelligent parking guidance system based on Internet of Things， mobile Internet， cloud computing and big data analysis. Supported by a large-scale， omni-directional， data aggregation cloud service platform database， the system intelligently matches parking spaces for users by acquiring parking space information in corresponding areas， and realizes parking guidance， reverse car search， mobile payment and other functions. Administrator terminal can also quickly collect the garage information， effective monitoring and management of parking related equipment the system is efficient， convenient and easy to maintain. It effectively solves the problems of urban parking difficulties and low efficiency of parking management.

Key Words：Internet； Cloud computing； Big data； Database

近年來，我國汽車行業發展飛快，但停車場的建設卻相對遲緩，停車場利用率偏低等問題也隨之顯現。雖然在個別大城市里建了一部分自動化停車場，但是停車場信息不開放、車位難找、成本高等問題仍然存在[1]。由于移動智能終端的廣泛應用以及現代人無紙化的消費習慣，研究并設計一種基于智能手機的停車場引導系統，是解決當前城市停車困難的關鍵[2]。

根據整個智慧停車導引系統的定位本系統將采用多層體系架構設計：服務器端采用J2EE企業級技術框架，該框架具有高性能，高穩定性與高可移植性的特點；以 android 為例的移動端系統，采用了最新的SDK4.4，在保證新功能的同時還可以向下兼容低版本，以確保市面上大部分 android手機穩定運行。而微信公眾號平臺端的頁面，則采用最新的html5標準，提高界面效果，給用戶帶來更好的體驗[3]。

1 系統總體設計方案

該一體化智慧停車引導系統主要包括云端、停車場、終端三個部分。云端是停車場信息匯集處及信息發布處，包括服務器、數據庫以及管理界面；停車場由一個或者多個車庫組成，包括無線定位基站、進出口閘機；終端包括用戶終端和車庫管理員終端[4]。本系統與傳統車庫系統的差別在于將分散的車庫資源信息整合到統一的網絡平臺，并使用智能手機代替IC卡完成包括進出口控制、計費、誘導在內多種業務。用戶可以通過智能手機搜索目的地附近的所有停車場和車位數量；并由用戶選擇停車目的，手機將自動匹配行車路徑；當車主到達停車場入口時，閘機對汽車信息和手機號進行驗證，驗證成功后停車場服務器給手機發送車位號和停車場內布局圖，并在布局圖上標明停車場入口到停車位的路徑；當車輛通過語音提示到達車位后服務器自動記錄當前時間；當用戶取車時，服務器自動計算停車時間和停車費用，并更新數據庫，停車引導完成[5]。引導系統的流程圖，如圖1所示。

根據該系統的停車引導流程，設計內容主要包括以下幾個方面：

（1）設計一個整合并發布附近停車場信息的車庫系統架構；

（2）實現用戶與多個車庫信息交流，整理并發布車庫相關信息的云端服務器；

（3）設計停車場車輛管理系統，實現監控并管理車輛以及車庫車位狀態；

（4）實現室內停車場定位誘導以及反向尋車功能；

（5）設計用戶與車輛管理系統的智能終端應用軟件；

（6）實現移動支付。

2 系統工作原理

云端是整個智慧停車引導系統的橋梁，連接著智能終端、管理系統以及停車場閘機，其核心部分為服務器。用戶智能端和管理員終端的各種請求通過云端實現對數據庫的讀寫操作；管理人員經過服務器對數據庫進行操作，當終端請求到來時，服務器則將命令發出，停車場的無線定位基站收到指令后，引導車輛行進；停車場二維碼與閘機關聯，承載著停車場信息和用戶的車輛信息等，用于確定車輛和停車場的對應性。用戶的智能終端則整合了車輛和停車場的信息，作為實現定位、支付的工具。該系統的整體框架如圖2所示。

2.1 無線定位技術

無線定位技術是整個系統的關鍵，目前無線網絡幾乎成為各種大型服務性建筑的必備基礎服務設施，借助已有的無線網絡環境來構建室內定位服務具有一定的使用價值。該系統的定位分為四種類型：尋找停車庫時的室外定位、尋找停車位時對運動車輛的室內定位、停車后在車內或者車外實現室外定位、反向尋車時對人員進行室內定位。

2.2 入庫出庫與反向尋車系統

停車誘導和反向尋車是該系統的主要功能，以下將具體闡述如何實現。入庫和出庫都是通過掃描二維碼通知服務器，服務器收到相應的指令以控制閘機的開合。出入庫時系統將記錄下車輛信息，并根據停車定位功能觸發時間的計算程序，計算車輛在車庫中停放的時間，最后根據時間計算所需費用，并由用戶選擇相應的支付軟件提交費用。

當用戶停車完畢后可進行停車定位功能，本功能主要為反向尋車提供服務。客戶端運用無線掃描將定位點上傳服務器，等待服務器完成定位。當用戶反向尋車時，根據定位匹配路徑，用戶使用指紋定位不斷更新自身位置，以實現連續定位。

2.3 云計算與大數據處理

云計算是提取大數據的前提，在如今的信息社會，信息往往體現在各種各樣的數據中，許多企業都在通過大數據進行分析或者篩選對自己有益的信息，以做好營銷方向，獲得利益。但在海量數據面前，假若提取、處理和利用數據的成本超過了數據價值本身，那么有價值也將相當于沒價值。這時，來自公有云、私有云以及混合云之上的強大的云計算能力，對于降低數據提取過程的成本變得至關重要。在本系統中，通過云計算收集停車場的位置信息、空位率以及空位位置信息等數據，存于云端數據庫。

而大數據處理則是利用云端多個數據庫來接收客戶端或發送至客戶端的數據，并且用戶可以通過這些數據庫來進行簡單的查詢和處理。傳統的關系型數據庫MySQL和Oracle存儲著每一筆數據，不僅如此，像Redis和MongoDB這樣的MySQL數據庫也常用于采集數據。而在采集過程中，其主要特點和挑戰是可能會同時有成千上萬的用戶來進行訪問和操作，并發數高得令人發指。例如出行高峰的節假日、周末以及上下班時段等，它們并發的訪問量達到上百萬，故需要在采集端部署大量數據庫才能支撐這樣龐大的并發數。必須經過深入的思考和設計才能解決如何在這些數據庫之間進行負載均衡和分片的問題。

2.4 數據庫安全技術

數據庫的安全技術是指通過一定的手段確保數據庫的數據安全，以防止非法使用或由環境因素的改變而致的數據篡改、丟失和破壞。本系統的數據安全由數據庫的安全和服務器的安全兩部分組成。數據庫安全采用用戶的賬號密碼以及系統驗證來確保，用戶在登錄數據庫時，系統將通過用戶提供的手機號以及動態密碼來核實。而服務器的安全問題則由服務器維護人員安裝工具以及日常維護來解決。

3 結語

該系統旨在建立集物聯網、移動互聯網和云計算等先進技術一體化的智慧停車全智能數字方案，使用Android手機應用軟件或微信公眾號與用戶進行互動，采用WI-FI定位技術，結合移動互聯網技術，多層體系MVC架構設計并利用Mysql數據庫為系統的穩定高效運行提供軟件技術基礎，實現完全自動化，可以提升區域內停車場及其周邊交通綜合管理水平，緩解城市交通道路擁堵程度，增加管理效益和社會效益，可以更積極的促進城市交通政策的制定，對交通政策的實施也有一定的參考價值。

參考文獻

[1] 丁一.基于智能手機的停車場引導系統的研究與設計[D].延邊大學，2015.

[2] 張宇.基于“互聯網+”模式的室內停車場系統設計與核心技術研究[D].浙江大學，2016.

[3] 鄧廣森.一體化智慧停車場系統設計與實現[D].華南理工大學，2015.

[4] 陳婷.基于RFID定位的停車場智能移動終端設計[D].南京郵電大學，2016.

[5] 陳晨.智能停車場管理系統的研究與設計[D].青島科技大學，2017.