基于ZigBee的智能車庫分布式系統研究

姚濤 周光耀

【摘 要】論文基于ZigBee分布式系統研究新型智能車庫管理系統，將ZigBee無線通信技術應用于車庫的管理，可以實現實時監控車輛狀況、智能收費、車庫自動化管理的功能。車輛出入庫時，系統自動監控車輛的合法信息并為用戶提供智能停車方案，能夠更好地保障車輛的安全停放，解決城市車輛擁擠問題。

【Abstract】This paper studies the new intelligent garage management system based on ZigBee distributed system， and applies ZigBee wireless communication technology to the garage management， which can realize the functions of real-time monitoring of vehicle conditions， intelligent charging and automatic garage management. When the vehicle enters and leaves the warehouse， the system automatically monitors the legal information of the vehicle and provides intelligent parking scheme for the user， which can better guarantee the safe parking of the vehicle and solve the problem of urban vehicle congestion.

【關鍵詞】智能車庫;ZigBee技術;車庫控制;智能化

【Keywords】intelligent garage; ZigBee technology; garage control; intelligent

【中圖分類號】TP393? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）07-0135-02

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。

【參考文獻】

【1】王明.基于物聯網的智能車庫無人化遠程管理系統的研究[J].技術與市場，2016，23（09）：51-52.