基于物聯網的智能停車場的設計與實現

文/衛昱含 張偉 卜偉同 賈立松

1 需求分析

傳統停車場管理系統的弊端逐漸顯現，在了解當前停車場管理需要，以及服務對象基本需求后，有目的的設計智能停車場管理系統，以此提高智能停車場利用率。智能停車場服務對象包括駕駛者、管理者、后臺工作者，其中，駕駛者需求即在短時間內獲取停車位信息、快速進出、高效支付；管理者需求即動態掌握停車場車輛狀態，針對車輛進出時間具體記錄，按照收費規定完成費用收取任務；后臺工作者的需求主要有，動態管理電子車牌，在掌握停車位使用情況后，動態顯示停車位狀態信息，以此提高停車位利用率。

2 智能停車場總體設計

2.1 設計原則

智能停車場管理系統設計的過程中，遵循適應性、合理性、可維護性、經濟型、可持續性原則，提高智能停車場使用價值、滿足服務對象需求的同時，順應城市發展需要，確保智能停車場管理系統與智慧城市系統順利對接。

2.2 系統設計

物聯網時代到來后，物聯網信息技術為智能停車場管理系統設計提供了可靠支持，它通過連接網絡及物品，迎合智能化識別、智能管理操作需要。基于物聯網設計智能停車場管理系統框架，即優化感知層、網絡層、用戶層、應用層系統結構，豐富子系統功能。

3 智能停車場硬件及軟件設計

3.1 硬件設計

從總體設計中分析可知，硬件設計包括三方面，即數據采集系統、數據傳輸系統、顯示系統。硬件設計期間，充分準備系統組成內容，如 協議采集器、紅外遙控傳感器、Wi-Fi無線網絡、計算機等。

感知層設計：紅外遙感控制器感知車輛是否進入停車位，之后將感應信號傳輸于 單片機和 協議采集器，針對采集到的數據集中處理。待集中器傳遞指令后，采集器會按照指令提示做出響應，實現數據信息在集中器的存儲。停車場計算機設備發出信息獲取指令后，Wi-Fi通信模塊會即刻傳遞存儲的數據信息。網絡層設計：管理系統通過聯合 技術和Wi-Fi網絡技術，完成無線信號傳輸。

3.2 軟件設計

智能停車場軟件設計包括三方面，分別為停車位信息采集、網絡 、移動設備APP，具體分析如下：

停車位信息采集設計，借助 軟件以及C語言，優化信息采集程序，即紅外遙控傳感器獲取停車位信息→傳輸信息于 單片機→傳輸信息于 協議采集器→傳輸信息于無線通信模塊→信息經集中器處理→信息經WIFI通信模塊處理→最終傳遞于停車場計算機設備。

網絡 設計：這部分內容設計時，主要應用 語言，軟件工具選為 。網絡 設計得益于框架開發和框架支持，其中，容器在配置文件和對象連接方面發揮重要的輔助作用，根據屬性提示完成對象引用目的。在這一過程中，開發人員應準確連接配置文件，最終數據庫表信息能夠準確、全面顯示。

移動設備APP設計：在 軟件集成開發調試環境中，利用 語言編寫程序代碼，之所以搭建 軟件環境，主要是為了提高安卓應用程序利用率。設計期間優先選用MVC軟件設計模式，以此實現通信異步傳輸、數據大量緩存、信息隨時訪問、網絡請求傳輸等功能，對比于傳統系統，便于服務對象閱讀，并且還能節省開發時間，大大提高系統利用率。安卓網絡為基礎的網絡請求解決方案較多，其中，方案較成熟，它支持數據交互，高效處理網絡疑難問題，該方案當前應用頻率較高，得到了較多用戶認可。

4 基于物聯網的智能停車場管理系統測試

4.1 傳輸性能參數

參數指的是發射功率、鏈路預算、接收靈敏度、誤差向量幅度，其中，發射功率在 之間，一般來講，發射功率與發送性能成正比，隨著傳輸距離的延長，功率耗量相應增多。鏈路預算值提高，無線收發器間隔距離隨之延長，并且幾節點數量隨之減少，進而減少系統維護資金投入。智能停車場管理系統測試的過程中，應全面考慮 傳輸性能參數變化情況，并有依據的調整 傳輸性能參數，使其符合智能化管理標準。

4.2 網絡構建

網絡構建的過程中，利用協調器完成網絡建立目的，同時，合理化定義網絡信道，確保網絡節點與PC順利連接。待程序和地址成功寫入后，針對協調器初始化處理，待網絡順利接通后，協調器指示燈正常閃爍，意味著協調器信息能夠自由傳輸。

4.3 子節點加入

網絡構建工作結束后，子節點向網絡發送加入請求，待子節點入網后，路由器以閃爍的方式予以提示。終端節點網絡地址路由器有序配置，意味著車位采集終端能夠全面采集車位信息。

4.4 管理程序實現

由于停車場內信號指示燈工作電壓為11V，因此，信號燈應用11V直流穩壓電源滿足電能供應需要。停車位未被預定時，車位信號燈為綠色，其余信號燈處于關閉狀態，用戶能夠將車停放在該車位；停車位被預定，或者車位內有車輛停放時，信號燈顯示紅色，其余信號燈同樣處于關閉狀態，此時用戶需要耐心等待。

5 結論

綜上所述，基于物聯網設計智能停車場管理系統，在了解管理系統需求的前提下，分析硬件設計和軟件設計，并組織管理系統測試活動。管理系統設計期間，高效應用 技術和WiFi網絡技術，用戶通過操作手機客戶端，根據手機界面車位狀態信息顯示情況，縮短空缺車位尋找時間，大大提高車位利用率。此外，停車場管理工作能夠有序進行，這在一定程度上緩解了人工壓力，這對智能停車場管理系統大范圍推廣有促進作用。