基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分區(qū)式停車引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李兵 羅崢尹

摘要：近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、智慧交通等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用引起了人們高度重視，并極大地改善了人們的生活。目前大部分停車引導(dǎo)系統(tǒng)基于人工指引或部署大量傳感器以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行精確引導(dǎo)，但存在部署成本過(guò)高、維護(hù)工作量大等困難。該文基于廣東省某高校校園的分區(qū)停車環(huán)境，采用簡(jiǎn)易圖像識(shí)別與電子指示牌進(jìn)行準(zhǔn)確的分區(qū)式引導(dǎo)，同時(shí)有效地降低了部署成本。

關(guān)鍵詞：停車引導(dǎo);物聯(lián)網(wǎng);圖像識(shí)別;Raspberry pi

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）06-0235-02

智能停車系統(tǒng)在近年來(lái)得到了廣泛的研究，而與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、定位技術(shù)等相結(jié)合的停車引導(dǎo)應(yīng)用更是層出不窮。例如袁正道等人提出使用利用標(biāo)簽的輻射功率由最小二乘估計(jì)算法計(jì)算定位終端的精確位置，完成車輛信息的登記、查詢、保存和日志生成Ⅲ;史媛利用Dijkstra算法對(duì)停車路線進(jìn)行優(yōu)化。尋找出最短時(shí)間停車路線，提高停車場(chǎng)的效率嘲。此外，李錦等人利用LED照明燈光的可見(jiàn)光實(shí)現(xiàn)室內(nèi)停車場(chǎng)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，古悅等人利用ZigBee技術(shù)對(duì)停車場(chǎng)資源進(jìn)行了優(yōu)化配置，Yue-song Lin等人提到使用NB-IOT技術(shù)可實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)等環(huán)境的智慧引導(dǎo)。許多高校和科研機(jī)構(gòu)都在對(duì)智慧環(huán)境的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行深入研究，如何讓環(huán)境更加人性化、節(jié)能、有效、安全是目前專家學(xué)者的重要研究方向。

1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本節(jié)先介紹引導(dǎo)系統(tǒng)的整體框架，再著重介紹系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用效果分析。

1.1系統(tǒng)整體框架

如圖1所示為本系統(tǒng)的架構(gòu)圖，系統(tǒng)可分為“云一管一端”三部分：采集節(jié)點(diǎn)，集成攝像頭與電子指志牌，每個(gè)分區(qū)安裝2個(gè)節(jié)點(diǎn)（分區(qū)駛?cè)肱c駛出點(diǎn)各1個(gè)），用于識(shí)別車輛與方向指引;智能網(wǎng)關(guān)，作為匯聚的作用將各采集節(jié)點(diǎn)采集得到的數(shù)據(jù)匯聚傳輸?shù)綉?yīng)用服務(wù)器;應(yīng)用系統(tǒng)：包括了物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)管理系統(tǒng)，用于對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成應(yīng)用程序可以推送到手機(jī)、PC等終端應(yīng)用。

1.2分區(qū)引導(dǎo)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

本分區(qū)式停車引導(dǎo)系統(tǒng)的采集節(jié)點(diǎn)對(duì)本區(qū)域的車輛數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，節(jié)點(diǎn)將通過(guò)NB-IOT網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。系統(tǒng)在應(yīng)用服務(wù)器中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的停車統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與各分區(qū)的庫(kù)存數(shù)據(jù)進(jìn)對(duì)比分析，并將有空置車位的區(qū)域發(fā)送到各節(jié)點(diǎn)，如圖2所示。。

2系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用效果分析

2.1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

本部分將從采集節(jié)點(diǎn)（端）、無(wú)線通信方式與智能網(wǎng)關(guān)（管）、物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)（云）3個(gè)層面闡述整個(gè)我們的自適應(yīng)智能家居系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)：

1）端：各分區(qū)的采集節(jié)點(diǎn)的MCU使用基于開(kāi)源硬件樹(shù)莓派Raspberry Pi4，并集成攝像頭與電子指示牌，采用開(kāi)源的Opencv圖像識(shí)別庫(kù)進(jìn)行車輛識(shí)別，最終將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送通過(guò)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到智能網(wǎng)關(guān)，各設(shè)備參數(shù)如表l所示。

2）管：本系統(tǒng)具有很好的網(wǎng)絡(luò)適配性，能在WIFI、以太網(wǎng)、NB-IOT等接人網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下與智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，讓系統(tǒng)具備良好的可移槽性。

3）云：物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的選取，遵循著開(kāi)放、低成本、可移植性強(qiáng)等特點(diǎn)，本系統(tǒng)的云平臺(tái)采取中智訊（武漢）科技有限公司的智云平臺(tái)，以MQTT協(xié)議的方式實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制。云平臺(tái)與停車場(chǎng)各分區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果將指引指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)到各采集節(jié)點(diǎn)。

2.2應(yīng)用效果分析

按上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我們選取廣東省某高校進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，將該校園分為8個(gè)分區(qū)，共部署16個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，并在該校機(jī)房部署了物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，最終發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)于停車的指引具有很好的效果，極大地減少了人工干預(yù)，準(zhǔn)確度較高且成本較低。

3未來(lái)展望

下一步工作主要包括以下兩個(gè)方面：

1）車牌號(hào)的精準(zhǔn)識(shí)別：本文的圖像識(shí)別僅對(duì)車輛進(jìn)行識(shí)別以統(tǒng)計(jì)數(shù)量，但未進(jìn)行車牌號(hào)識(shí)別，后續(xù)將對(duì)采集節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，為提升用戶體驗(yàn)效果。

2）應(yīng)用端程序的開(kāi)發(fā)：本系統(tǒng)主要通過(guò)指示牌的方式進(jìn)行引導(dǎo)，后續(xù)將開(kāi)發(fā)微信公眾號(hào)或APP等配套應(yīng)用，便于用戶在車內(nèi)根據(jù)地圖（結(jié)合語(yǔ)音）導(dǎo)航。