一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車系統(tǒng)研發(fā)

周建林 倪 峰

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫214405）

1 概述

隨著社會的發(fā)展，擁有車輛的家庭越來越多，人們在外出工作或購物時(shí)尋找空閑的停車位很不方便。如今生活節(jié)奏飛快，方便快捷的停車非常重要。國內(nèi)現(xiàn)有的停車場大部分只是簡單的做到了停車和收費(fèi)的功能，無法具體管理到每一個(gè)停車位，這就會導(dǎo)致用戶進(jìn)入停車場后無法快速找到空閑的停車位，或者尋找空的停車位耗時(shí)很久。

本文通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)，智能化管理到每一個(gè)停車位，用戶可以實(shí)時(shí)查看到每個(gè)停車位的空閑情況，極大的方便了停車場的管理和用戶停車。并且開發(fā)和部署成本低，具有較高的普及意義。

物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備如GPRS、射頻識別（RFID）等，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。CC2530 是用于ZigBee 應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案,它能夠以非常低的總材料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)領(lǐng)域一個(gè)新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。本文通過ZigBee 組網(wǎng)技術(shù)將停車場所有車位連接在一起，并通過NB-IoT 將車位信息傳送到云服務(wù)器，從而動態(tài)管理停車場車位，為停車場的智能化管理提供了強(qiáng)有力的支撐。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

智能停車系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)基于深度采集客戶需求，遵從安全、可靠、穩(wěn)定、簡便、可擴(kuò)展的原則。主要包括信號采集層、網(wǎng)絡(luò)層、云服務(wù)層、應(yīng)用軟件層四個(gè)層次，系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)如下圖1 所示。

2.1 車位狀態(tài)采集層

車位信息采集層使用CC2530 單片機(jī)和超聲波測距傳感器采集車位信息。超聲波發(fā)射器向上發(fā)射超聲波并開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播碰到障礙物就會立即返回，當(dāng)超聲波接收器接收到反射波就會停止計(jì)時(shí)。通過時(shí)間計(jì)算距離就可以判斷車位上是否有車輛停放，算法流程圖如圖2 所示。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

圖1 智能停車系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

圖2 車位停車狀態(tài)超聲波檢測流程圖

圖3 智能停車場功能設(shè)計(jì)圖

每個(gè)停車位就是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過Zigbee 將多個(gè)車位節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)連接到CC2530 協(xié)調(diào)器。在CC2530 上使用NB-IoT 模塊，將停車位信息（停車位編碼，停車狀態(tài)）發(fā)送到云平臺。

2.3 云服務(wù)層

云服務(wù)是一種簡單高效、安全可靠、處理能力可彈性伸縮的計(jì)算服務(wù)。智能停車場系統(tǒng)在云服務(wù)器上以WebService 形式分布式部署服務(wù)，統(tǒng)一為用戶提供信息服務(wù)。應(yīng)用軟件層下各個(gè)子系統(tǒng)之間共享數(shù)據(jù)庫中心，將分散的信息統(tǒng)一存儲。

2.4 應(yīng)用軟件層

智能停車場系統(tǒng)要重視用戶的使用體驗(yàn)，讓用戶置身于一個(gè)智能、靈敏、方便快捷的使用環(huán)境中。響應(yīng)要快速及時(shí)，提供的信息必須準(zhǔn)確、智慧，即所有的信息要經(jīng)過分析處理和融合，提供給用戶更有用的信息。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

智能停車系統(tǒng)包含后臺管理系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)和手機(jī)APP 客戶端三個(gè)子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)是相輔相成、緊密聯(lián)系的，總體應(yīng)用框架如圖3 所示。

3.1 后臺管理系統(tǒng)

主要包括停車場管理、車位管理、權(quán)限管理。在后臺管理系統(tǒng)中，還可以根據(jù)時(shí)間對所有訂單進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提供決策依據(jù)。

3.2 收費(fèi)系統(tǒng)

當(dāng)車輛駛?cè)胪＼噲龊螅ㄟ^車牌識別車輛，并開始計(jì)時(shí)，當(dāng)車輛駛出停車場時(shí)，計(jì)算停車時(shí)間和停車費(fèi)用，用戶可以掃碼繳費(fèi)。

3.3 手機(jī)APP 客戶端

用戶通過APP 客戶端查看附近的停車場和停車位信息，選擇有空閑停車位的停車場，通過手機(jī)地圖導(dǎo)航快速到達(dá)目標(biāo)地，找到空閑的停車位。用戶還可以通過APP 客戶端綁定車輛信息和線上繳費(fèi)，極大的減少了出入停車場的時(shí)間。

4 結(jié)論

停車難問題是人們生活中的一個(gè)痛點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類停車場系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，但目前大部分停車場系統(tǒng)沒有共享信息，很難從根本上解決停車難題。

本文提出的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能停車場系統(tǒng)，具有比較強(qiáng)的擴(kuò)展性，硬件成本低、性價(jià)比高。人們通過APP 可以實(shí)時(shí)查看附近的停車場，精確到停車位的信息，節(jié)約了時(shí)間成本，提高了效率，具有較強(qiáng)的社會推廣和應(yīng)用價(jià)值，為停車場系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了參考依據(jù)。