一種停車場智能管理系統的設計與實現

秦臻 張鑫泉 李冬梅 洪海慧

編者按：城市化發展進程的不斷加快，汽車數量日漸增多，停車難問題日益凸顯，提升停車場的運行效率是解決停車難問題的有效突破口，文章設計開發了基于樹莓派嵌入式開發平臺設計與實現了智能停車場，以提高停車場的管理水平和運行效率。

前言

設備智能化當今在各個領域迅速普及，推動著人們對更高的生活質量的追求，人均車輛擁有量的與日俱增，停車場的管理面臨著新的機遇和挑戰。目前，小區和商場的停車場大部分都安裝了自動進出場裝置，實現了在進入停車場時保存車牌號，記錄停放時間，并實現網上繳費的功能，減少了勞動力，實現了車輛的無人化、智能化管理，手機移動設備日漸成為生活的主要工作設備。

國外針對停車場出現的問題偏重于停車場的建設和研究上，提出了“快速入場，快速停車，快速找車，快速出場”的解決方案，但每個國家面臨的實際問題是不一樣的，美國注重于停車場控制管理方面，日本則鼓勵多建立停車場，意大利是開放了互聯網預約停車位以及繳納停車費。

為有效解決上述停車場的實際問題，本文從智能停車場管理系統出發，依托通信、嵌入式以及App技術創新，面向一個公共社區的停車場，實現了實時記錄車輛駛入和駛出該停車場的情況，車位的使用情況檢測以及手機App實時查看車位的使用情況，提高停車場的運行效率以及減少人力物力的浪費，致力于開發基于樹莓派系統的停車場智能管理系統。

實驗系統的具體功能

本文設計的智能管理系統，具備了車輛在進出停車場時間的保存功能，記錄車牌信息功能，在每個車位配備車位檢測模塊，檢測車位使用情況功能，做到實時監測并更新數據，除此之外，該設計系統配備顯示車輛使用情況的App，在App實時顯示車位的使用情況，駕駛員可根據App顯示指引停車。具體功能流程如圖1所示。

系統開啟工作后，入口和出口處的攝像頭對進出場的車輛信息進行記錄保存在服務器中，車輛檢測模塊通過樹莓派檢測當前各個車位的使用情況，連接Wi-Fi將數據上報給服務器，實時顯示給用戶客戶端。

硬件部分的功能實現

本系統中使用樹莓派開發板作為嵌入式開發板，開發板配有40個GPIO引腳，配有千兆以太網卡以太網末端連接網線，支持雙頻801.11ac無線局域網，有DSI顯示連接器，攝像頭口連接攝像頭，連接攝像頭和超聲波測距儀檢測是否有車輛駛入或駛出檢測車輛的車牌信息和時間，時間格式為：**月-**日 **：**：**。為準確測量每個車位采用HC-SR04傳感器檢測車輛使用情況，HC-SR04傳感器采用IO觸發測距技術。

測試距離=（高電平時間*聲速（340m/s））/2

連接該傳感器時應斷電，若需帶電進行連接，為不影響傳感器正常工作，需先連接接地端，在使用其進行測距時，物體應保持平整以保證不影響測量結果。其工作原理圖如圖2所示。

在本設計中，每個車位各有編號，車位檢測模塊檢測到車位的使用情況時，信息進行綜合處理后，實時發送到App顯示模塊，駕駛員可以從手機端App實時查詢每個車輛的使用情況。

……

GPIO.output（trig1，True）

Time.sleep（0.00001）

GPIO.output（trig1，False）

While GPIO.input（echo1）==0：

pass

start = time.time（）

while GPIO.input（echo1）==1：

pass

end =time.time（）

distance=round（）end-start（*342/2*100，2）

If（distance<15）：

if（predatal！=1）：

print（“001 has car”）

datal = struct.pack（“002”，0x1）

handle.send（data1）

predatal=1

time.sleep（0.5）

……

客戶端設計與實現

基于自由且開放碼源的Linux系統下的Android，適用于移動設備，具有豐富的硬件，由于Android的開放性，不會影響到數據的同步、軟件的兼容等問題。本實驗客戶端設計界面簡單顯示各個車位的位置、編號以及使用情況，通過車位檢測模塊的實時數據傳送到服務器端，再傳遞到客戶端實時顯示車位的使用情況，用戶在客戶端可以找到最方便的車位并導航停車。除此之外，還可以看到自己車輛駛入駛出的時間和需繳費情況。

結語

本系統通過綜合分析和解決當前停車場的問題，本設計的創新點在于駕駛員除可在到達停車場之前通過客戶端App知曉最近的停車場的位置，且明確知道停車場的車位使用情況，并通過導航到達位置，可在客戶端查詢進出場時間及繳費情況的歷史記錄，實現了方便快捷，解決了停車難的問題，避免尋找停車場所造成的交通堵塞。

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第一作者：秦臻（1998—），山東濟南人，工學碩士研究生，現就讀于北華航天工業學院，主要研究方向為電子與通信工程。