车位智能管理系统设计与实现

王亚茹，王梓涵，张宏伟

摘 要：在我国城市经济快速发展的背景下，现代化城市中机动车停车的供需矛盾也非常尖锐，少量车位以及停放超量车辆的问题接踵而至，这极大地影响了城市的稳定发展。鉴于此，基于物联网的停车场车位管理系统，能够针对车位实时信息精准采集，以无线硬件、云平台、移动互联为技术核心，构建完整的城市智能停车平台。该业务基于中国联通网络和位置业务平台，提供对车辆及人员位置信息的监控、调度、管理等功能的综合运营服务，并实现客户资源最优配置、科学管理和信息化办公，为客户提高工作效率，降低运营成本。文章對此展开分析。

关键词：物联网;停车场车位管理系统;云平台

目前中国有3 750万辆货运车辆，100万家物流企业，物流效率只有发达国家的50%，而物流行业的效率决定整个社会的效率、成本和价格。物流行业的信息化水平已经成为评估物流企业竞争力的一个必备指标，由信息化带来的成本和效率的红利将直接影响物流企业的长远发展。国家三部委（交通运输部、公安部、工业和信息化部）于2014年联合发布第5号令，严格规定半挂牵引车以及重型载货汽车（总质量为12 t及以上的普通货运车辆）应于2014年7月1日起施行，2015年12月31日前全部安装、使用卫星定位装置，并接入道路货运车辆公共平台。因此，研究基于物联网停车场车位管理系统是十分有必要的。

1 系统架构

第一层应用层是系统的最顶层，主要是软件信息，用户能够使用应用层的软件进行车位查看，并且提供接口供第三方应用、调用，系统部署到云服务器上面，能够及时地处理信息。

第二层网络层是连接应用层和感知层的中间层，所有的数据传输都是通过网络层进行传输的，包括车位的信息、车位的状态。目前系统的网络都是通过4G传输，数据丢包率低，能够有效地在应用层和感知层中传输信息。

第三层感知层是基于物联网停车场车位管理系统最关键的一层，主要由一些硬件设备构成，能够感知车的信息，通过声波传感器获取车位目前的状态，如果感知的信息是0，则本车位没有车停放;如果感知的信息是1，则说明本车位已经有车停放。

2 实现方式

系统会先将具体的车辆信息发送到云终端，云终端通过卫星天线进行接收，车辆的信息会通过GPRS于机房进行通信，机房中部署了具体的软件，总控中心能够将车辆的信息提取出来并显示到百度地图中，具体实现方式如图1所示。

图1 具体实现方式

3 需求分析

在研究一项项目的时候，首先要做的就是需求分析，只有明确把握需求，才能够真正把握项目的核心，也就是明确这个项目到底需要实现什么核心功能，才不至于开发完成软件后发现需求有偏差，又费时费力地进行大的调整。只有在软件实现前把需求分析清楚才能设计出用户满意的产品，否则，如果等到软件实现后才发现与实际需求有大偏差的话，修改的成本会相当大。

文章在设计初进行了多个停车场系统的实地调研，通过实地调研了解业务人员的需求，通过与业务人员面谈和填写调查问卷的形式进行调研。然后形成需求分析表格以及功能性需求分析，再通过功能分析了解软件大致情况。针对客户的需求，还要形成非功能需求分析，非功能需求分析能够分析具体的环境配置，保证系统的流畅性、稳定性。

3.1 功能性需求分析

（1）位置查询：查询车辆位置，定时定位、临时定位及定位计划。跟踪车辆位置，查询历史信息和轨迹连线。

（2）系统能够提供超速报警、偏航报警、区域越界报警、紧急报警以及丰富的地图信息;地物地名查询;灵活设置及更新POI。

（3）报表统计：操作日志、报警信息、登录日志等各类报表的存储和查询。

（4）收费管理：车辆在出停车场时可以扫码缴费。

3.2 非功能性需求分析

文章设计的系统，结合生活中相应应用场景及行业的基本规范，提出其在性能方面的相关需求，即良好性能需求、较高稳定性需求、良好流畅性需求、较高扩展性需求、良好易用性需求、较高安全性需求。

4 基于物联网的停车场车位管理系统的设计和实现

4.1 权限设计

系统管理模块包括对用户的增加、修改、删除、查询功能，并且可以根据用户分配不同权限，不同用户拥有不同的URL。

系统管理用例图描述了所包含的用户管理功能信息，为进一步了解系统管理的用例，接下来通过用例规约描述表对用户管理进行详细的用例描述，具体如表1所示。

4.2 车辆缴费设计

车辆进入到停车场后，会发出入场信号，系统通过采集车牌号，并将车牌号的信息进行同步，当车辆出场时会触发出场信号，通过车牌信息完成出场设置，进行收费。

4.3 车辆采集程序设计

终端节点作为车位信息采集的节点，主要完成车位采集程序设计与通信网络程序设计。无线监测网络中终端节点能够加入网络，并把采集的车位信息上传协调器节点，同时接收协调器发来的信息指令与终端进行处理。终端节点正常工作时，先对整个系统初始化，然后完成串口初始化、DS18B20初始化、超声波传感器发送超声波，判断外部中断是否到来，记录超声波从发送到接收的时间，由程序自动计算超声波传感器到车位的距离。把计算距离的信息经过CC2530模块中的A/D转化为数字化信息，进行打包处理，通过无线通信网络将数据传递到路由节点。

5 结语

针对传统停车场车主无法快速找到合适车位以及管理员与车主无法远程查看车位的使用情况等问题，本文通过研究分析，提出了适合我国大部分城市、基于物联网的智能停车场管理系统，为车主快速匹配最佳停车方案，该系统智能方便、稳定快捷，以现代化的设施与服务来满足城市发展的需求，为人们出行带来了优质的服务，推动城市的可持续性发展。

基金项目：黑龙江省大学生创新创业训练计划项目;项目名称：基于物联网的停车场车位管理系统的设计与实现;项目编号：201910235007。

作者简介：王亚茹（1999— ），女，黑龙江七台河人，本科生;研究方向：电子与通信。

[参考文献]

[1]郭腾.智能停车管理系统的研究与实现[D].北京：北方工業大学，2015.

[2]许乃星.智能停车场管理系统剖析[J].汽车工业研究，2011（9）：34-39，44.

Design and implementation of intelligent parking space management system

Wang Yaru， Wang Zihan， Zhang Hongwei

（School of Mechatronics Engineering， Daqing Normal University， Daqing 163712， China）

Abstract：Against the background of the rapid development of Chinas urban economy， the contradiction between the supply and demand of motor vehicle parking in modern cities in China is also very acute. The problem of a small number of parking spaces and parking of excessive vehicles has followed， which has greatly affected the stable development of the city. In view of this， the parking space management system based on the Internet of Things can accurately collect real-time parking space information， and use wireless hardware， cloud platforms， and mobile internet as the core technology to build a complete urban intelligent parking platform. This business is based on China Unicoms network and location business platform. It provides comprehensive operation services such as monitoring， scheduling， and management of vehicle and personnel location information， and achieves optimal allocation of customer resources， scientific management， and information-based office to improve work for customers， improve work efficiency and reduce operating costs. This paper analyzes it.

Key words：Internet of Things; parking lot management system; cloud platform