物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能停車系統(tǒng)研發(fā)

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摘要：本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車系統(tǒng)解決方案。采用CC2530芯片組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，由協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)將停車位信息通過(guò)窄帶物聯(lián)網(wǎng)上傳到云服務(wù)器，實(shí)時(shí)更新停車位狀態(tài)，通過(guò)Android設(shè)備可以快捷方便找到空閑的車位。本文給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體框架，為智能停車場(chǎng)的實(shí)施推廣提供了參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；ZigBee；窄帶物聯(lián)網(wǎng)；云服務(wù)器

1概述

隨著社會(huì)的發(fā)展，擁有車輛的家庭越來(lái)越多，人們?cè)谕獬龉ぷ骰蛸?gòu)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(guó)內(nèi)現(xiàn)有的停車場(chǎng)大部分只是簡(jiǎn)單的做到了停車和收費(fèi)的功能，無(wú)法具體管理到每一個(gè)停車位，這就會(huì)導(dǎo)致用戶進(jìn)入停車場(chǎng)后無(wú)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(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)、無(wú)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(chǎng)的管理和用戶停車。并且開(kāi)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(guò)信息傳感設(shè)備如GPRS、射頻識(shí)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(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)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(guò)ZigBee組網(wǎng)技術(shù)將停車場(chǎng)所有車位連接在一起，并通過(guò)NB-IoT將車位信息傳送到云服務(wù)器，從而動(dòng)態(tài)管理停車場(chǎng)車位，為停車場(chǎng)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(jiǎn)便、可擴(kuò)展的原則。主要包括信號(hào)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(cè)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(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播碰到障礙物就會(huì)立即返回，當(dāng)超聲波接收器接收到反射波就會(huì)停止計(jì)時(shí)。通過(guò)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

每個(gè)停車位就是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)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(tái)。

2.3云服務(wù)層

云服務(wù)是一種簡(jiǎn)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(chǎng)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(kù)中心，將分散的信息統(tǒng)一存儲(chǔ)。

2.4應(yīng)用軟件層

智能停車場(chǎng)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(guò)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(tái)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(tái)管理系統(tǒng)

主要包括停車場(chǎng)管理、車位管理、權(quán)限管理。在后臺(tái)管理系統(tǒng)中，還可以根據(jù)時(shí)間對(duì)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?chǎng)后，通過(guò)車牌識(shí)別車輛，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)車輛駛出停車場(chǎng)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(guò)APP客戶端查看附近的停車場(chǎng)和停車位信息，選擇有空閑停車位的停車場(chǎng)，通過(guò)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(guò)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(chǎng)的時(shí)間。

4結(jié)論

停車難問(wèn)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(chǎng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，但目前大部分停車場(chǎng)系統(tǒng)沒(méi)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(chǎng)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(guò)APP可以實(shí)時(shí)查看附近的停車場(chǎng)，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(huì)推廣和應(yīng)用價(jià)值，為停車場(chǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供了參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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作者：周建林 倪峰 單位：江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院