蔡宜谷 王少云

廣東第二師范學(xué)院物理系, 廣東 廣州 510000

1 概述

隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)調(diào)整，大批人口將向城市轉(zhuǎn)移，城市人口將不斷增加。同時，經(jīng)濟活動日趨頻繁，商業(yè)活動將更加活躍，機動車的數(shù)量和使用頻率也將大大增加，對中心城市的交通帶來沉重的壓力；交通“停車難”日益成為制約我國大中城市經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”。同時，傳統(tǒng)停車場管理效率和安全性大大滯后于社會的需要，給人們的生活帶來了極大的不便。尤其，隨著智能大廈和智能小區(qū)等智能建筑的不斷發(fā)展，與之配套的停車場管理系統(tǒng)應(yīng)運而生。

與國外智能化停車場系統(tǒng)日新月異的使用情形相比，國內(nèi)對于智能化停車場的使用、特別是對基于先進的無線傳感網(wǎng)技術(shù)的智能化停車場系統(tǒng)的使用，還處于一片空白。而基于ZigBee的智能化停車場系統(tǒng)，可利用傳感器節(jié)點的感知能力來監(jiān)控和管理每個停車位，提供特殊的引導(dǎo)服務(wù)，實現(xiàn)停車場的車位管理和車位發(fā)布等功能，徹底改變智能化停車場的發(fā)展方向。

2 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)由五級設(shè)備體系構(gòu)成。分為前端檢測子系統(tǒng)、中間傳輸子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、信息發(fā)布子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)應(yīng)用為在每個車位上安裝車位檢測器，車位檢測器是由電池供電的，不需要任何連線，通過無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)車輛在某個車位上停放3秒以上時，車位檢測器發(fā)送車位占用信息給路由節(jié)點/中繼節(jié)點，路由節(jié)點/中繼節(jié)點將車位占用信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，可以實時通過LED顯示車位空余信息，同時向管理平臺提供數(shù)據(jù)，供管理平臺進行車位安排管理及引導(dǎo)提醒。

2.1 檢測子系統(tǒng)

前端檢測子系統(tǒng)包括車位檢測節(jié)點，車輛檢測節(jié)點。

車位檢測節(jié)點埋設(shè)在車位地面正中，完成對是否有車在該車位上停放的判斷，當(dāng)判斷出無車輛停放時，檢測節(jié)點通過無線的方式向中心發(fā)送車位空閑信息，當(dāng)判斷出有車輛停放時則發(fā)送車位占用信息；車輛檢測節(jié)點布設(shè)于停車場出入口處，用于感知車輛通過信息，并通知網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)自動控制閘機的開啟與閉合，同時具備流量統(tǒng)計功能，用于對進出停車場的車輛數(shù)進行統(tǒng)計與周期性上報。

2.2 傳輸子系統(tǒng)

傳輸子系統(tǒng)由路由節(jié)點和中繼節(jié)點組成。

路由節(jié)點按設(shè)計需求布設(shè)，采用MESH結(jié)構(gòu)完成對于前端檢測節(jié)點發(fā)送的無線檢測信號的接收和與網(wǎng)關(guān)節(jié)點之間的通信，將檢測到的車位信息發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行處理，路由節(jié)點之間的通信以及路由節(jié)點與網(wǎng)關(guān)節(jié)點之間的通信采用無線或有線的方式進行。

中繼節(jié)點完成對無線無縫覆蓋的補充，針對某些樓面車位的獨立位置，需要中繼節(jié)點完成前端檢測節(jié)點無線信號的接收功能，然后將信號送路由節(jié)點進行傳輸。

2.3 控制子系統(tǒng)

控制子系統(tǒng)由網(wǎng)關(guān)節(jié)點組成。

網(wǎng)關(guān)節(jié)點完成與傳輸節(jié)點、管理平臺的連接功能，用于傳輸節(jié)點的數(shù)據(jù)匯集，網(wǎng)關(guān)節(jié)點同步控制出入口閘機、二維碼讀頭、車輛檢測器等，完成車輛進出停車場的識別與現(xiàn)場設(shè)備的控制，同時完成LED引導(dǎo)屏的信息發(fā)布功能。提供USB、網(wǎng)口、串口等常用設(shè)備接口，支持與其他系統(tǒng)，如車位預(yù)訂系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等的集成。

2.4 信息發(fā)布子系統(tǒng)

信息發(fā)布子系統(tǒng)由多級可變誘導(dǎo)屏、區(qū)域停車入位引導(dǎo)屏、觸摸式查詢終端和公共發(fā)布網(wǎng)站組成。完成對區(qū)域內(nèi)車位狀態(tài)信息的實時更新發(fā)布、區(qū)域顯示停車入位信息、車位預(yù)定查詢及反向?qū)ぼ嚨裙δ?。信息服?wù)平臺系統(tǒng)通過對前端所有采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息進行融合匯總后，根據(jù)不同發(fā)布的需要進行數(shù)據(jù)顯示分發(fā)。多級可變誘導(dǎo)屏布設(shè)于進入?yún)^(qū)域的主干道路上，實時更新顯示區(qū)域內(nèi)剩余車位數(shù)量，供駕駛員進行停車選擇；區(qū)域停車入位引導(dǎo)屏布設(shè)于停車場內(nèi)進入固定分區(qū)的道路上，為駕駛員進行區(qū)域停車入位進行指引。

2.5 管理子系統(tǒng)

管理子系統(tǒng)由服務(wù)器、現(xiàn)場后臺管理軟件、停車信息服務(wù)平臺軟件組成。

現(xiàn)場后臺管理系統(tǒng)軟件采用C/S架構(gòu)，完成對停車場車位的管理功能，包括樓面空余車位顯示(二維平面圖)、空余車位統(tǒng)計、車位占用統(tǒng)計、空位車位信息發(fā)布、周期時間車位使用狀況統(tǒng)計等功能，實時告知現(xiàn)場物業(yè)管理人員，現(xiàn)階段停車場內(nèi)的車位使用、預(yù)定、剩余情況。

2.6 系統(tǒng)圖（見圖2）

圖2 系統(tǒng)圖

2.7 系統(tǒng)工作流程圖

圖3 系統(tǒng)工作流程圖

3 小結(jié)

本文提出的采用ZigBee技術(shù)設(shè)計的停車場智能管理控制系統(tǒng)主要由前端檢測子系統(tǒng)、中間傳輸子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、信息發(fā)布子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)這五級設(shè)備體系構(gòu)成。其具有傳輸距離遠(yuǎn)、功耗小、造價低廉、實用性強等優(yōu)點。目前,該方案已達到了預(yù)期的效果。

[1]張深基. 停車場智能管理系統(tǒng)[J]. 湖南工程學(xué)院學(xué)報,200313（2）：14-17.

[2]董加敏. 停車場管理系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化[J]. 河南師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2007.35(1):190-193.

[3]李文忠，段朝玉. ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門與實戰(zhàn)[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社,2007.

[4]彭燕.基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011,34（5）：49-51.

[5]楊登強，王玉杰. 基于ZigBee技術(shù)的智能停車場系統(tǒng)研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012,2（8）：44-47.

[6]陳榕.停車場管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009（23）：181-183

[7]曹建軍，史忠科，宋蕾. 小區(qū)停車場智能管理系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機工程與應(yīng)用，2009,45（5）：214-217.