李艷波，崔 敏，韋藍(lán)鑫，武奇生

（1.長安大學(xué) 電子與控制工程學(xué)院，陜西 西安 710064；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計研究院，黑龍江 哈爾濱 150090）

1 引言

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國汽車保有量逐年增加，建設(shè)停車場的進(jìn)度緩慢，滿足不了日益增長的停車需求，因此，大多數(shù)城市的停車管理出現(xiàn)很多問題，如停車效率低、停車亂、很難找到停車場等[1]。這會造成以下后果：（1）由于司機找不到停車場，在城市道路上低速行駛尋找，影響城市交通；（2）在停車場中司機找不到車位，造成車輛低速行駛、繞道、堵車等；（3）停車效率低，車輛等待入庫停車時間長，滯留在城市道路上，加大的尾氣排放[2]。因此，許多城市大力發(fā)展停車產(chǎn)業(yè)，并加強靜態(tài)交通管理，來緩解嚴(yán)重的停車問題[3]。

本文以單入口、單出口，且包含固定停車位和臨時停車位的停車場為研究基礎(chǔ)，設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于RFID[4]與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的智能停車管理系統(tǒng)。系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)信息管理平臺采用B/S架構(gòu)，實時的將所有停車場的信息發(fā)布到網(wǎng)站。用戶通過網(wǎng)站查詢停車場位置、空閑車位及停車費等相關(guān)信息。停車位定位和顯示系統(tǒng)向用戶二維顯示停車場空閑車位的位置及停車路徑。采用RFID技術(shù)管理車輛，實現(xiàn)不停車收費。該系統(tǒng)的應(yīng)用使停車管理智能化，方便化，快速化，提高了管理效率，有效地解決停車難問題。

2 網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)設(shè)計

智能停車場管理系統(tǒng)（如圖1所示）主要由兩部分組成：停車場管理子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)停車信息管理子系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)停車信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)了每個停車場信息的綜合管理和發(fā)布；停車場管理子系統(tǒng)主要實現(xiàn)每個停車場（車庫）的管理和收費。

目前許多城市都有停車難問題，本文對西安市停車位最緊張的小寨商圈附近對外開放的停車資源進(jìn)行了實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)：軍人服務(wù)社停車場、興善寺西街停車場和金莎國際廣場停車場停車資源長期處于飽和狀態(tài)，而僅隔不到一百米的賽格國際停車樓、長安大學(xué)小寨小區(qū)停車場空閑的車位很多。因此，造成小寨商圈停車難的一個很重要的原因是用戶不了解周邊停車場相關(guān)信息。

為了解決上述問題，本文設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)停車信息管理子系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用B/S體系結(jié)構(gòu)，建立了信息管理平臺，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。每個停車場的數(shù)據(jù)庫實時提供停車信息到平臺，包括停車場編號、停車場的位置、停車費用、空閑車位等。信息管理平臺將獲取到的各個停車場的相關(guān)信息實時發(fā)布到網(wǎng)站。用戶可以隨時隨地瀏覽網(wǎng)頁，了解網(wǎng)絡(luò)上所有停車場的情況，為出行提供有價值的參考。本文力爭把西安市所有對外開放的停車場加入到信息管理平臺，這對提高停車效率，緩解交通壓力，減少汽車尾氣排放有重要的意義。

3 停車場管理子系統(tǒng)

停車位管理子系統(tǒng)包括入口控制系統(tǒng)、停車位定位和顯示系統(tǒng)、出口控制系統(tǒng)。停車場管理子系統(tǒng)的架構(gòu)如圖2所示，停車場的平面圖如圖3所示。

圖2 停車場管理子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

圖3 停車場的平面圖

停車場管理子系統(tǒng)采用“一輛車、一張卡、一個停車位”的管理模式。它的工作基礎(chǔ)是RFID讀卡系統(tǒng)，該系統(tǒng)基本組件包括：天線、電子標(biāo)簽和閱讀器。工作過程如下:當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入天線發(fā)出的電磁波所覆蓋的范圍，閱讀器讀取標(biāo)簽信息[6]。每個標(biāo)簽都有一個獨特的電子序列號，根據(jù)這一序列號，對停車場內(nèi)的停車位進(jìn)行編號，將車輛、電子標(biāo)簽和停車位號碼一一對應(yīng)起來。

使用電子標(biāo)簽的用戶通常分為三類[5]：（1）固定用戶，幾乎每天使用停車場的人，如大廈的工作人員；（2）專用用戶購買了停車位或者固定車位的使用權(quán)，如包月用戶、VIP用戶等；（3）臨時用戶，偶爾使用停車場的人。為了提高停車場的管理效率，前兩個類別的用戶統(tǒng)一歸類為專用用戶。因此，本文將停車用戶分為兩種類型：專用和臨時用戶。

3.1 停車位定位和顯示系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的停車管理系統(tǒng)里，需要人工引導(dǎo)泊車到指定停車位，而且好多停車場沒有人工引導(dǎo)泊車。對于專用用戶來說，通常知道自己車位的位置。但是對于臨時用戶來說，司機由于不熟悉停車場的環(huán)境，導(dǎo)致在停車場中尋找空閑停車位時，長時間低速行駛繞道，有時候還會發(fā)生堵車現(xiàn)象，停車效率很低，也造成了大量的尾氣排放。

停車定位和顯示系統(tǒng)能夠幫助用戶快速找到停車位，它由控制中心計算機控制，顯示終端放置在停車場入口處和電梯通道口處。將停車場的停車位繪入電子地圖。當(dāng)臨時用戶從自動取卡機取出停車卡時，該顯示終端會顯示停車場的地圖，卡片所對應(yīng)的車位會突出顯示出來，并且為臨時用戶規(guī)劃好行車路線，使用戶可以快速找到停車位。當(dāng)臨時用戶準(zhǔn)備駕車離開停車場時，如果他們不記得停車的位置時，還可以將停車卡放在停車定位和顯示系統(tǒng)終端的讀卡區(qū)域，這時顯示終端同樣會突出顯示停車位位置，并且規(guī)劃好離開停車場的行車路線。停車位定位和顯示系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 停車位定位和顯示系統(tǒng)

3.2 停車場入口控制系統(tǒng)

停車場入口控制系統(tǒng)包括控制中心計算機、自動發(fā)卡機、入口天線、欄桿機等組成，工作流程如圖5所示。

圖5 停車場入口的工作流程圖

首先，用戶確認(rèn)是否有空閑的停車位，如果有，進(jìn)入停車場；否則，離開。專用用戶均有專屬的RFID標(biāo)簽，他們的個人信息、停車信息綁定到相應(yīng)的標(biāo)簽，存儲到數(shù)據(jù)庫中。電子標(biāo)簽安裝在車身的適當(dāng)位置，當(dāng)專用用戶進(jìn)入天線覆蓋區(qū)域。停車場管理子系統(tǒng)將自動讀取標(biāo)簽ID信息，然后判斷標(biāo)記的有效性。如果標(biāo)簽是有效的，入口的欄桿自動開啟，汽車進(jìn)入車庫，欄桿自動落下，不需要停車等待放行；如果標(biāo)簽無效，比如包月用戶欠費等原因，專用用戶按照臨時用戶的流程進(jìn)入車庫停車。

臨時用戶進(jìn)入停車場的流程：首先，用戶需要從自動發(fā)卡機領(lǐng)取停車卡。當(dāng)汽車進(jìn)入天線覆蓋范圍內(nèi)，停車位管理子系統(tǒng)自動記錄汽車進(jìn)入車庫的時間，欄桿機自動開啟，汽車進(jìn)入車庫后，欄桿機自動落下。離開停車場時，臨時用戶需要回交停車卡，并繳納停車費，專用用戶則不需要。

3.3 停車場出口控制系統(tǒng)

停車場出口控制系統(tǒng)包括控制中心計算機（與入口控制電腦共享，統(tǒng)一安裝管理軟件）、出口天線、卡片回收機、自動欄桿機、收費亭等。出口控制系統(tǒng)流程圖如圖6所示。

圖6 停車場出口的工作流程圖

專用用戶開車進(jìn)入出口天線覆蓋的區(qū)域時，系統(tǒng)將自動讀取停車卡上的信息，存入數(shù)據(jù)庫。如果卡是無效的，值班人員會收到報警信息進(jìn)行處理。如果卡是有效的，用戶不需要停車?yán)U費，系統(tǒng)將自動從余額中扣除停車費，欄桿機提升，用戶駕車離開。當(dāng)臨時用戶離開停車場時，把停車卡插進(jìn)回收機，系統(tǒng)自動讀取卡片信息，記錄停車時間和結(jié)算費用。完成支付過程后，欄桿機提升，用戶開車離開。

停車位管理子系統(tǒng)應(yīng)用程序的操作界面如圖7所示。

圖7 停車位管理子系統(tǒng)的應(yīng)用程序界面

該系統(tǒng)的功能模塊包括：設(shè)備連接、設(shè)備斷開、讀取器參數(shù)設(shè)置、標(biāo)簽讀寫、欄桿控制、信息管理、歷史、成本率設(shè)置和其他功能。

4 結(jié)論

本文設(shè)計和實現(xiàn)了一個基于RFID和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的智能停車管理系統(tǒng)。用戶可以在出行之前通過互聯(lián)網(wǎng)管理平臺查詢停車場位置，空閑車位，停車費用等信息。用戶到達(dá)目標(biāo)停車場，可以通過安裝在停車場內(nèi)的定位及顯示終端，查找空閑的車位。該研究成果具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值：（1）為司機減少尋找停車位的時間；（2）減少尋找停車位時因車流量造成的車輛繞道，改善城市的周邊交通狀況；（3）減少尋找停車位時所造成的交通堵塞，提高道路交通的運行效率；（4）減少城市道路上車輛的尾氣排放，改善空氣質(zhì)量。該系統(tǒng)可以有效地解決存在于當(dāng)前的停車場管理問題，使現(xiàn)有的停車管理更加標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、方便及高效。

[1]孫月蘭.地下停車場智能管理系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化設(shè)計與應(yīng)用,2009,28(2):95-97.

[2]張水鋒.智能停車場管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D].哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué),2010.

[3]方俊,谷冰冰.基于無線射頻識別技術(shù)的停車場管理系統(tǒng)設(shè)計[J].計算技術(shù)與自動化,2010,(3):92-95.

[4]劉順清.基于RFID技術(shù)的醫(yī)藥冷鏈物流倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計[J].物流技術(shù),2015,34(1):130-133.

[5]張席洲,邱永涵.基于RFID的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版),2011,35(3):484-487.

[6]張新,趙俊.基于RFID技術(shù)的現(xiàn)代倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].物流技術(shù),2014,33(11):454-459.