基于移动物联网的智慧泊车系统设计

崔景超　张丽丽　沈忱林

摘要：该文旨在设计一个基于移动物联网的用于城市智能停车的软硬件系统，用户可以通过手机APP查询周围停车场及空闲车位信息，支持在线预约停车位；停车场具有车牌自动识别、空闲车位自动分配、车位自动导引、数据分析等功能，实时提供关键点（城市中心区域、商业区和旅游景点）的空闲车位信息，可方便车主停车，还可为城市基础建设中的停车场分布、交通疏导和智慧城市建设提供帮助和依据。

关键词：移动物联网；智能；停车场；停车位；预约

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）20-0139-02

The Design of Intelligent Parking System Based on the Mobile Networking Technology

CUI Jing-chao， ZHANG Li-li， SHEN Chen-lin

（School of Computer Science and Engineering， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212003， China）

Abstract： This paper aims to design a software and hardware system based on the mobile networking technology for urban intelligent parking.Users can query parking lots and free parking information through the mobile phone APP，this system supports make an appointment for parking spaces online.The parking lot has the functions，such as automatic identification， automatic allocation of free parking spaces， parking guidance， data analysis and other functions，providing key points （city center area， commercial area and tourist attractions） free parking information.These can not only facilitate the owner to stop， but also provide help and support for parking lot， traffic guidance and the wisdom of urban construction in the city infrastructure construction.

Key words：the mobile networking； intelligence； parking lot； parking space； appointment

1 背景分析

随着机动车保有量不断增加，“停车难，找车位难”问题日渐凸显，这不仅浪费了车主们宝贵的时间，给他们带来不便，而且随之而来的交通堵塞、安全问题日益严重。所以，如何能使车主们实时获取目的地附近停车场、停车位信息，如何更有效地利用和管理停车场等一系列问题亟待解决。

目前，市场上缺乏具有查询、预约停车位及在线支付功能的手机软件，现有的手机软件只支持停车场查询功能。此外，很多停车场缺乏对车辆的引导和空间的管理，使停车场内停车效率低，而且，不同的停车场系统相对独立，还没有形成标准、规范、统一的停车信息服务系统，导致难以在城市范围内实现大规模的全方位停车信息服务，从而停车管理缺少系统性的规划和建设。

2 项目意义

缓解用户停车难的问题。用户可以通过手机APP查询周围停车场及车位信息，支持在线预约停车位和在线支付功能。从而不仅可以减少停车场内的迂回时间，可以帮助驾驶员快速、准确地找到停车位；而且可以缓解违章停车、进出停车场麻烦等问题。

提高停车场管理效率。停车场系统具有车牌自动识别功能、空车位自动分配和导引系统，不需要人工进行空车位的统计及分配。不仅提高了停车场的运行效率，也有利于维持停车场内部的秩序安全。

数据分析功能。为城市基础建设中的停车场分布、交通疏导以及智慧城市建设提供帮助和依据。

节能环保。在停车场系统中采用超声波感应LED灯有利于实现节能环保，有助于缓解政府能源供应及建设的压力。

3 总体设计

1）基于移动终端的APP系统：

支持用户实时查询停车场及其车位信息且可以通过电子地图进行停车场路线导航，还可以实现在线预约及支付等功能。

2）停车场车牌识别与认证系统：

具有基于视觉的车牌识别功能，ETC会员自动过闸机，非会员过闸机时需领取凭证。通过实时监控，对出入车辆信息进行记录。

3）空闲停车位查询和导引系统：

通过地磁传感器检测空车位；使用Dijkstra算法，制定最优路径，当车主刷卡进入停车场时，服务器会计算一个未占用车位的最优路径，并且通过LED引导屏和LED指示灯引导车主停车。

4）在线停车计费系统：

系统自动计算出用户的停车时长并计算费用，除用现金支付外，会员可以刷卡收费和在线支付，非会员可以选择在线支付功能。

5）大数据智能数据分析系统：

系统根据数据库中的信息进行数据分析，包括平均停车时长、车位满/空率、停车场分布率和历史数据分析等功能。

6）节能照明系统：

在停车场内部使用超声波感应LED节能灯。在没有人（车）移动或没有控制命令的情况下，LED灯处于节能模式；当检测到有人（车）移动的信息时，就转为全亮模式。见图1。

表1 模块实现的具体功能

[模块名称＼&功能＼&停车场PC管理客户端模块＼&即时更新停车位信息、记录车辆信息、停车场系统管理＼&Android手机客户端模块＼&查询目的地附近停车场车位信息、预约停车位、路线导航＼&视频模块＼&实时监控、车牌识别、对出入车辆信息进行记录＼&地磁传感器模块＼&检测停车位是否空闲，传送数据，

改变LED车位提示灯状态＼&LED引导屏模块＼&将停车位导引最佳方案动态显示在车辆行驶路径上的LED引导屏上＼&超声波感应模块＼&检测是否有车辆及人员活动，避免长时间无用照明，节约能源＼&]

图1 总体设计图

4 具体实现

系统结构图如图2所示。

4.1硬件实现

1）视频模块：基于arm2410开发板启动USB ZC301摄像头，实时监控和即时拍照，从而实现车牌识别、信息记录和安全监控等功能。

2）地磁传感器模块：基于Arduino UNO R3开发板，通过HMC5883L 三轴磁场传感器感应停车位上磁场的变化，从而判断车位是否空闲，并将获得的数据传送至PC端，从而获取停车位状态信息。

3）LED引导屏模块：LED装置从信息中心接收相应数据，当车辆驶入时，显示其相应的空车位引导路线。

4）超声波感应LED节能灯：基于Arduino UNO R3开发板，并通过HC-SR04超声波模块探测到附近是否有车辆活动，当超声波模块检测到附近（可设探测距离）有车辆或人员活动时，将传送指令使LED灯长亮，当附近无活动时，延迟一段时间后熄灭LED灯。

4.2软件实现

4.2.1 Android手机客户端

1）百度地图离线导航。

2）在线搜索附近停车场，查看附近停车场发布的车位信息，完成预约功能。

4.2.2 停车场PC管理客户端

1）车位统计：对硬件返回的数据即时处理，统计空闲车位信息。

2）车牌识别：使用主流车牌识别算法，快速高效准备地识别出车牌号，并存入数据库。

3）记录车辆信息：使用SQL Server数据库对驶入车辆信息进行存储。

4）车位引导：使用Dijkstra算法制定最优路径，并上传信息中心。

5）大数据分析：管理员依据数据库里一段时间内的存储的车辆停车信息进行分析，判断停车场是否需要扩建。

图2 系统结构图

5 结束语

本系统以嵌入式系统终端开发和移动互联网应用体验为核心，采用移动终端开发技术，集成传感器技术、网络通信技术、图像处理与识别技术设计并研发一套基于移动互联网的智慧泊车系统，用以解决城市停车难的问题。系统具有在线停车场和空闲车位的查询、预约功能，在线支付功能，车牌自动识别功能，停车位自动引导功能，数据分析等功能，可以广泛地应用于城市中的各类停车场，项目的实施可以有效解决城市停车难的问题，对于缓解城市交通堵塞、停车场建设规划、交通规划等提供数据支持！

综上，本项目的应用前景十分广阔，具有重要的商业价值！

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