智慧停车系统技术研究与实现

董朝贤

摘   要：文章对智慧停车系统的传感与通信技术的最新进展进行了深入研究，总结比较了用于停车指导和停车设施管理的不同智慧停车系统，并对这些系统的技术层面和规范方面进行了深入的分析，通过寻找有价值的资料为当前的研究作出贡献，有助于开发新的智慧停车系统。

关键词：物联网;智慧停车场;传感技术;局限性

几乎所有的国际大都市都存在交通堵塞现象，尤其是在寻找停车位的时候更是让司机感到“无处立车”。缓解交通堵塞问题有助于减少司机的停车压力，减少有害气体排放，节省时间和燃料[1-3]。当前的停车系统不够完善，据统计，在寻找停车地点时能源的浪费现象惊人。尽管当前的停车系统被广泛使用，但不能算作智慧停车，因为它们不能提供关于预订特定停车位的精确信息。通常，这样的系统往往局限于计算有多少辆汽车进入了停车场，只能根据这个数字和停车位的最大数量来估计可用空间的数量[4]。这种类型的系统通常需要一位专门负责统计停车位置的人员，以防停车场数量发生变化而出现问题，例如，不可停放特定位置的车辆在预订的车位内停车会影响空余车位的统计。

1    智慧停车系统的相关工作和分类

从当前的参考资料中可以清楚地看到，智慧停车场的分类各不相同。一些人依赖于传统停车技术，而另一些人则依靠数据处理来获取关于停车的信息。例如，在集中的辅助停车系统中搜索，信息处理结果被存储在中央处理器（服务器）中。非辅助停车搜索没有服务器，也无法为用户提供信息。许多技术方法被分为以下几个方面。

1.1  无线传感器为基础的网络系统

文章提出了一项新的智慧停车技术，该技术依赖于开发一种新的基于车辆的智慧停车系统，用于智慧转向和智慧停车。它指的是车辆通信系统，在这种系统中，车辆和路边的单位是通信节点，也就是说，它们相互通信和交换信息，例如安全警告，或者提供交通拥堵信息，甚至是寻找空停车位。基本上，车辆网络被认为包含两种类型的节点：车辆和路边站，两者都被归类为“专用短程通信”（Dedicated Short Range Communication，DSRC）设备。DSRC工作于5.9 GHz频段，带宽为75 MHz，范围约为1 000 m[5]。这是一种双向的通信方式，包括车辆对基础设施（V2I）和基础设施到车辆（I2V）通信。在“智慧停车”系统中，V2I通信包括司机发送给他们的停车请求、提供司机信息，并确认对系统的预订。I2V通信涉及DRPC发送分配结果、驱动方向、支付细节以及更多。值得一提的是，蜂窝网络通常应用于V2I和I2V解决方案[6]。

1.2  基于全球定位系统GPS的智慧停车系统

全球定位系统（Global Position System，GPS），又称为卫星导航系统，被用于确定和跟踪车辆的精确位置。在这个领域，它被用来提供目的地停车位和可用信息。该系统中的服务器将建筑物与停车场的距离显示出来。在找到最近可用的停车场后，用户会向服务器发送其已经停车的信息，然后服务器会相应地更新该信息。当用户离开停车场时，如果需要的话，服务器可以自动收取停车费。这个系统能够在特定的停车场区域找到停车位。用户可以通过GPS在短信息服务（Short Message Service，SMS）上预订停车点。SMS是由一个远程终端单元的无线通信设备来处理的，该电路设计简单、可靠性高、系统精度高。

1.3  基于计算机视觉的智慧停车系统

这个领域包括获取、处理和分析图像的方法。它利用计算机来模拟人类的视觉，包括学习和根据视觉输入进行推论和采取行动。计算机视觉的目标是使计算机有效地感知和处理可视数据，如图像和视频，并对这些图像进行修改。通常，技术包括分析几帧每秒，然后将数据发送到中央数据库，之后，根据用户检索的信息，停车场进行相应地更改。在车辆检测系统中，利用闭路电视流检测汽车或汽车在某个特定停车场位置。像素检测用于检测车辆在每个停车场的位置信息。一定数量的像素作为阈值来区分有车辆和无人。另一个停车系统，被称为闭路电视，利用图像来检测停车位。闭路电视摄影机安装在停车场，自动检测停车场的位置。然而，这些方法可能会出现错误。该系统针对的是需要使用的占用值的情况。虽然可靠性高、系统非常准确，然而，其他参数都不清楚。这个项目被称为“停车场占用信息系统”。

1.4  基于射频识别技术的智慧停车系统

在许多学术论文中，智慧泊车的无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）解决方案使得停车许可管理变得很容易，特别是在原型阶段。射频识别技术的主要机制是依赖电磁場识别和跟踪附着在物体上的标签。在自动化中使用了RFID技术，系统使用一个软件程序来控制和报告停车空间的状态变化以及选择最接近的空停车位等任务的操作，然后将报告发送给司机。与此同时，搭配一个包含GPC-PC控制器和嵌入式门硬件、RFID系统和一个模块化停车场管理平台的系统。模块化RFID停车管理系统中的大多数系统被调制，可以被替换为任何其他类似的系统或硬件。

1.5  M2M与物联网系统

文章提出了一种智慧系统，可以检测并发现停车位置，基于物联网、智慧传感器和执行器，并将客户端与终端设备连接起来。该系统依赖于智能手机和无线传感器motes之间的蓝牙通信，包含一个GPC-PC控制器和嵌入式门硬件、一个RFID系统和一个模块化的停车场管理平台。正如前面提到的，模块化RFID停车管理系统中的大多数系统都被调制了，并且可以代替其他类似的系统或硬件。最后，在RFID、读取器、标签和障碍的控制下，对停车场进行检入和检出监测。机器对机器（Machine to Machine，M2M）系统技术最近成为了在众多物联网应用领域开发新解决方案的有希望的推动者，包括交通、医疗、智慧能源、智慧电表、供应和采购、城市自动化、制造以及其他领域。M2M支持在无线异构终端之间进行高度可伸缩的直接通信。基本上，实现M2M通信的M2M应用程序的主体包括4个阶段：（1）数据收集。（2）在通信网络上传输特定数据[7]。（3）对数据的评估。（4）对可用信息的响应。所有这些规范都需要M2M参与到智慧停车系统中。用于物联网连接的M2M网络架构使用聚合器设备来服务多个终端节点。一个网关连接到一个蜂窝网络用以最终连接互联网。具体来说，终端M2M节点包含一个或多个传感器，它们向远程站点报告物理条件或与本地嵌入式智慧系统一起使用。

2    分析和讨论结果

本系统已经确定了几种改良版本的技术，特别是基于传感器的智慧停车技术（见表1）。许多不同的智慧停车系统采用不同的技术来实现相同的目的，并且根据不同的因素对数据进行了分析，例如技術的成本、可靠性、可伸缩性、准确性、通信类型、电路复杂性、操作方法和安装的简易性。

3    结语

文章讨论了提供智慧停车服务的各种系统，这些系统可以用于参考解决由于当期停车系统无法使用而产生的停车问题。这篇综述的主要目的是通过寻找有价值的资料对停车系统的开发研究作出贡献，从而有助于开发一个新的智慧停车系统。对这些技术的质量进行评估和分类比较的主要目的是更清楚地了解智慧停车的改进模式以及作用。文章中已经讨论了各种研究差距，说明没有足够的研究来描述如何为利益相关者设计智慧停车系统。这个问题需要进一步研究。

[参考文献]

[1]冯裕松，刘金梁，庄杰，等.基于云平台的城市智慧停车系统[J].工程技术（引文版），2016（3）：285.

[2]祁明明，李斐，朱振凤.基于大数据技术和互联网的城市级智慧停车管理系统：中国，106205204 A[P].2016.

[3]马利.V3信息化智慧停车管理系统应用案例分析[J].中国公共安全，2015（24）：76-78.

[4]邓广森.一体化智慧停车场系统设计与实现[D].广州：华南理工大学，2015.

[5]陈安，王晗.电动汽车永磁同步电机无传感器FOCDTC混合控制系统[J].湘潭大学自然科学学报，2018（1）：123-126.

[6]赵璇，李宝根，喻祖国.无标度网络和动态小世界网络上的SEIS及SEIR模型研究[J].湘潭大学自然科学学报，2018（1）：58-62.

[7]叶小琴，杨震，鲜敏，等.命名数据网络中利用缓存决策的PAWF策略[J].湘潭大学自然科学学报，2018（1）：115-118.

Abstract：The latest advances in sensing and communication technology of intelligent parking system are studied in this paper. This paper summarized and compared the different intelligent parking system， which is used for parking guidance and parking facilities management and the technical level and specification were analyzed in this paper to make contributions to current study by looking for valuable datum， so as to provide help for the development of a new intelligent parking system.

Key words：Internet of Things; intelligent parking; sensing technology; limitations