物联网技术在智能停车管理中的应用

□郏浩杰 周静怡 吴 慧 王亓剑 李长凯

一、WSN技术在车辆实时监控中的应用

随着人们生活水平的提高，汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。汽车在给生活带来便利的同时，可能会给车主带来一些安全方面的困扰。如车主离开车后，汽车可能发生自燃或者被不法分子偷盗等安全问题。而车主无法及时了解这一状况，造成巨大的财产损失。

物联网是指通过各种信息传感设备、射频识别技术、红外感应器等装置和技术，实现物与物、物与人的相互联系，延伸于互联网，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

数据采集技术是一门多学科交叉技术，主要结合了计算机、传感器检测、信号处理、故障诊断、人体工程等技术。依托片上系统、微机电系统、无线通信、嵌入式技术的无线传感器网络(Wireless Sensor Network)得到了迅速发展[1]。目前，无线传感网络在车辆上的应用也越来越广泛，使用WSN技术对车辆进行实时监控对汽车的服务发展显得尤为重要[2]。

车载监控系统会被多数人理解为车载多媒体。它很少会被人们单独提出来，尤其是在国外。近年来，在Telematics中已经有了车载监控系统的概念。而美国是世界上最先提出Telematic的国家，商业模式主体是供应商、服务商、消费者这三个部分，后来慢慢在国际上也产生了影响。这些年，在国际舞台上Telematic市场发展的非常快，对于这个现象，可以从以下几个方面来分析：第一，全球的汽车现已超过2亿台，而且它的保有量还在逐年递增；第二，无线通讯技术正在迅速发展，汽车电子技术也在不断的进步；第三，如今市场上的芯片、车载单元、数据供应商等产业链比较完善。现在，传感器、数据采集卡、显示器、记录器以及PC机处理软件等是国外比较常见的电子式车载系统的组成部分。其中可以通过插入记录仪就能进行数据采集的便携式的存储卡也叫数据采集卡，计算机可以将从数据采集卡里收集到的数据进行车辆的事故分析和图像处理。针对于数据分析系统和记录仪的研发，全世界的很多大公司都投入了许多的财力和人力。最终，在不懈的努力下，多种性能优良的数据分析系统被成功开发出来。人们在生活中，开始越来越广泛的运用汽车的车载诊断仪。这种仪器可以通过带有网络通信的监控系统实时地将采集到的数据发送到工作站，然后就可以实现汽车故障的诊断。

2001年的8月，一种可以用来记录交通事故发生时段和该路段车辆行驶数据的记录仪被日本一个汽车研究所的开发小组研制出来。通过特殊的传感器，它可以记录汽车方向盘角度、刹车板、油门和行驶的速度等情况，当汽车在行驶过程中出现了急刹车或急转弯导致汽车达到一定的加速度时，传感器便会将它判断为“事故”，会在磁盘中自动记录“事故”发生前的五十五秒和后五秒之间汽车的方向盘角度、和行驶的速度等各种数据。同时会利用汽车内的相机自动收录在驾驶位的视角上，“事故”发生前十秒和后五秒间能看到的场面，这里就主要运用到了图象处理技术。2007年1月6日，一款名为“Sync”的车载系统问世，并将由微软和美国福特汽车公司共同开发。

在中国，研发和推广车载监控系统的工作早在20世纪80年代就已经有国营、民营和合资企业开始着手了。迄今为止，我国已经有多达70余家企业生产有关车载监控系统的仪器。产品的类型有上百种，而且随着技术的发展和人们的需求的改变，还不断的有新产品被推出。尽管我国车载监控技术研发工作起步较晚，但现在欧盟国家在这方面研究的起点已经远远落后于我国，不论是从车载监控系统的安装、操作和使用方面，还是在数据的存储、信息的上传以及下载方式等方面我国都有了质的飞跃。武汉理工大学在基于车辆保证动力的基础上可以实现节能减排的目的，用以西门子PLCS7-200为核心处理单元，研制了WG6120HD这种串联式混合动力电动公交车数据采集系统，该系统通过组态软件FameView来实现监控及数据存储。通过大量数据跟踪反馈，可以证明该系统是完全符合研究预期的。

另外还有清华大学汽车安全与节能国家重点实验室的罗禹贡、卜健、杨殿阁等人的基于车载微机的混合动力汽车监测与诊断系统的研究。这个系统的硬件部分是由车载嵌入式微机、CAN-RS232转换器、触摸屏和液晶显示屏等组成。它不光可以显示汽车水箱的水温、行驶过程的车速和耗油量等信息，还可以随时采集汽车内的各种参数并对汽车部件出现的故障及时报警。

二、GPS在车辆定位中的应用

全球定位系统(Global Positioning System，通常简称GPS)，为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。基于物联网的GPS车辆定位系统，是将物联网技术融合到车辆定位之中去，通过一定的数据分析，再将其信息提供给网络中心，最终实现了车辆的定位，了解车辆相关信息。

(一)家庭使用方面。将车辆的定位系统运用在家庭车辆上，能够实现有效的定位跟踪，在车主发现自己的车辆存在被盗可能或者不清楚自己车辆的定位信息时，可以通过定位系统找到自己的车辆，实现了减少公共资源利用、自我掌握车辆动态信息的优点。

(二)成本计算方面。一些车载定位系统的成本高昂，导致一些车主出现非必需品的想法，增大了车辆丢失的可能性。本文设计的车辆定位系统，在一定程度上解决了这个问题，降低了成本的同时，也降低了车辆的丢失率。

(三)行业发展方面。我国是发展中国家，汽车行业的发展是必然趋势，并且车辆的需求在随着社会经济水平和人民生活质量的不断提高中逐渐的扩大。车辆定位系统的大规模投入使用显得尤其必要，一个行业的发展必将带来就业岗位的不断增加。对于幅员辽阔的中国来说，更多的就业岗位，可以减缓就业压力，提升人民生活幸福感。

三、物联网技术在智能车位中的应用

目前，欧美国家和亚洲国家采取了不同的停车方式，但各国都积极采用了立体化停车的措施，全自动化的智能式停车最为普遍。在这方面发展较为迅速完善的亚洲国家有日本、韩国，欧洲国家有德国、法国。在亚洲，由于日本、韩国土地面积较小，而人口数量众多，这些地方较早也较为广泛地应用了智能车库技术，其中日本的智能车库技术的发展最为完善。

在日本，智能停车场的功能已经不单单限制于停车这一单纯的需求，各式各样的商业广告牌和顶棚的绿化将智能车库所装饰，从而渲染了一种与城市商业、生态气息相吻合的独特氛围，发展了与城市环境融为一体，具有一定的观赏价值、实用价值以及经济开发价值的城市建筑。在日本，街道上都有醒目的停车诱导标志，在停车场的入口处的电子屏上会自动显示“空”、“满”状态和停车的收费详情，同时停车场还会将自身的空满状态上传到停车网站、手机终端和车载GPS导航等设备上，以便于驾车用户更及时、方便地找到目标停车位，以及了解收费详情。

自2000年后，我国的汽车销量逐年攀升，特别是近两年，汽车销量稳居世界第一，如此庞大的基数使现有的停车位处于爆棚的状态，而对于我国交通而言更是巨大的挑战。科技的进步和人们生活水平的提高，便捷人们的日常，布置灵活、能耗低、安全可靠的智能车库也基于此出现，越来越受到更多人的认可，国内应用较多的是升降横移类车库。与国外车库智能化的方式类似，采用传感器对停车场内的车位状态进行实时监控，在停车场的入口处同样放置屏幕显示停车场的空余状态，同时在停车场的出入口处安装智能识别系统，通过对车辆车牌号的识别，可以得出该车的停车时间，用户可通过电子屏幕上的二维码进行自动缴费，实现停车场无人化管理。更有一些大型的停车场，加设了区域引导信息屏，实现对车辆的引导，方便用户更加快捷地找到目标停车位。