基于物联网技术的智能停车场方案

成俊雯

（浙江邮电职业技术学院 浙江绍兴 312366）

伴随着人类代步工具的发展，私家车数量越来越多，人们对停车场的需求量不断提高，停车场的高效利用与智能化管理对城市发展、民生保障有着重要意义。目前，市面上大多数停车场管理系统仍属于传统型，没有对整个停车场实行智能化管理，车主无法提前了解车位信息和快速预定停车位，以致出现区域拥堵、停车难、找车难等城市顽疾［1］。另外，很多停车场由于收费昂贵，或者信息不对称，反而有大量停车位处于闲置状态，造成了资源的浪费。

在国家政策扶持下，智能停车场技术也在逐渐突破。目前，国内智能停车场系统普遍采用RFID射频识别技术，实现汽车自动进场、离场及收费，但在效率、成本和效果上仍有提升空间，特别是无人值守停车场，一旦识别失败，系统的自校正、自适应技术未完全达到智能化水平［2-3］。同时，随着NB-IoT技术的商业化发展，对于NB-IoT在停车上应用的呼声也极高。在“2017物联网与企业创新发展高端论坛”上，广州嘟嘟物联科技有限公司公布了世界首例商用NB-IoT智能车位锁，可提供大型商场、医院、学校、政府、企业等场景的智能停车管理和车位共享服务，市场前景非常广阔。

本文从实际需求出发，设计了一种以蓝牙和NB-IoT技术作为通信网络的智能停车场方案，该方案可提供快速查找附近停车位、预约车位、精准导航、自动停车、手动停车、自助缴费等功能，节省了人力成本，避免出现逃费、财务等各种漏洞，真正实现了停车场安全、有效的无人化管理。同时，提高了车位周转率，减少了用户找车位时间，彻底解决停车难问题。

1 系统总体架构

智能停车场方案整体技术架构上分为传感层、传输层、应用层3个层次。

传感层包含车锁、蜂鸣器、NB-IoT 模块、蓝牙模块、闸机、摄像头等设备，主要进行设备的控制和接入传输层网络。传输层包含NB-IoT 和蓝牙两种通信方式，主要完成数据输出，将传输模块上传的数据上传到平台，进而下发命令控制车锁等硬件设备及发送信息至应用终端。应用层主要有平台、用户和管理员3 个终端，主要完成整个业系统的功能实现，通过对终端的操作、平台的处理，进而实现智能停车场所有业务流程。

根据以上要求，系统的总体方案可以设计成图1框架模式。

图1 系统总体方案设计框图

2 功能模块设计

2.1 智能停车场APP

智能停车场APP分为用户终端和管理员终端两个版面。用户终端包含用户注册、用户登录、密码修改、用户充值、车锁报修、预约停车、手动停车、手动关锁、结算支付等功能；管理员终端主要包含车位管理、车锁日常监测维护的操作。APP 与各个停车场合作，实时查看周围停车场，利用互联网技术，全面掌握各个城市的最新状况，选择最好的路线导航，让用户可以更加快速、精准地寻找到停车位，给用户停车带来了极大的便利。

2.2 闸机模块

用户登录智能停车场APP 预约车位，预约成功的车辆开至停车场闸机前，闸机通过摄像头识别车牌信息，同时，后台验证该车辆是否为已预约车辆。若该车为非预约车辆，则闸机不打开，不允许该车辆进入；若该车为预约车辆，闸机将自动打开，允许车辆进入，并在车辆完全通过后关闭，如图2所示。

图2 闸机模块工作流程图

2.3 车位锁模块

智能车位锁能够协助车主完成停车相关的操作，包括自动停车、自动关锁、电量监测、自动报警功能。预约车主进入停车场后，可通过APP 内置AR 微导航快速精准地寻找到停车位，当靠近车位锁5m 时，车位锁自动下降开锁［4］。若车位锁成功下降，则将结果发送至用户终端，开始停车计费；若车位锁未下降成功，则可尝试手动停车。手动停车有两种方案，分别是通过蓝牙、NB-IoT两种通信方式实现。当提示车位锁下降失败，则用户可通过智能停车场APP 选择“蓝牙”或“NB-IoT”手动开锁，若其中一种通信方式未能成功下降锁，则后台直接转换为另一种通信方式发送下降锁的命令至车位锁。直至后台验证车位锁已成功下降，则将结果发送至用户终端开始停车计费，蓝牙手动开锁如图3所示。

图3 通过蓝牙方式下降车位锁

当车辆将驶离停车场离开车位锁5m时，车位锁自动上升，后台验证车位锁是否上升成功。若验证该车位锁已成功上升，则将结果发送至用户终端停止停车计费；若验证该车位锁未上升成功，则将结果发送至用户终端，提示车位锁上升失败，是否尝试手动关锁。手动关锁同样可通过用户端APP选择“蓝牙”或“NB-IoT”两种通信方式实现，直至后台验证车位锁已上升，将结果发送至用户终端停止停车计费。

当车位锁受到外力撞击时，将报警信息发送至后台，后台存储并下发报警指令至车位锁，锁上的蜂鸣器连续鸣叫直至未感受到外力。此外，车位锁每天进行电量监测，向后台发送一次电量信息，后台会对电量信息进行存储及判断，保证车位锁正常工作。

2.4 云服务平台

云服务平台是整个系统的核心，充分运用了云计算和大数据服务为停车场提供数据存储和计算资源。平台存储了停车场和车位的位置信息、用户的档案等，以支持实时查询，同时，能接收并处理停车场端、移动客户端、Web 站点及第三方服务发送的请求［2］。云服务平台开发为3个集群，即消息传递平台、实时计算平台和文件系统。消息传递平台可以均衡负载；计算平台实时处理数据，并传递有效数据；文件系统基于数据库，应用层可以访问数据库，并读取数据［5-6］。

3 结语

本设计提供了一种新型的智能化停车场方案，同时，兼容自动停车和手动停车两种停车方式。自动停车时，当用户车辆靠近车位锁5m内，车位锁自动下降。若车位锁未下降成功，则可尝试手动开锁，以NB-IoT技术和蓝牙技术两种通信方式完成手动停车，避免因识别准确率和系统稳定性带来的偶发故障问题，实现了停车场安全、有效的无人化管理，减少了找车位的时间，提升了车位使用率。