基于物联网的智能停车场系统

基于物联网的智能停车场系统

傅晓明

杭州玖加玖智能系统工程有限公司311251

摘要：根据基于RFID的物联网技术、嵌入式技术设计实现了智能停车场系统，系统以ARM9s3C2410微处理器为核心处理器，采用MiFarel射频识别卡，运行在嵌入式操作系统WINCE平台下，并采用SQLite嵌入式数据库存储实时信息，最终通过MCGS嵌入式组态软件开发了WINCE平台下的监控终端软件，并进行了模拟运行。经模拟仿真系统具备安全、稳定，实时性良好等特点。

关键词：物联网嵌入式系统智能停车场

随着中国汽车工业的发展和车辆普及化，城市静态交通问题将越来越突出，解决城市的交通堵塞和停车难的问题，已成为影响和制约城市建设和经济发展的一个重要因素。中国城市停车场划分为三类：配建停车场、路外公共停车场和路面停车场，配建停车场是提高停车场供应水平的主要停车设施，而智能小区停车场在停车场整体中占主导地位，因此，智能小区停车场的研究迫在眉睫。伴随着传感网、物联网技术的发展，其在智能小区车辆管理中的应用日渐突出。

一、物联网相关技术

1.物联网概念

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称为“TheIntemetofThings”。物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2.RFID技术

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别，常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等等。RFlD是构成物联网的关键技术之一。一套完整RFID系统由Reader与Transponder两部份组成。其工作原理为。Reader发射一特定频率之无限电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部之IDCode送出，此时Reader便接收此IDCode。Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡，故不怕脏污，且晶片密码为世界惟一，无法复制，安全性高，寿命长。RFID的应用非常广泛，目前典型的应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理等。

3.入门技术嵌入式

入门技术嵌入式系统具有如下三个主要特点：

（1）与应用紧密结合、具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。

（2）嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

(3)嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁减，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，建立相对通用的软硬件基础，在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。嵌入式系统中的两个核心概念是嵌入式处理器和嵌入式操作系统：嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元，其范围极其广泛，从最初的4位处理器，到8位单片机，再到最新的受到广泛青睐的32位、64位嵌入式CPU。ARM(AdvancedRISCMachines)是一类嵌入式处理器的简称，应用涉及到日常生活各个领域。嵌入式操作系统(EmbeddedOperationSystem，EOS)是一种用途广泛的系统软件，负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

二、现状描述

根据使用对象的不同，停车场可以划分为内部停车场和公用停车场两大类：

内部停车场：主要面向固定的车主，一般多用于各单位自用停车场、公寓及住宅小区配套停车场、写字楼及办公楼的地下车库等。这类停车场的特点满足使用者的需求。禁止外部车使用，使用者对设施使用的时间长，对停车场管理的安全性要求严格，在上下班高峰期出入密度较大。对停车场设备的可靠性及处理速度要求较高。

公用停车场：主要为临时性散客提供服务，有收费和免费之分。这类停车场常见于大型公共场所，如车站、机场、体育场馆等地方、现场设施使用者通常是临时一次性使用者，数辆最多、时间短。要求停车场管理系统运营成本低廉，使用简便，设备牢固可靠，可满足收费等商业处理要求。多数情况下。停车场即是内部停车场也是公用停车场，因此，进出停车场的车辆可分为两类：固定用户和临时用户。

三、系统工作流程

一次完整的停车过程应包括入场、车位引导、停车人位、出位、出场等几个步骤，以下分别介绍。

1.入场

针对两种类型的入场车辆(固定用户、临时用户)，物联网的技术广泛常用于入场环节。固定用户的车辆入场：车主进入停车场前可通过智能手机浏览车位的使用情况。同时通过车位管理系统预约车位(预约车位30分钟内有效)。预约完成后，管理系统自动规划最优的车位引导路线。车辆进入闸口前，设在车道下的车辆感应线检测到车辆的到来。将有车信号传送给入口控制器，入口控制器获取车辆到来的信号后。向相关设备发出指令，启动摄像系统和车辆识别系统，摄像系统记录车辆的牌照信息。颜色信息、车型信息等：车辆识别系统，通过读卡器与车辆射频卡FRID标签)之间建立起信息交换系统，射频向读卡器发送卡信息，读卡器判断射频卡中的合法性和时间有效性。如有效则获取射频卡的ID号。并将ID号与摄像系统采集的图像数据送至数据处理中心进行比较，确定车辆和射频的合法性，打开闸口。

临时用户的车辆入场：车辆进入闸口前。入口控制器启动摄像系统。记录车辆相关信息。语音提示设备提示用户按动取卡按钮，入口控制器检测到取卡信号后，通过串口给发卡机发送发卡命令。发卡机接到命令后。发出一张临时用户卡。刚才系统所获取的信息即与此卡的ID号对应，同时语音提示器提示用户取走临时卡。如果用户在规定时间内不取卡。发卡机将自动吞回用户卡，入口控制器取消此次入场操作。用户取走卡后，发卡机发出用户己取走卡的信号给入口控制器，入口控制器打开闸口。

结束语

基于RFID的物联网技术、嵌入式技术设计实现了物联网智能小区停车场管理系统，该系统运行在嵌入式操作系统WINCE平台下，采用了MFl卡，并采用SQLite数据库存储实时信息，最终通过MCGS嵌入式组态软件开发了WINCE平台下的监测终端软件，并进行了模拟仿真。经模拟仿真系统安全、稳定，实时性良好，系统市场前景极为广阔。

参考文献

[1]李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用电子工业出版社2014.3.

[2]赵曦一种新颖的RFID多标签防碰撞算法北京航空航天大学学报2015.1.

[3]焦海波嵌入式网络系统设计——基于AtmelARM7系列北京航空航天大学出版社.2014.1.

[4]谭民RFID技术系统工程及应用指南机械工业出版社.2013.2.