基于M2M平台的智能停车系统的设计与实现

杜文龙，秦 澄，徐雪峰

DU Wen-long, QIN Cheng, XU Xue-feng

（淮安信息职业技术学院，淮安 223003）

0 引言

停车诱导信息系统（PGIS）作为智能交通系统(ITS)的重要组成部分，欧美等国家已经进行了大量研究工作，并进行了大规模的推广。国内如北京、上海、南京和广州等地也有类似的示范性工程，并取得了一些效果，但 PGIS系统在涉及范围、平台功能方面，也还需作进一步整合及功能拓展。归纳国内停车诱导信息系统存在的问题如下：

1）停车诱导过程重查询、轻预订，由于驾驶者不能随时随地获得停车位动态变化信息，因此停车过程中仍然存在一定的盲目性；

2）缺乏低成本实现的、满足个性化需求的诱导发布手段；

3）停车诱导缺乏统一电子支付平台和支付手段；

4）停车诱导范围多仅限于停车场外诱导，较少涉及停车场内诱导，造成停车场内拥堵和无序停车；

5）停车后，驾驶者与车位／车失去联系，大型停车场面临寻车困难；

6）缺乏停车地图支持(包括车场内和车场外)。

本课题正是在这样的背景下，开发基于M2M平台的智能停车诱导系统，它将停车位查询和预订相结合，以低成本的方式方便地将停车场、车位和预订信息提供给驾驶者，以现代电子支付平台和支付手段相结合，便于提供通用、快速、方便的结算服务，同时也符合未来智能交通技术发展的趋势。

1 关键技术

1.1 无线传感器网络

无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Networks)是集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科，它将大量的多种类传感器节点(传感、采集、处理、收发、网络于一体)组成自治的网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。WSN是由传感器节点、汇聚节点和管理节点构成的三级网络系统。

1.2 手机NFC支付技术

NFC(Near Field Communication)是近距离通信的简称，是非接触式射频识别(RFID)及互连技术的融合演变而来的升级技术，通过此技术可以使用集成NFC芯片的手机接触读卡装置，实现电子支付和数据下载等多种功能。NFC可用于电子票证，即用于小额的支付。这个功能可以有效将销售终端、售票厅、住宅钥匙、交通卡、借贷卡和电子商务卡之类的应用集成到移动通信终端中，这样消费者只要携带一个这样的设备就可以方便地出行。

1.3 LBS服务

LBS(Location.based services，基于位置的服务)是通过移动网络获取移动终端用户的位置信息(经纬度坐标)，在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。定位系统同时支持GSM、TD.SCDMA等多种网络下的定位功能，支持统一的控制面和用户面定位功能，为客户提供多种精度的位置信息。

2 系统需求分析

2.1 总体要求

通过系统的开发，以基于移动业务应用及信息发布平台的机场智能停车诱导管理系统体系结构，提供具有车位查询、车位预订、停车查询、寻车引导、计费支付等多种增值服务业务在内的支撑系统，具体要求如下：

1）实现驾驶者、手机、车辆之间的关联；

2）实现实时对停车场内部动态停车信息的掌控；

3）实现方便的、低成本、个性化的信息发布，实现有效诱导：

4）引入通用的电子支付平台和支付手段，计费和支付结算快速完成；

5）兼顾停车场内诱导和场外诱导，精确诱导到车位；

6）解决寻车难问题；

2.2 设计原则

2.2.1 先进性

PGIS系统的设计，越来越依赖于现代信息技术的发展，对提升停车系统的工作效率和管理水平的起到极大的推动作用。因此本系统必须采用先进的技术和设备，这一方面反映了系统所具有的先进水平，另一方面又使得系统具有强大的发展潜力。

2.2.2 经济性

停车场系统的整体造价较高，其本身的投资回报期较长长，因此PGIS系统应在满足性能要求的前提下尽量使整个系统能获得更大的收益。

2.2.3 可靠性

必须考虑采用成熟的技术与产品，在技术选型和系统的设计中都尽量减少故障的发生。

2.2.4 可维护性

可维护性是应用系统成功与否的很重要的因素。这里的可维护性包含二层含义：日常管理操作简便和易于故障的排除。

2.2.5 安全性

目前车辆在停车场内的安全也是一个重要的问题。因此采用有效的高科技措施，防止场内车辆被盗或被破坏十分必要。系统运作设计必须规范，保证系统自身的安全。

2.2.6 实用性

设计本系统，应首先考虑能满足停车场功能要求和实际应用的需要，同时考虑司机出入的方便与安全。

3 系统方案设计

本系统是面向停车场管理处以及个人用户推出的停车场信息化服务平台，它通过安装在各个停车场的无线传感器网络收集停车场信息、通过移动通信网络传送到停车信息服务平台，利用无处不在的移动网络向任何能接收到信号的用户提供便捷的停车服务，并通过对网关的监控实现对各停车场管理处提供故障管理等功能。系统的总体结构在逻辑上分为3个部分：停车场信息采集系统，移动运营商网络，业务集成服务平台，如图1所示。

图1 系统基本结构

3.1 停车信息采集系统

停车信息采集系统主要通过部署在现场的无线传感器网络节点、控制机构、汇聚节点等实现，其主要功能体现在两个方面：

一是信息采集，即对停车场车位的使用情况进行采集，如停车场各个车位是处于“使用”状态还是处于“空闲”状态.并将采集的信息通过停车信息服务系统网关发送给停车信息服务平台。

二是控制执行：停车信息服务平台通过无线传感器网络对现场的控制机构下达指令，以便执行如车位锁开启或锁闭等控制功能。

3.2 停车信息服务系统网关

停车信思服务系统网关是停车场车位信息采集系统接入停车信息服务系统的统一接口，完成对停车场车位信息采集系统的管理、信息汇聚及非移动通用协议到标准通用协议的数据格式转换。

3.3 M2M管理平台

M2M管理平台是一个综合管理平台，主要完成对网关传送车位信息向停车信息服务平台的传送、对网关设备的控制和管理、对停车信息服务平台的管理等功能，并完成对用户进行认证、鉴权、计费等功能。

3.4 停车信息服务平台

停车信息服务平台是提供停车信息服务的综合管理平台。主要完成对停车场车位信息采集系统采集数据的存储、管理及为用户提供车位信息查询、车位预订、车费支付等多种相关增值业务。

3.5 LBS系统服务平台

定位服务又叫做移动位置服务(Location Based Service，LBS)，它是通过移动运营商的网络(如GSM网、CDMA网)获取移动终端用户的位置信息(经纬度坐标)，在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。

4 结论

本文设计的停车诱导系统以中国移动M2M平台应用为核心，结合无线传感器网络技、二维码技术等技术，较好的实现了具有车位查询、车位预订、停车查询、寻车引导、计费支付等多种功能。从而进一步解决城市经济发展带来的停车难问题，提高停车设施利用率，收到较好的效果。

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