大型室内停车场上位机管理软件设计

李超++李圆方++胡光耀

摘 要

根据大型室内停车场对车位检测、管理以及信息显示和车辆指引的要求，采用C# 编程语言，结合SQL Server数据库技术，综合利用ZigBee及RS232通信方式设计出停车场上位机管理软件，实现对车位和停车场状况的监控，帮助停车场管理者实时查看车位情况并统计进出车辆信息，实现各车位状态在软件界面的显示，并引导待停车辆进行快速停车。经实际测试本软件能够准确可靠的完成相应管理功能。

【关键词】停车场管理 SQL Server 串口通信 ZigBee

随着汽车保有量的快速攀升，中国已经跨入汽车社会。中国社科院社会学研究所发布的《中国汽车社会发展报告》指出，2014年中国私人汽车拥有量将达到8650万辆。停车难问题成为车主们头痛的问题。引起停车难的原因是多方面的，停车场管理措施不到位、经营机制不合理、尤其是路面与地下停车场的车位管理缺乏合理性，都是不可忽视的原因。正是由于停车场的建设不够科学，才会形成路面停车日增、室内停车场车位闲置的怪圈。而路侧停车必然导致道路拥堵加重，进一步加深了城市内的空气污染。

大型室内停车场智能管理系统是现代智能交通系统组成当中必不可少的一部分，而上位机管理软件作为其核心部分，拥有强大的图片显示功能，可以显示出停车场的平面示意图、各个车位的占用与空闲情况、总体空闲车位数、各楼层及各区域空闲车位数等信息，并通过安装在停车场内的显示屏显示各区域车位空闲数量，驾驶员可通过发布的信息，高效准确的泊车，方便了停车场的调度和管理。

1 系统硬件及网络设计

1.1 系统硬件

与停车场上位机管理软件相关的硬件包括挂载有ZigBee协调器模块的上位机、分布在各个车位正上方的超声波车位探测器、停车场入口处及各层各区域入口处的信息显示屏、停车场入口及出口处的读卡器或摄像机等。超声波车位探测器包含ZigBee路由器模块。系统选用了Digi公司的的XBee无线通信模块，工作频率为2.4GHz，模块只需要很小的功率，就能保证超声波车位探测器与协调器之间数据传输的可靠性。

1.2 系统网络设计

系统采用了ZigBee Mesh网来完成超声波车位探测器与协调器之间数据传输，Mesh网是一种自组织的网状网，具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能，发送数据的节点可自动选择最佳路由路径经一跳或者多跳发送到目标节点，因此可靠性很高。

2 软件设计

2.1 登录权限模块设计

停车场上位机管理软件不仅需要具有良好的实用性和可操作性，而且系统安全性也是必须考虑的方面。通过设置用户名和密码，限制软件使用的权限，使相关数据更加安全。停车场上位机管理软件的管理员用户有且只有一个，其拥有权限管理功能，包括添加、编辑和删除管理账户。

登录权限模块的窗口采用Visual Studio 2008集成开发环境中的windows窗体应用程序建立。数据库选用的是SQL Server 2005。根据登录权限模块的需要，在数据库中，建立一个名为Administrator的表。如表1所示。

2.2 软件设置模块设计

可在软件设置界面设定串口号、波特率、数据位、停止位、校验位等通信参数，以完成软件与协调器之间的串口通信；在“目标地址添加”界面，可以添加新的超声波探测器的MAC地址和网络地址，从而将新添加的超声波车位探测器包含的路由器模块也加入到软件轮询的目标队列中。

2.3 车位状态显示模块设计

软件根据设置的间隙时间或者人工开始车位状态的轮询，通过上位机挂载的协调器模块向各超声波车位探测器发送查询数据帧，超声波车位探测器接收到查询数据帧后对车位状态进行检测，并将状态数据发送回协调器。

超声波车位探测器发送的数据帧的帧头为固定值0x7E；数据长度为2字节，高8位在前，低8位在后；API ID为固定值；目标节点的MAC地址为8字节、网络地址2字节；车位区域数据中0x41为A区域车位，0x42为B区域车位；车位编号采用3字节表示；车位状态数据中00表示空闲，FF表示占用；最后1字节为校验位。

当上位机管理软件接收到协调器的数据后，触发DataReceived事件接收数据，在DataReceived事件中进行数据的解析，如数据格式正确且车位状态有变化，则触发PictureBox控件的Paint事件，在软件界面上显示车位状态及数量变化。

2.4 车位预约模块设计

车位预约指停车场根据实际需要，预留部分车位给会员车辆使用。在预约车位的选择界面上选择预留车位的编号，此时检查Checkbox控件状态是否改变，如改变则填充车位状态数组，并计算预约车位和空闲车位的数量，调用Paint函数重绘PictureBox控件，此时软件界面出现预约车辆的图标，并显示预约车辆和空闲车位的数量。

2.5 停车收费模块设计

停车收费模块通过入口及出口读取停车卡信息或者通过数字图像处理捕获车辆牌照信息，连接数据库实现车辆停车的计时和收费功能。数据库中建立会员车辆表、车辆出入记录表等。当车辆驶出时，首先判断车辆是否会员车辆，如果是则免费放行，如不是则通过对比数据库中车辆进入的时间，计算车辆的停车费用。主要函数包括读取数据库函数，会员查询函数，金额计算函数，记录交易函数等。

3 总结

大型停车场上位机管理软件与超声波车位探测器、读卡器、信息显示屏、摄像机等的结合可大幅提高停车场车位的使用率，高效的管理停车场，降低大型停车场的各项管理成本，取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]陈立定，章慧锋，梁联冠.无线环境数据监控系统的设计与开发[J].自动化仪表，2009，30（10）： 12-15.

[2]王成岭，陈一健，陈兆安.无线数据采集系统设计[J].机械工程与自动化，2007（6）：63-65.

[3]孙雪峰.基于Mesh网络的无线抄表系统[D].济南：山东大学，2009.

[4]王莉，阳春华.基于VC++的串口通信设计及其应用[J].控制工程，2004.

作者单位

北方工业大学现场总线及自动化北京市重点实验室 北京市 100144endprint

摘 要

根据大型室内停车场对车位检测、管理以及信息显示和车辆指引的要求，采用C# 编程语言，结合SQL Server数据库技术，综合利用ZigBee及RS232通信方式设计出停车场上位机管理软件，实现对车位和停车场状况的监控，帮助停车场管理者实时查看车位情况并统计进出车辆信息，实现各车位状态在软件界面的显示，并引导待停车辆进行快速停车。经实际测试本软件能够准确可靠的完成相应管理功能。

【关键词】停车场管理 SQL Server 串口通信 ZigBee

随着汽车保有量的快速攀升，中国已经跨入汽车社会。中国社科院社会学研究所发布的《中国汽车社会发展报告》指出，2014年中国私人汽车拥有量将达到8650万辆。停车难问题成为车主们头痛的问题。引起停车难的原因是多方面的，停车场管理措施不到位、经营机制不合理、尤其是路面与地下停车场的车位管理缺乏合理性，都是不可忽视的原因。正是由于停车场的建设不够科学，才会形成路面停车日增、室内停车场车位闲置的怪圈。而路侧停车必然导致道路拥堵加重，进一步加深了城市内的空气污染。

大型室内停车场智能管理系统是现代智能交通系统组成当中必不可少的一部分，而上位机管理软件作为其核心部分，拥有强大的图片显示功能，可以显示出停车场的平面示意图、各个车位的占用与空闲情况、总体空闲车位数、各楼层及各区域空闲车位数等信息，并通过安装在停车场内的显示屏显示各区域车位空闲数量，驾驶员可通过发布的信息，高效准确的泊车，方便了停车场的调度和管理。

1 系统硬件及网络设计

1.1 系统硬件

与停车场上位机管理软件相关的硬件包括挂载有ZigBee协调器模块的上位机、分布在各个车位正上方的超声波车位探测器、停车场入口处及各层各区域入口处的信息显示屏、停车场入口及出口处的读卡器或摄像机等。超声波车位探测器包含ZigBee路由器模块。系统选用了Digi公司的的XBee无线通信模块，工作频率为2.4GHz，模块只需要很小的功率，就能保证超声波车位探测器与协调器之间数据传输的可靠性。

1.2 系统网络设计

系统采用了ZigBee Mesh网来完成超声波车位探测器与协调器之间数据传输，Mesh网是一种自组织的网状网，具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能，发送数据的节点可自动选择最佳路由路径经一跳或者多跳发送到目标节点，因此可靠性很高。

2 软件设计

2.1 登录权限模块设计

停车场上位机管理软件不仅需要具有良好的实用性和可操作性，而且系统安全性也是必须考虑的方面。通过设置用户名和密码，限制软件使用的权限，使相关数据更加安全。停车场上位机管理软件的管理员用户有且只有一个，其拥有权限管理功能，包括添加、编辑和删除管理账户。

登录权限模块的窗口采用Visual Studio 2008集成开发环境中的windows窗体应用程序建立。数据库选用的是SQL Server 2005。根据登录权限模块的需要，在数据库中，建立一个名为Administrator的表。如表1所示。

2.2 软件设置模块设计

可在软件设置界面设定串口号、波特率、数据位、停止位、校验位等通信参数，以完成软件与协调器之间的串口通信；在“目标地址添加”界面，可以添加新的超声波探测器的MAC地址和网络地址，从而将新添加的超声波车位探测器包含的路由器模块也加入到软件轮询的目标队列中。

2.3 车位状态显示模块设计

软件根据设置的间隙时间或者人工开始车位状态的轮询，通过上位机挂载的协调器模块向各超声波车位探测器发送查询数据帧，超声波车位探测器接收到查询数据帧后对车位状态进行检测，并将状态数据发送回协调器。

超声波车位探测器发送的数据帧的帧头为固定值0x7E；数据长度为2字节，高8位在前，低8位在后；API ID为固定值；目标节点的MAC地址为8字节、网络地址2字节；车位区域数据中0x41为A区域车位，0x42为B区域车位；车位编号采用3字节表示；车位状态数据中00表示空闲，FF表示占用；最后1字节为校验位。

当上位机管理软件接收到协调器的数据后，触发DataReceived事件接收数据，在DataReceived事件中进行数据的解析，如数据格式正确且车位状态有变化，则触发PictureBox控件的Paint事件，在软件界面上显示车位状态及数量变化。

2.4 车位预约模块设计

车位预约指停车场根据实际需要，预留部分车位给会员车辆使用。在预约车位的选择界面上选择预留车位的编号，此时检查Checkbox控件状态是否改变，如改变则填充车位状态数组，并计算预约车位和空闲车位的数量，调用Paint函数重绘PictureBox控件，此时软件界面出现预约车辆的图标，并显示预约车辆和空闲车位的数量。

2.5 停车收费模块设计

停车收费模块通过入口及出口读取停车卡信息或者通过数字图像处理捕获车辆牌照信息，连接数据库实现车辆停车的计时和收费功能。数据库中建立会员车辆表、车辆出入记录表等。当车辆驶出时，首先判断车辆是否会员车辆，如果是则免费放行，如不是则通过对比数据库中车辆进入的时间，计算车辆的停车费用。主要函数包括读取数据库函数，会员查询函数，金额计算函数，记录交易函数等。

3 总结

大型停车场上位机管理软件与超声波车位探测器、读卡器、信息显示屏、摄像机等的结合可大幅提高停车场车位的使用率，高效的管理停车场，降低大型停车场的各项管理成本，取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]陈立定，章慧锋，梁联冠.无线环境数据监控系统的设计与开发[J].自动化仪表，2009，30（10）： 12-15.

[2]王成岭，陈一健，陈兆安.无线数据采集系统设计[J].机械工程与自动化，2007（6）：63-65.

[3]孙雪峰.基于Mesh网络的无线抄表系统[D].济南：山东大学，2009.

[4]王莉，阳春华.基于VC++的串口通信设计及其应用[J].控制工程，2004.

作者单位

北方工业大学现场总线及自动化北京市重点实验室 北京市 100144endprint

摘 要

根据大型室内停车场对车位检测、管理以及信息显示和车辆指引的要求，采用C# 编程语言，结合SQL Server数据库技术，综合利用ZigBee及RS232通信方式设计出停车场上位机管理软件，实现对车位和停车场状况的监控，帮助停车场管理者实时查看车位情况并统计进出车辆信息，实现各车位状态在软件界面的显示，并引导待停车辆进行快速停车。经实际测试本软件能够准确可靠的完成相应管理功能。

【关键词】停车场管理 SQL Server 串口通信 ZigBee

随着汽车保有量的快速攀升，中国已经跨入汽车社会。中国社科院社会学研究所发布的《中国汽车社会发展报告》指出，2014年中国私人汽车拥有量将达到8650万辆。停车难问题成为车主们头痛的问题。引起停车难的原因是多方面的，停车场管理措施不到位、经营机制不合理、尤其是路面与地下停车场的车位管理缺乏合理性，都是不可忽视的原因。正是由于停车场的建设不够科学，才会形成路面停车日增、室内停车场车位闲置的怪圈。而路侧停车必然导致道路拥堵加重，进一步加深了城市内的空气污染。

大型室内停车场智能管理系统是现代智能交通系统组成当中必不可少的一部分，而上位机管理软件作为其核心部分，拥有强大的图片显示功能，可以显示出停车场的平面示意图、各个车位的占用与空闲情况、总体空闲车位数、各楼层及各区域空闲车位数等信息，并通过安装在停车场内的显示屏显示各区域车位空闲数量，驾驶员可通过发布的信息，高效准确的泊车，方便了停车场的调度和管理。

1 系统硬件及网络设计

1.1 系统硬件

与停车场上位机管理软件相关的硬件包括挂载有ZigBee协调器模块的上位机、分布在各个车位正上方的超声波车位探测器、停车场入口处及各层各区域入口处的信息显示屏、停车场入口及出口处的读卡器或摄像机等。超声波车位探测器包含ZigBee路由器模块。系统选用了Digi公司的的XBee无线通信模块，工作频率为2.4GHz，模块只需要很小的功率，就能保证超声波车位探测器与协调器之间数据传输的可靠性。

1.2 系统网络设计

系统采用了ZigBee Mesh网来完成超声波车位探测器与协调器之间数据传输，Mesh网是一种自组织的网状网，具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能，发送数据的节点可自动选择最佳路由路径经一跳或者多跳发送到目标节点，因此可靠性很高。

2 软件设计

2.1 登录权限模块设计

停车场上位机管理软件不仅需要具有良好的实用性和可操作性，而且系统安全性也是必须考虑的方面。通过设置用户名和密码，限制软件使用的权限，使相关数据更加安全。停车场上位机管理软件的管理员用户有且只有一个，其拥有权限管理功能，包括添加、编辑和删除管理账户。

登录权限模块的窗口采用Visual Studio 2008集成开发环境中的windows窗体应用程序建立。数据库选用的是SQL Server 2005。根据登录权限模块的需要，在数据库中，建立一个名为Administrator的表。如表1所示。

2.2 软件设置模块设计

可在软件设置界面设定串口号、波特率、数据位、停止位、校验位等通信参数，以完成软件与协调器之间的串口通信；在“目标地址添加”界面，可以添加新的超声波探测器的MAC地址和网络地址，从而将新添加的超声波车位探测器包含的路由器模块也加入到软件轮询的目标队列中。

2.3 车位状态显示模块设计

软件根据设置的间隙时间或者人工开始车位状态的轮询，通过上位机挂载的协调器模块向各超声波车位探测器发送查询数据帧，超声波车位探测器接收到查询数据帧后对车位状态进行检测，并将状态数据发送回协调器。

超声波车位探测器发送的数据帧的帧头为固定值0x7E；数据长度为2字节，高8位在前，低8位在后；API ID为固定值；目标节点的MAC地址为8字节、网络地址2字节；车位区域数据中0x41为A区域车位，0x42为B区域车位；车位编号采用3字节表示；车位状态数据中00表示空闲，FF表示占用；最后1字节为校验位。

当上位机管理软件接收到协调器的数据后，触发DataReceived事件接收数据，在DataReceived事件中进行数据的解析，如数据格式正确且车位状态有变化，则触发PictureBox控件的Paint事件，在软件界面上显示车位状态及数量变化。

2.4 车位预约模块设计

车位预约指停车场根据实际需要，预留部分车位给会员车辆使用。在预约车位的选择界面上选择预留车位的编号，此时检查Checkbox控件状态是否改变，如改变则填充车位状态数组，并计算预约车位和空闲车位的数量，调用Paint函数重绘PictureBox控件，此时软件界面出现预约车辆的图标，并显示预约车辆和空闲车位的数量。

2.5 停车收费模块设计

停车收费模块通过入口及出口读取停车卡信息或者通过数字图像处理捕获车辆牌照信息，连接数据库实现车辆停车的计时和收费功能。数据库中建立会员车辆表、车辆出入记录表等。当车辆驶出时，首先判断车辆是否会员车辆，如果是则免费放行，如不是则通过对比数据库中车辆进入的时间，计算车辆的停车费用。主要函数包括读取数据库函数，会员查询函数，金额计算函数，记录交易函数等。

3 总结

大型停车场上位机管理软件与超声波车位探测器、读卡器、信息显示屏、摄像机等的结合可大幅提高停车场车位的使用率，高效的管理停车场，降低大型停车场的各项管理成本，取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]陈立定，章慧锋，梁联冠.无线环境数据监控系统的设计与开发[J].自动化仪表，2009，30（10）： 12-15.

[2]王成岭，陈一健，陈兆安.无线数据采集系统设计[J].机械工程与自动化，2007（6）：63-65.

[3]孙雪峰.基于Mesh网络的无线抄表系统[D].济南：山东大学，2009.

[4]王莉，阳春华.基于VC++的串口通信设计及其应用[J].控制工程，2004.

作者单位

北方工业大学现场总线及自动化北京市重点实验室 北京市 100144endprint