基于微波的停车场管理系统

王成　咸云飞　王光法

摘 要：文章对微波管理智能停车场进行了介绍，并对系统的实现方式及设计目的做了详细的阐述，同时基于微波停车场管理系统，采用微波技术对车辆轨迹及停放位置进行了实时监控，采用视频技术对车辆的进出留下可追溯的记录。本系统采用成熟的计算机网络与软件开发技术，界面友好，操作简单方便，可大大提高停车场的管理水平和利用效率，同时也方便了客户停车与取出。

关键词：微波；停车场管理；智能；计算机网络；软件开发技术

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）08-00-02

0 引 言

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，汽车已越来越多的进入家庭，汽车消费时代已悄然来临。但车辆的增加，也给车辆的管理带来越来越多的麻烦，而且停车位的缺口也随之越来越大，这就需要对车辆进出停车场进行严格的控制，同时这也对停车场的建设提出了更高的要求[1]。

如何建立一套智能化的车辆进出管理、停车位检测，智能引导与反向寻车系统，使车辆管理更安全、简便，并且将造价控制在适当范围内，是当前停车场车辆管理的趋势。在提高效率的同时，更能解决人工管理的一切弊端，是车辆管理的理想模式[2]。

1 系统架构

基于微波的停车场管理系统一般由出入口车辆自动进出识别、停车场停车位检测定位、智能引导与反向寻车子系统组成。当车辆进出停车场时，由管理人员发放一张双频卡（VIP用户可以办理月卡或年卡）与车牌号相关联，安装在出入口的低频触发器，激活放置在车辆上的双频电子标签，标签主动发送标签ID和线圈触发器，被远距离2.4 GHz读卡器读取，连接控制器控制闸机开启与闭合。临时车辆通过出口时交回双频卡自动注销与车牌关联[3]。

车辆智能引导系统根据停车位检测系统提供的车位实时状态，为车位引导提供数据，再通过数据采集器和节点控制器将数据实时发送到主控器和管理电脑，由主控制器及时更新各个交叉路口引导屏的空车位数，指引客户停车。同时根据车位使用情况控制车位指示灯显示不同的颜色，红色为占用，绿色为空位，这样，客户在50米外即可看到，根据车位指示灯的颜色，客户就可以很快地找到车位[4]。

反向寻车系统根据车辆上的双频电子标签进行车位检测定位，在车辆定位的前提下，系统的记录里就有该车辆所在位置的信息，而在返回停车场寻车时，客人进行查询车辆位置的操作则更加简单，只须就近找一个查询终端，直接输入车牌号进行查询，显示屏上就会显示该对应的车位信息，如“B1层，A08分区”。就可以将客人迅速的从一个巨大茫然的空间里，清晰的引导到一个比较小的区间内，在这个小区间内，对绝大多数客人来说，寻找自己的车已经不是问题，这样就可智能化地帮助客人寻车。也可以结合查询终端里面内置的电子地图，实时自动生成线路图，帮助客户方便快捷地找到自己的车辆。图1所示是一个停车场管理系统的总体设计示意图。

2 各子系统设计

2.1 车辆门禁收费子系统

车辆门禁子系统要求对出入的车辆进行身份识别、拍照和登记，并将各种信息输入到数据库，以对所有出入口的车辆进行有效、准确地监测和管理，并对固定车辆和VIP车辆实现不停车自动识别进出。图2所示是车辆门禁系统示意图。

图2所示的车辆门禁子系统采用RFID和车牌图像识别技术来实现机动车的身份信息采集，并通过部署在车辆出入口的RFID读卡器和车牌识别摄像机来分别采集车辆的电子车证和号牌信息[5]。车辆上安装双频（2.4 GHz+125 kHz）电子标签，在出入口安装低频触发器、2.4 GHz有源读卡器、电子标签平时处于休眠状态，进出园区时在出入口车道被低频触发器唤醒激活，标签上面的低频芯片将实时解析出125 kHz激活器线圈ID和低频信号的RSSI场强值，接着以 2.4 GHz频段进行一次强信号发射（无线发射的数据包中含标签ID和激活触发器ID以及低频场强RSSI值）[6]。2.4 GHz读卡器接收到标签ID和激活器触发器ID后，把信号以维根26、继电器或者RS 485等输出方式送给控制器，控制闸机的开启与闭合。这样，一方面可以实现VIP客户不停车进出停车场，提高车辆通过出入口的效率，减少堵车塞车；另一方面也可杜绝跟车问题。

2.2 车位引导系统设计

在每个停车位两边各安装一个车位检测触发器，每隔5车位安装一个分体式阅读器，车辆前挡风屏上面放置双频电子标签。一个车位检测触发器触发半径在4 m左右，当车辆停放在车位时，所停车位两边的触发器以及附近的车位检测触发器都有可能触发车辆的电子标签，电子标签触发后将触发器的ID号和触发器信号的RSSI值（信号强度值）发送至服务器，服务器根据触发器的ID号、触发器信号的RSSI值和电子标签号来确定车辆停放的确切位置[7]。

停车位检测定位系统实时检测车位上是否有车辆停放，通过数据采集软件可将数据实时采集到管理平台，并由管理平台及时更新各个交叉路口引导屏的空车位数，指引客户停车。同时，根据车位使用情况控制车位指示灯显示不同的颜色，红色为占用，绿色为空位，客户在50 m外即可看到，这样，根据车位指示灯的颜色，客户就可以很快地找到车位。信息显示系统动态实时显示停车场车位数的变化，主入口引导屏显示整个车场空车位数，区位引导屏显示该区域的空车位数，交叉路口引导屏显示行车方向上的空车位数。车位信息由主控器实时发布。车位智能引导系统的总体架构示意图如图3所示。

2.3 反向寻车系统

反向寻车系统的建立可在对车位进行检测定位的基础上实现。在实现车辆精确定位的前提下，系统的记录里有该车辆所在位置的信息，在返回停车场寻车时，客人进行查询车辆位置的操作更加简单，只须就近找一个查询终端，直接读取代表车辆身份的电子标签，输入标签ID号进行查询，显示屏上就会显示该电子标签对应的车位信息，如“B1层，A08分区”。同时以电子地图的形式自动生成路径信息，车主可以按照提供的路线寻找车辆。

查询终端一般设置在客人步行进入停车场的通道上，或者中央收费处附近的必经之路上，这样客人在进场寻车之前，就可以预先进行查询，按图索骥。查询终端也可以与商业多媒体信息查询机结合在一起，应用更为广泛和丰富。

2.4 车辆行驶路线查询

在企业园区，可在车辆经过的关键位置部署一体式阅读器。当携带电子标签的车辆经过时就可读取电子标签号，数据采集软件将车辆的电子标签号和读卡器的ID号同时上传至管理平台，管理平台根据上传的信息来确定车辆运行路线。

2.5 系统硬件组成

本系统的硬件由以下10个部分组成：

（1） RFID读卡器，进行停车场2.4 G信号覆盖，读取车辆上面的双频电子标签信息，并通过485接口、RJ45、维根26等协议传输到后台进行数据的处理，配合继电器输出和控制器联接，控制闸机的开启与关闭；

（2） 低频触发器安装在车辆出入口地面，触发器激活唤醒双频电子标签，把感应线圈的ID与电子标签的ID解析出来，以2.4 G频段把信号发射出去，并由读卡器进行读取；

（3） 双频电子标签安放在进出停车场的车辆上面，以进行车辆的身份识别，为进出停车场，进行停车位检测与智能引导和反向寻车服务；

（4）车牌识别一体机，采集车牌视频图像，车牌视频图像识别处理和结果输出；

（5）车辆门禁查验终端，人机界面平台，负责采集数据与业务逻辑处理；

（6） 车位检测触发器，检测车位是否有车停放；

（7） 车位指示灯，超高亮度LED指示灯，红绿指示，红灯表示占用，绿灯表示空位；

（8） 控制器分为主控器、节点控制器、区域控制器。主控制器为智能引导系统的核心控制设备，完成系统所有数据的汇总和控制指令的发出，对系统所有设备进行管理控制。区域控制器为数据采集设备；

（9） 车位引导屏分为主引导屏和车位引导屏，主入口引导屏分层显示每层的空车位数量户外落地安装，防水防潮车位显示采用超高亮度户外LED，阳光直射可清晰辨认，车位引导屏，室内通道上方吊装，防水防潮，剩余车位数显示采用黄绿LED，在50 米范围内清晰可辨；

（10） 电子地图式查询终端，查询机带有显示屏，提示停车位置和当前位置，自动生成路线，采用电子地图方式自助读卡查询车辆位置，直观清晰。

2.6 管理平台设计

管理平台和验证终端采用C/S架构，采用vs2008.net开发环境与SQL Server 2005数据库进行管理。实现以下功能：

（1）车辆信息管理；

（2）停车场信息管理；

（3）终端查询设备管理；

（4）车辆进出记录、行驶路线查询；

（5）车辆收费记录查询。

3 结 语

本系统坚持以人为本、界面友好、操作简洁、成本适中，改变传统停车场只专注计时、收费的观念，在方便了车主停车的同时，也提高了停车场的利用率。并对进场车辆的运动轨迹进行监控，从而方便了用户管理，易于广泛推广。

参考文献

[1]赵文倩，王刚.基于RFID的电子车牌管理系统[J].微计算机信息，2010（29）：158-160.

[2]王欣，刘云.射频自动识别技术在交通领域的应用[J]. 电信快报，2003（3）：12-15.

[3]陈广.基于RFID技术的机动车监控系统架构[J].浙江工业大学学报，2007，35（4）：120-125.

[4] 关振柔.车辆自动识别及电子收费系统[J].电子科学导报， 1996 （5）：32-34.

[5]周晓光，王晓华.射频识别（RFID）技术原理与应用实例[M].北京：人民邮电出版社， 2006.

[6]张素智，史培中，马红.基于RFID 的车辆出入安全管理系统设计[J].微计算机信息，2009，25（5-2）：204-206.

[7] 李元忠， 马勇， 杨旭东.不停车车辆门禁管理系统[J].信息与电子工程，2003，12（4）：308-311.