基于ZigBee 的智能车库分布式系统研究

姚涛，周光耀

（安徽理工大学，安徽 淮南232001）

1 引言

进入新时代以来，新科技的发展不断加快，各式各样的信息化科技产品充斥于我们的生活，随着城市拥车率的不断上升，传统类型的车库已难以满足人们的需求，人们更需要一种结构简单，方便快捷的新型车库。在这样的背景下，搭建一套适用于新型城市化建设的智能车库越来越重要。而目前的车库管理系统大多仅实现了车牌记录以及刷卡收费等功能，智能化程度有待提升。同时，对于车主而言，目前的停车管理APP 所提供的功能较为单一，交互性较差，用户体验有待提升。并且现代的大型车库多具有多层、占地面积较大的特点，车主停车后寻找车位或取车都具有一定的困难。在当代资源利用极高的时代，我们需要一个更加能够节约资源，方便简洁的车库。

针对以上传统车库存在的缺点，本文设计了基于ZigBee分布式系统的智能车库控制系统。该系统具有智能水平高、操作延时小、建设成本低以及安全可靠等优点，其能够更好地保障车辆的安全停放，解决城市车辆拥挤问题。

2 智能车库中的ZigBee 技术

ZigBee 是一种近距离双向无线通信技术，大多用于传感控制应用。首先，ZigBee 是智能车库系统的网络控制系统。智能车库系统主要包括信息识别、智能控制等方面。由这些传感器收集车辆及环境信息，并将大量的信息转换成数据传输到控制中心。网络层主要实现信息传递的功能，其运行基础ZigBee 兼容各种通信模式，大多数设备都可以使用，同时在使用时无需支付高额的专利费用。此外，ZigBee 具有自动休眠模式，当对接两设备的通信停止时，两端的设备将自动进入休眠状态，这一功能极大地降低了其能耗。其次，短延迟也是ZigBee 的一个重要特征，在设备未启动时，其搜索设备的延迟不大于30ms，而当ZigBee 设备连接后，其通信延迟不大于10ms，这种特性足以满足智能车库实时控制和快速响应的需求。最后，ZigBee 通信技术具有三层通信协议保障和防火墙等虚拟设施，这使其安全性能相比于其他通信方式更好。因此，基于ZigBee 技术的通信技术具有低功耗、低延迟、低成本、低复杂度、高安全性和高可靠性等特点。

3 智能车库的设计

新型智能车库系统的设计主要是由外部感知系统、信息识别系统、实时监控系统和智能控制系统组成。控制这些系统需要运用到ZigBee 的控制能力，立体车库管理系统的分布网络管理主要在于控制车升降与平移，因为立体车库肯定是基于地下与高层，所以控制其顺利出入车库是最重要的环节。对此，我们可以采用微信扫码的方法来实现，用户可以扫描二维码进入一个微信的小程序，可以查看立体车库停放情况，并控制楼层升降情况，而对其进行控制的庞大后台就是ZigBee 的分布式系统。每个车位都要有与其对应联系的接受系统，用来检测车辆的停放时间等，除此之外，车库还必须有自我监控系统，其中包括车库监控系统的损坏以及空余车位的数量位置情况显示，车主可以随时通过绑定微信上的小程序来查看情况[1]。由于安全起见，防止除了车子以外的事物利用升降系统，还需要设计一个检验车牌的装置。如此庞大的系统肯定少不了监控摄像，可以安置在车主行走的路线上，以保证此系统的安全性。

4 智能车库系统的硬件设计

4.1 控制模块的设计

控制模块主要是由控制器、出入库闸道、车身稳固装置、闸道运输装置、内部监视系统构成。车辆到达指定位置后，由系统控制稳固装置固定车辆，运输装置通过平移、升降阶层使车辆到达系统指定车位或闸道。同时，由监视系统进行实时监控，以便于提升系统的安全性及对突发状况作出及时应对。

4.2 信息显示模块的设计

信息显示模块由出入库显示屏及用户使用移动终端构成。出入库显示屏显示由主控室对用户发出的指令，引导用户正确、安全地使用本系统。用户移动终端接入车库局域网，实时显示车库内部车辆停放情况、车位的有无以及停车费用。同时它可以帮助用户第一时间获知车库的最新信息。

4.3 数据处理模块的设计

数据处理模块由计算机、ZigBee 组网、实时监控系统、传感器和资料库组成。传感器和监控系统可以实时收集车辆信息，通过ZigBee 组网实现信息的迅速传输。通过所传输的信息，控制中心可以实现车位的自动匹配，计算车辆停车时间，实现智能收费，最大程度上方便用户。

5 结语

本设计运用ZigBee 组网将出入库车辆的信息发送给控制系统，可实时检测车位状态，并规划停车方案，从而实现车库的智能管理，并且其开发成本低，运行稳定、高效、安全，具有相当大的应用价值。