“互联网+”时代下的智能停车系统研究

杨萌　吕凤仙　田安红

摘  要：传统管理人管控的停车场因收费慢、停车不规范、空闲车位难找等问题，导致停车效率较低。该文通过融合物联网、ZigBee、GPS、移动互联技术、RFID、传感器技术、云计算与大数据等技术的智能停车系统，实现了用户随时随地查询和预约车位的功能，解决了用户四处盲目寻找车位而造成的浪费时间与浪费资源的问题。

关键词：互联网+;智能停车;ZigBee技术;车牌扫描;缴费控制

中图分类号：U495        文献标志码：A

0 引言

随着时代的不断进步，人类生活水平大幅提高，汽车的数量也在不断增加，同时也导致了停车需求的增加。传统的停车场由管理员控制车辆的出入，存在收费慢、停车不规范、客户对停车场的分布不了解、空闲车位难找等问题，停车的效率较低。

随着“互联网+”时代的发展和智能手机的广泛使用，面对逐渐恶化的“停车难”现状，用户对停车场的高需求，促使传统停车场向现代智能停车系统转变，把GPS导航、ZigBee技术、云计算、大数据等技术与停车场结合起来形成的智能停车系统[1-3]，使用户能够轻松获取周围停车场的信息，精准地了解空闲车位的数量与收费情况，让用户可通过手机App选择最优停车场，用户可以通过手机获取停车场的具体路线和路程中的路况信息。到达停车场的入口后，可以通过扫描车牌信息、扫描App预约成功的二维码或身份证信息进行验证，验证通过，闸机就会开启。进入停车场后，必须停车到已预约的车位号，做到规范停车。用户准备离开时，可在手机App上以微信、支付宝的形式进行缴费，不需要在出口排队等候缴费。缴费成功，即可凭借二维码或车牌扫描的方式离开停车场。

1 智能停车系统的整体框架

该文所设计的停车系统的具体流程如图1所示，通过融合物联网、ZigBee、GPS、移动互联技术、RFID、传感器技术、云计算与大数据等技术，实现了车辆出入停车场管理、车位收费管理、停车规范管理和用户终端管理等多项功能[4-5]。图1表明在停车场的每个车位安装传感器，以此来获取车位的使用情况，通过Internet将信息传到云计算平台，该平台再对接收到的信息进行处理、归纳和汇总，实时地传输给控制管理中心和用户终端。该操作模式既便于用户通过手机App进行查询与预约，又使控制管理中心对城市中停车场的管理更加方便智能，实现了信息的共享与交互。

2 停车系统的子模块

2.1 车位信息采集

在停车场中安装传感器与监控设备，负责收集来往的车辆信息，并检测车位的空闲与占用情况。当监控设备和传感器采集到信息后，会通过Internet把来往车辆的数量、型号和空闲车位的数量上传到云计算平台。同时当传感器检测到车位状态已发生改变时，就会及时发送信号并更新数据。经过云计算平台进行汇总、分类之后再发布出去，进行实时的信息更新，使用户能够随时随地查询到附近停车场准确的车位信息。

2.2 ZigBee在规范停车中的应用

在停车场中，停车位使用ZigBee节点向服务器传递其编号、“空闲”、“抢占”等信息，存储后形成数据库。当用户在App客户端向服务器申请停车位成功并到达停车场入口时，车牌识别器将扫描车牌号，将其信息传输到服务器中，并与数据库中的数据进行匹配。如果匹配不成功，服务器则将数据反馈给App客户端，由客户选择是否取消车位预定还是重新规划路径，到达正确的停车场。如果匹配成功，App客户端将获得具体的停车位信息及导航。该设计因考虑到地下停车场会因GPS信号减弱出现定位不精确的现象，所以停车位的检测主要采用了ZigBee技术。ZigBee技术对节点的容纳量很大且是无线网络传输，信号的传递不会受到遮挡物的影响，极大地满足了地下停车场对信息的存储和传输要求。并且ZigBee技术具有可靠性和安全性，满足了用户信息的保密要求。ZigBee的使用节省了大量的人力、物力和成本，因此从实施的角度来考虑，这是一种较为可靠的停车管理方式。

2.3 App平台

使用该智能停车系统的用户必须向系统提供自己的真实信息，例如：姓名、车牌号码、证件号等，且用户需设置登录密码和支付密码以保护自己账号的安全。App平台与后台服务器端的数据库相关联，用户个人信息与停车场信息都保存在数据库中，数据库中的信息上传到控制管理中心，方便控制管理中心对用户以及停车场进行管理。后台服务器再通过Internet把已经汇总好的所有停车场中的车位的状态信息发布到手机App上，以便用户查询与预约。一旦用户发出请求，服务器端就会立即响应用户的请求。

传统的停车场，车主会因找不到停车位而焦躁，在车主四处寻找车位的过程中可能会造成交通堵塞，浪费车主的时间和精力。然而可能附近的其他停车场却存在空闲车位而无人知晓，这样就造成了资源浪费。但因智能停车系统会实时更新与发布停车场的信息与数据，且所有停车场的信息都保存在数据库中，如车位的状态信息、预约车位、缴费等信息。云计算平台通过GPS收集用户的位置信息，并将“距离最近”“空车位数量最多”“收费标准”等信息推送给用户，供其选择。用户成功预约车位后，云计算平台会对已预约的车位进行锁定并更新数据库，使其他用户不能再选择该车位直到该车位空闲。用户可通过GPS导航查询到通往停车场的具体路线和实时路况信息，解决了用户找不到停车场的困扰。

2.4 缴费控制

在停车场出入口位置会增加识别车辆的功能，智能停车系统采用无线射频识别技术，通过无线电波，在不接触物体的情况下，实现车辆信息的获取，并将其传送到云计算平台的数据库中进行匹配与更新，这样就可形成双向的通信，实现了非接触式的识别与交换数据的功能。从车辆车牌识别成功时开始计时，准备离开车位时结束计时，并生成费用信息，如果用户在停车过程中存在不规范停车的问题，监控与传感器会传送相关车辆的数据到云计算平台，云计算平台会把数据传送到物联网管理的终端，终端把扣费信息及时返回到用户的手机App中，并告知用户缴费信息。

3 结语

该文设计了一个融合传感器、云计算、ZigBee技术、数据交互、RFID、移动互联终端等多項技术的智能停车系统，智能化地实现了车辆出入停车场管理、车位收费管理、停车规范管理和用户终端管理等多项功能。该智能停车系统采用车牌扫描的方式，节省了进出停车场的时间，手机快捷交费，解决了用户出行未带现金和排队交费的问题，传感器和监控的广泛应用能有效控制停车场内的停车不规范事件的发生，ZigBee技术的使用解决了用户无法在停车场内部使用GPS导航寻找准确路线的困扰。

参考文献

[1]纪鑫乐，刘尧猛，吴红霞，等.智能停车与智能车锁的开发与实现[J].中国新技术新产品，2018（4）：10-11.

[2]李广宇，李智阳，李益乐，等.基于单片机图像识别的智能停车系统的研究与设计[J].智能计算机与应用，2018，8（5）：124-130.

[3]苏世雄，马新华.基于物联网的智能停车系统的设计与研究[J].实验技术与管理，2020，37（6）：68-70.

[4]张洁，孙晓霞.基于B/S架构的商场智能停车管理系统设计[J].山西电子技术，2020（3）：68-70，93.

[5]王敏，张科元，李郁.基于ZigBee的智能车库系统设计[J].现代信息科技，2020，4（9）：164-165，168.

通信作者简介：田安红（1984-），女，硕士，副教授。主要研究方向为物联网与人工智能。