智慧停车场管理系统的设计与实现

杨丽君 韩英杰

（1、新疆工程学院 信息工程学院，新疆 乌鲁木齐830091 2、国泰新点软件股份有限公司，山东 济南250000）

在私家车全面普及的当下，如何确保停车场内车辆方便有序地进出，实现停车场的智能化、公平化与透明化管理，才是本文的研究重点[1]。传统的智能停车场管理系统通常采用近距离车辆识别的方式作为汽车出入与行驶的权限，但此种管理方式无法脱离人为对停车场的控制，不仅管理成本高，同时执行的效率也相对较低，甚至在管理过程中容易出现停车场拥堵的现象[2]。为更好地解决这一现象，本文将针对传统智慧停车管理系统存在的问题进行深入研究。

1 智慧停车场管理系统设计原则

为了解决传统停车场管理系统存在的问题，本文在设计系统过程中，应严格遵循下述几点设计原则：稳定性原则：保障系统稳定运行是本文系统设计的基础，也是为车主提供服务的关键，因此在设计本文系统时，使用的硬件设备、核心技术是在研究成熟且大型生产厂家购进的。实用性原则：为了提高系统运行的实用性与可靠性，应基于用户需求层面，考虑到不同车主对停车的需求[3]。因此系统中应具备剩余车位显示、剩余车位路线指导及语音中心播报等功能，只有完善系统在运行中的多项功能，才能方便车主更好地停车。安全性原则：系统安全性是为了确保系统在长期超负荷运转状态下不出现故障，因此在设计系统中，可选择正规零件生产厂，提供用户更加完善的服务体验，才是本文系统设计的核心。弹性化原则：由于市场技术的发展与变革速度过于迅猛，为了避免本文系统在投入市场应用后，被市场发展所淘汰，因此在设计系统中应遵循先进性原则，根据市场实际变革方向，增加或删减系统某项功能，以此适应不同环境下的系统运行需求[4]。

2 硬件设计

2.1 超声波车位探测仪设计

本文系统选择的此硬件设备由美国德州生产商提供，具有高达16 位的高频微处理器，其中含有微型芯片可确保系统在获取外界信息时不受到外界相关信息的干扰（通过高频率滤波检测，识别不同环境下的声波，过滤掉非超声频率（40Hz～60Hz）），以此可有效屏蔽异常或无用信号，解决传统系统对信号误判的问题，如图1 所示。

2.2 RS584 信号通信串口设计

图1 处理器硬件原理图

本文提出使用信号通信串口的方式，对获取的相关信息进行传输。本文采用的RS584 通信串口由MIN584 芯片构成，芯片由紧密的电路接线连接，其中包括电源引脚、单片机等。引脚与区域控制器相连接，进行停车场相关信息的接收与传递[5]。在此过程中，当芯片电路中两个引脚线同时处于一条引线上时，通信串口处于低电平状态，为信息接收状态，不发送数据。当通信串口处于高电平状态，为信息发送状态，不接收数据[6]。根据上述内容，对RS584 信号通信串口中控制寄存器的位序号进行规划。RS584 信号串口的通信方式共包括4 种，考虑到本文系统的运行是基于主机为其提供支撑的，因此，在选择通信方式时，应遵循EIA-584 通信协议，采用两线制信息通讯方式，利用电路线中具备的电压差，用于满足两个远程终端设备在进行信息传输中的高稳定性与高效率的作用。除上述提出硬件设施，在系统中还有主控制器、车牌显示仪、红外线光感装置、智能进车闸道、智能抬竿等装置为系统的可持续运行提供辅助。

3 软件设计

3.1 车辆与车位信息识别

为了确保对停车场信息的有序管理，使用超声波车位探测仪获取停车场信息，辅助计算机图像识别技术、图像处理技术等，获取停车场内车辆型号、车牌数字、车辆颜色等信息。在此基础上，将识别的车辆车牌号运用专业计算机视觉技术进行处理，包括车牌中的文字、字母、数字等，将识别的数据通过TCP/IP 网络传输到ARM 存储芯片中[7]。根据上述分析，将车牌信息识别的过程绘制成流程图。如图2 所示。

图2 车牌信息识别

按照上述图2 所述流程，当系统完成车辆信息的识别后，将自动识别路径跳转到停车场内部。每个车位中均有一个红外线感应装置，当车辆停入车位后时，将自动触发红外线感应装置，系统此时将输入“××车位已有车辆”信息[8]。此时，系统将自动跳转识别下一车位，直到检索无车辆停靠的车位，此车位信息将自动提供给车主。智能停车场管理系统的核心是获取实时数据，假设监控数据收发器的监控范围为ri，i 表示收发器的类别编号，那么可以定义监控数据收发器的平均监控半径为：

式中，r 表示平均监控半径，r 表示监控范围。

将智能停车场开放环境的空间面积定义为V，根据数据监控收发器的平均监控半径，可以推测出实际需要的监控器数量为：

式中，N 表示空间面积为V 的开放环境中需要的监控器总数。

根据计算结果安装停车场监控器，以此，自动获取停车场内不同类型的车辆信息，实现对车辆与车位信息的识别。

3.2 停车场信息智能存储与管理

为了实现对停车场信息的智能化管理，可采用建立智能停车场数据库的方式，对上述识别的车辆与车位信息进行管理。对识别的车辆与车位信息进行格式的统一化处理，并将处理后的信息统一格式存储于数据库中，以备随时调用。综上所述，完成对智慧停车场的管理。

4 对比实验

4.1 实验准备

提出对比实验，用于检验本文提出系统的有效性。为了确保实验结果的可靠性，布设完备的实验环境。例如软件环境的布设、操作系统的调试（包括Windows 系统；JDK2.6；Oracle8.2 等）。规划此次实验的硬件设施与网络环境（包括Intel（R）；CPU；计算机运行内存等），在此基础上，布置此次实验所需工具。

使用计算机对智能停车场发布远程管理指令，分别由本文设计的智慧停车场管理系统与传统系统对指令进行执行，检测其是否能按照指令要求通过测试，并以此作为评估系统有效性的依据。

4.2 实验结果分析

完成实验准备后，执行此次对比实验，由终端计算机发布停车场管理指令。记录实验数据，如表1 所示。

表1 实验对比结果

根据上述表1 中信息，可显著看出本文系统可执行多项管理功能，并且全部管理行为均通过测试；而传统系统只能通过简单的“增、删、改、查”功能测试，无法实现其他管理功能。因此可得出本文实验的结论：相比传统的管理系统，本文设计的智慧停车场管理系统在实际应用中管理能力更强，具备更加智能化的管理功能。

5 结论

本文从硬件与软件两个方面对智慧停车场管理系统开展了设计与研究，并采用设计对比实验的方式，对本文设计系统进行验证，得出本文系统在实际应用中更具备应用价值。