一种停车场智能管理系统的设计与实现

秦臻 张鑫泉 李冬梅 洪海慧

编者按：城市化发展进程的不断加快，汽车数量日渐增多，停车难问题日益凸显，提升停车场的运行效率是解决停车难问题的有效突破口，文章设计开发了基于树莓派嵌入式开发平台设计与实现了智能停车场，以提高停车场的管理水平和运行效率。

前言

设备智能化当今在各个领域迅速普及，推动着人们对更高的生活质量的追求，人均车辆拥有量的与日俱增，停车场的管理面临着新的机遇和挑战。目前，小区和商场的停车场大部分都安装了自动进出场装置，实现了在进入停车场时保存车牌号，记录停放时间，并实现网上缴费的功能，减少了劳动力，实现了车辆的无人化、智能化管理，手机移动设备日渐成为生活的主要工作设备。

国外针对停车场出现的问题偏重于停车场的建设和研究上，提出了“快速入场，快速停车，快速找车，快速出场”的解决方案，但每个国家面临的实际问题是不一样的，美国注重于停车场控制管理方面，日本则鼓励多建立停车场，意大利是开放了互联网预约停车位以及缴纳停车费。

为有效解决上述停车场的实际问题，本文从智能停车场管理系统出发，依托通信、嵌入式以及App技术创新，面向一个公共社区的停车场，实现了实时记录车辆驶入和驶出该停车场的情况，车位的使用情况检测以及手机App实时查看车位的使用情况，提高停车场的运行效率以及减少人力物力的浪费，致力于开发基于树莓派系统的停车场智能管理系统。

实验系统的具体功能

本文设计的智能管理系统，具备了车辆在进出停车场时间的保存功能，记录车牌信息功能，在每个车位配备车位检测模块，检测车位使用情况功能，做到实时监测并更新数据，除此之外，该设计系统配备显示车辆使用情况的App，在App实时显示车位的使用情况，驾驶员可根据App显示指引停车。具体功能流程如图1所示。

系统开启工作后，入口和出口处的摄像头对进出场的车辆信息进行记录保存在服务器中，车辆检测模块通过树莓派检测当前各个车位的使用情况，连接Wi-Fi将数据上报给服务器，实时显示给用户客户端。

硬件部分的功能实现

本系统中使用树莓派开发板作为嵌入式开发板，开发板配有40个GPIO引脚，配有千兆以太网卡以太网末端连接网线，支持双频801.11ac无线局域网，有DSI显示连接器，摄像头口连接摄像头，连接摄像头和超声波测距仪检测是否有车辆驶入或驶出检测车辆的车牌信息和时间，时间格式为：**月-**日 **：**：**。为准确测量每个车位采用HC-SR04传感器检测车辆使用情况，HC-SR04传感器采用IO触发测距技术。

测试距离=（高电平时间*声速（340m/s））/2

连接该传感器时应断电，若需带电进行连接，为不影响传感器正常工作，需先连接接地端，在使用其进行测距时，物体应保持平整以保证不影响测量结果。其工作原理图如图2所示。

在本设计中，每个车位各有编号，车位检测模块检测到车位的使用情况时，信息进行综合处理后，实时发送到App显示模块，驾驶员可以从手机端App实时查询每个车辆的使用情况。

……

GPIO.output（trig1，True）

Time.sleep（0.00001）

GPIO.output（trig1，False）

While GPIO.input（echo1）==0：

pass

start = time.time（）

while GPIO.input（echo1）==1：

pass

end =time.time（）

distance=round（）end-start（*342/2*100，2）

If（distance<15）：

if（predatal！=1）：

print（“001 has car”）

datal = struct.pack（“002”，0x1）

handle.send（data1）

predatal=1

time.sleep（0.5）

……

客户端设计与实现

基于自由且开放码源的Linux系统下的Android，适用于移动设备，具有丰富的硬件，由于Android的开放性，不会影响到数据的同步、软件的兼容等问题。本实验客户端设计界面简单显示各个车位的位置、编号以及使用情况，通过车位检测模块的实时数据传送到服务器端，再传递到客户端实时显示车位的使用情况，用户在客户端可以找到最方便的车位并导航停车。除此之外，还可以看到自己車辆驶入驶出的时间和需缴费情况。

结语

本系统通过综合分析和解决当前停车场的问题，本设计的创新点在于驾驶员除可在到达停车场之前通过客户端App知晓最近的停车场的位置，且明确知道停车场的车位使用情况，并通过导航到达位置，可在客户端查询进出场时间及缴费情况的历史记录，实现了方便快捷，解决了停车难的问题，避免寻找停车场所造成的交通堵塞。

参考文献：

[1]崔旭冉，刘娅迪.基于Java的智能停车场管理系统的开发与研究[J].现代信息科技，2018，2（11）：69-71.

[2]仇亚.智慧停车场系统设计解决方案[J].数字通信世界，2018（11）：281，276.

[3]王茹茹.智能停车场管理系统的设计与实现[D].内蒙古大学，2017.

[4]李朝振.基于汽车牌照识别的停车场管理系统[J].科技视界，2014（07）：170，304.

[5]Y H Huang，X Huang，Q Sun.The Design of the management system for parking lot based on 2.45GHz active RFID[A].International Conference on Computer Science & Service System[C].IEEE，2011.

第一作者：秦臻（1998—），山东济南人，工学硕士研究生，现就读于北华航天工业学院，主要研究方向为电子与通信工程。