一种智能停车场管理系统论文和设计-陈慧萍

全文摘要

本实用新型公开了一种智能停车场管理系统，包括监控主机、终端节点、路由器节点、协调器节点和数据采集装置，所述终端节点与所述数据采集装置连接并接收所述数据采集装置的车辆检测数据；所述路由器节点与所述终端节点、所述协调器节点连接并接收所述终端节点的数据；所述协调器节点与所述路由器节点、所述监控主机连接并将接收到所述路由器节点的数据发送到所述监控主机。本实用新型利用物联网技术打破单个停车场系统信息孤岛现象，通过数据采集装置实现车牌图像识别节省人力开销；通过便携式手持终端与监控主机通讯实现车辆自动引导以提高停车效率；实现车位预定、停车导航、在线支付等功能从而提高停车服务质量和智能化管理水平。

主设计要求

1.一种智能停车场管理系统，其特征在于，所述系统包括监控主机、终端节点、路由器节点、协调器节点和数据采集装置，所述终端节点与所述数据采集装置连接并接收所述数据采集装置的车辆检测数据；所述路由器节点与所述终端节点、所述协调器节点连接并接收所述终端节点的数据；所述协调器节点与所述路由器节点、所述监控主机连接并将接收到所述路由器节点的数据发送到所述监控主机。

设计方案

2.如权利要求1所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述数据采集装置包括车牌图像采集装置和车位超声波检测装置，所述车牌图像采集装置用于采集出入停车场的车辆车牌图像以识别车牌号码；所述车位超声波检测装置用于检测车辆是否驶入停车位。

3.如权利要求2所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述车位超声波检测装置被安装在每个停车位入口附近，包括中央控制器、串口通信接口、发射装置和接收装置，所述串口通信接口为RS232接口。

4.如权利要求1所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述终端节点可用于便携式手持终端，所述便携式手持终端包括电源适配器、无线收发模块、显示模块、输入模块、微处理器模块、时钟模块，所述无线收发模块用于一定距离内的数据传输，所述输入模块用于控制开关量输入，所述微处理器模块用于终端功能协调，所述时钟模块用于高精度实时对时。

5.如权利要求4所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述便携式手持终端接收并显示所述监控主机的车辆引导数据，所述车辆引导数据至少包括诱导路径规划，以便引导车辆快速驶入空闲车位。

6.如权利要求5所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述车辆引导数据还包括实时收费信息，以便司机实时获取当前停车费用并在驶离车位时自动支付。

7.如权利要求1所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述路由器节点为ZigBee网关，用于接收多个所述终端节点无线发送的所述车辆检测数据。

8.如权利要求7所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述ZigBee网关包括CC2530主芯片模块、JTAG接口模块、串口通信模块、USB模块、电源模块、复位模块、LCD显示模块。

9.如权利要求8所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述复位模块采用按键方式与3.3V电源连接，以满足电源低耗且稳定的需求。

10.如权利要求1所述的智能停车场管理系统，其特征在于，所述协调器节点包括串行通信模块，将所述路由器节点的数据经协调适配后以串行方式发送到所述监控主机，以便与所述监控主机通讯兼容。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及物联网智能管理技术领域；具体涉及一种智能停车场管理系统。

背景技术

随着社会经济的迅猛发展，我国的汽车工业水平也不断提高，伴随着人民生活水平日益提高，汽车的需求量更是急剧增加，城市交通压力也随之增大。停车效率低，停车难己经成为制约人们出行的主要因素。人们通常会消耗大量时间去找停车位，这样不仅仅会浪费时间，还会造成城市拥堵，对环境造成负担，还会影响城市形象。

目前国内停车场都采用停车取还卡的方式控制车辆的进出，当车辆进入停车场时需要取卡，当车辆驶出停车场时需要换卡并缴纳停车费用。这种停车场必须要借助人工来运营和管理，可靠性和持续性较差；无法实现车位预定、在线支付和停车导航等功能，无法对停车场的车辆进行有效监控和引导；无法做到实时收费，从而导致停车场的使用效率和智能化水平较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：

提供一种智能停车场管理系统，对停车场的车辆进行有效的智能监控和引导，并能实现车位预定、在线支付和停车导航等功能，从而提高提车长的使用效率和智能化水平。

本实用新型为解决上述技术问题的技术方案是：

提供了一种智能停车场管理系统，其特征在于，所述系统包括监控主机、终端节点、路由器节点、协调器节点和数据采集装置，所述终端节点与所述数据采集装置连接并接收所述数据采集装置的车辆检测数据；所述路由器节点与所述终端节点、所述协调器节点连接并接收所述终端节点的数据；所述协调器节点与所述路由器节点、所述监控主机连接并将接收到所述路由器节点的数据发送到所述监控主机。

优选地，所述数据采集装置包括车牌图像采集装置和车位超声波检测装置，所述车牌图像采集装置用于采集出入停车场的车辆车牌图像以识别车牌号码；所述车位超声波检测装置用于检测车辆是否驶入停车位。

优选地，所述车位超声波检测装置被安装在每个停车位入口附近，包括中央控制器、串口通信接口、发射装置和接收装置，所述串口通信接口为RS232接口。

优选地，所述车位超声波检测装置的所述发射装置以开始发射超声波开始计时，以所述接收装置接收到所述超声波遇障碍物发射的回波结束计时，从而判断停车位是否有车。

优选地，所述车位超声波检测装置的所述中央控制器采用CC2530芯片。

优选地，所述终端节点可用于便携式手持终端，所述便携式手持终端包括电源适配器、无线收发模块、显示模块、输入模块、微处理器模块、时钟模块，所述无线收发模块用于一定距离内的数据传输，所述输入模块用于控制开关量输入，所述微处理器模块用于终端功能协调，所述时钟模块用于高精度实时对时。

优选地，所述便携式手持终端接收并显示所述监控主机的车辆引导数据，所述车辆引导数据至少包括诱导路径规划，以便引导车辆快速驶入空闲车位。

优选地，所述车辆引导数据还包括实时收费信息，以便司机实时获取当前停车费用并在驶离车位时自动支付。

优选地，所述路由器节点为ZigBee网关，用于接收多个所述终端节点无线发送的所述车辆检测数据。

优选地，所述ZigBee网关包括CC2530主芯片模块、JTAG接口模块、串口通信模块、USB模块、电源模块、复位模块、LCD显示模块。

优选地，所述复位模块采用按键方式与3.3V电源连接，以满足电源低耗且稳定的需求。

优选地，所述协调器节点包括串行通信模块，将所述路由器节点的数据经协调适配后以串行方式发送到所述监控主机，以便与所述监控主机通讯兼容。

本实用新型的有益效果是：

1、停车场通过使用智能停车场管理系统，可以在降低人力成本的同时减少失误，增加停车场监控和管理的可靠性和持续性。

2、驶入停车场的车辆无需近距离取IC卡，驶出车辆也无需近距离刷IC卡，可通过车牌识别实现车辆远距离识别，节省了大量的人力开销。

3、智能停车场管理系统通过便携式手持终端或者网页可实现车辆的自动引导，节省了驾驶员寻找空闲车位的时间，提高了停车效率。

4、实现停车场停车位统一管理，如车位预定、停车导航、在线支付等功能，提高了停车服务质量和智能化管理水平。

5、停车场出入口和每个车位的附近都安装有监控摄像头，这样既可以保证出入车辆和人员的安全，又能在车辆离开时快速方便地结账。

6、实现车辆进出停车场的图像信息采集，做到实时收费，极大地提升停车场的使用效率和智能化水平。

附图说明

图1为本实用新型的智能停车场管理系统结构示意框图。

图2为本实用新型的智能停车场管理系统组网示意框图。

图3为本实用新型的车位超声波检测装置结构示意框图。

图4为本实用新型的车位超声波检测装置测距原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示的智能停车场管理系统，包括监控主机、终端节点、路由器节点、协调器节点和数据采集装置。所述终端节点与所述数据采集装置和所述路由器节点相互连接，所述终端节点接收所述数据采集装置采集的数据并将其发送给所述路由器节点；所述路由器节点与所述终端节点和所述协调器节点相互连接，所述路由器节点接收所述终端节点的数据并将其发送给所述协调器节点；所述协调器节点与所述路由器节点和所述监控主机相互连接，所述协调器节点接收所述路由器节点的数据并将其发送给所述监控主机；所述监控主机与所述协调器节点相互连接，所述监控主机接收所述协调器节点的数据并对其进行分析与处理。

所述数据采集装置包括车牌图像采集装置和车位超声波检测装置。

所述车牌图像采集装置用于采集出入停车场的车辆车牌图像以识别车牌号码，所述车牌图像采集装置将采集的图像数据上传给所述终端节点，再经由所述路由器节点和所述协调器节点，最终发送给所述监控主机，由所述监控主机进行图像识别处理。当车辆驶入停车场入口，车辆车牌图像启动识别，记录驶入时间和第一车牌识别结果；待车辆驶出停车场出口，车辆车牌图像启动识别，记录驶入时间和第二车牌识别结果，并比较所述第一车牌识别结果和所述第二车牌识别结果是否一致，如果一致，那么根据驶入时间、驶出时间和计费标准计算停车费用。

所述车位超声波检测装置根据测距结果判断车位是否有车，从而实现车况信息的检测。所述车位超声波检测装置将检测到的车位信息发送给所述终端节点，再经由所述路由器节点和所述协调器节点，最终发送给所述监控主机，由所述监控主机进行统一监控和管理。

如图3所示的车位超声波检测装置主要由CC2530中央控制器、串口通信、超声波发射装置及超声波接收装置等组成。CC2530是可用在ZigBee，IEEE 802.15.4和RF4CE的应用系统上的解决方案，其特点就是可以用非常低廉的成本建立起非常强大的节点。它结合了RF收发器、业界标准的8051MCU、系统内部可遍程的8KB RAM等其他的功能，有四种不同的Flash版本，CC2530F32\/64\/128\/256同样也对应着不同的储存器，32\/64\/128\/256KB，也分别用四种不同的FLASH版本。对于CC2530来说多种模式下建立的低耗能，也是现在受大家所追捧的，多种模式来回切换的速度，也是它低耗能的一种表现。在停车场的每个车位入口附近安装车位超声波检测装置，当驾驶员驾驶车辆驶入或者驶离车位时，车位超声波检测装置会发出信号，从而完成了车位信息的检测。车位超声波检测装置检测到的数据信息上传至所述终端节点，利用RS232串口实现车位超声波检测装置和终端节点的通信。

如图4所示的车位超声波检测装置原理为：当车位超声波检测装置向车位发出超声波，接收装置根据车位反射回来的时间长短，计算出车位与发射装置的距离，从而确定车位是否存在车辆。当车位上停车时，超声波发射装置以开始发射超声波开始计算时间，在发射过程中时会遇到障碍物，超声波反射接受装置接收到回波信息的同时计算时间停止，这样就可以得到距离并判断车位上有车存在。也就是说，所述车位超声波检测装置的所述发射装置以开始发射超声波开始计时，以所述接收装置接收到所述超声波遇障碍物发射的回波结束计时，从而判断停车位是否有车。

所述车牌图像采集装置与所述终端节点通过有线的方式连接通讯，包括但不限于同轴电缆、双绞线等。

所述车位超声波检测装置与所述终端节点通过有线的方式连接通讯，包括但不限于RS232串口、RS485串口等。

所述终端节点是由无线通讯与嵌入式技术彼此相构成的物联网系统的一个节点，可应用于便携式手持终端，所述便携式手持终端包括电源适配器、无线收发模块、显示模块、输入模块、微处理器模块、时钟模块，所述无线收发模块用于一定距离内的数据传输，所述输入模块用于控制开关量输入，所述微处理器模块用于终端功能协调，所述时钟模块用于高精度实时对时。所述无线收发模块的构成则由发出指令和显示结果数据的PC机服务器的无线模块以及终端的无线模块，无线传输模块运用了节点技术，包括路由器节点、终端节点和协调器节点。可以通过协调器节点建立ZigBee网络。

优选地，所述便携式手持终端接收并显示所述监控主机的车辆引导数据，所述车辆引导数据至少包括诱导路径规划，以便引导车辆快速驶入空闲车位。所述便携式手持终端与所述监控主机相互连接通讯，所述便携式手持终端接收所述监控主机的数据并将其显示在如显示屏、触摸屏等显示装置上，例如，所述便携式手持终端接收所述监控主机用于引导车辆到空闲车位的路径规划信息，并在所述便携式手持终端显示装置上将所述路径显示出来，并通过语音导航的形式快速引导驾驶员驾驶到指定空闲车位；或者，所述便携式手持终端将所述路径显示在诸如简易地图或简易规划图上，以使驾驶员在没有语音提示的情况下也能够快速找到空闲车位，以节省寻找车位花费的时间从而提升停车效率。

优选地，所述车辆引导数据还包括实时收费信息，以便司机实时获取当前停车费用并在驶离车位时自动支付。很多情况下，驾驶员驶离车位后并未及时驶出停车场出口，因此传统的停车计费模式可能会把未占用停车位的时间也纳入按时收费用时，不能做到精准计费。车辆根据所述实时收费信息，以及所述车位超声波检测装置，可以在驶离车位后实时计算并显示停车费用，并支持在线支付功能。也就是说，驾驶员在驶离车位就可以看到本次停车需要支付的费用，并且可以在与所述监控主机相互连接通讯的所述便携式手持终端上进行在线支付，而无需在停车场出口处向人工支付费用，一来可以做到精确收费，二来可以实时看到停车费用，三来可以在线支付，节省人力成本，提高服务质量和智能化水平。

如图2所示的智能停车场管理系统组网，由监控主机、协调器节点、ZigBee路由节点、终端节点、数据采集装置(车位超声波检测装置和\/或车牌图像采集装置)组成。所述终端节点连接多个数据采集装置，所述协调器节点连接多个所述ZigBee路由节点，所述ZigBee路由节点的主要硬件为ZigBee核心板电路，所述ZigBee核心板电路设计主要分为CC2530主芯片电路设计、JTAG接口电路设计、串口通信电路、USB电路设计、电源模块设计、复位电路设计、LCD显示电路设计。CC2530主芯片电路大致可分为三部分，存储器模块、外设和电源管理模块、无线模块。CC2530具有一个IEEE802.15.4标准的无线收发器，为MCU和无线之间的通信提供了一个通信接口，这样可以将发送命令、读取命令等事件进行排序。CC2530芯片可以容纳许多不同的外部设备，外部设备的存在可以使开发者在开发相关应用程序时简单便利。为了CC2530芯片应用中能将性能最大化，所以在电路设计是需要添加电源去祸电容，电源去耦电容器的布局与尺寸非常重要。复位电路与3.3V电源相连接，并采用按键的方式。系统由多个功能各不相同的模块组成的，为了能够在系统需要不同的工作是能提供稳定的电压，因为不同的模块所需的电源电压都不相同，在能满足电源的需求同时也要满足低耗的倡导。因为电源电压的稳定关系了整个的电路稳定性。所以在考虑了系统会在室外应用，所以在实际中选取了3.3V的电源电压。

优选地，所述ZigBee路由器节点为ZigBee网关，用于接收多个所述终端节点无线发送的所述车辆检测数据或者车牌图像数据。

所述协调器节点包括串行通信模块，将所述ZigBee路由节点的数据经协调适配后以串行方式发送到所述监控主机，以便与所述监控主机通讯兼容。也就是说，所述协调器将隶属于智能停车场管理系统局域网内部的数据与所述监控主机要处理的数据作了协议转换与格式适配，从而使得将接收到的所述ZigBee路由节点的数据转换成所述监控主机支持的数据，进而被监控主机接收并处理。

将ZigBee技术应用到智能停车场上，将智能停车场管理系统功能模块化，每一个模块都具有自己的功能，使管理平台结构更加清晰，提高软件测试的准确性以及调试的可靠性。停车场管理系统可实时观测停车场各类设备的在线状态；可对停车场的运行参数进行远程设置和备份恢复；可按车辆通道对计费分组车辆设置通行方式；可对车库进行设置管理；可按计费类型和车型设置费率；可以预先设置与收费相关的节假日；可以设置电子支付的收款帐号；可实时预览每天的收款情况和在场车辆情况。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种智能停车场管理系统论文和设计

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