一種智能泊車管理導航系統(tǒng)的設計案例

　　1.1 需求背景

　　當前，中國國民經(jīng)濟正處于高速發(fā)展的重要階段，隨著國民經(jīng)濟健康持續(xù)的快速發(fā)展，GDP與居民收入持續(xù)穩(wěn)定增長，我國汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，產(chǎn)銷規(guī)模在1999-2009年的10年間保持了20%以上的年均增幅。據(jù)中汽協(xié)最新發(fā)布2009年國產(chǎn)汽車產(chǎn)銷統(tǒng)計數(shù)字顯示，在2009年，我國汽車產(chǎn)銷1379.1萬輛和1364.48萬輛，同比增長48.30%和46.15%。高達近五成的同比增速，也超過了歷史最高的井噴時期。目前我國已躍居世界第一大汽車消費國。

　　1.2 行業(yè)現(xiàn)狀

　　隨著人們生活水平的不斷穩(wěn)步提高，汽車作為交通工具已逐步成為日常生活中不可或缺的必需品，隨著汽車行業(yè)銷量的持續(xù)增長、特別是大量私家汽車的出現(xiàn)，使得很多城市的中心區(qū)、繁華商業(yè)區(qū)等區(qū)域的交通和停車問題日趨惡化。由于停車位供不應求，同時為尋找停車位而盲目巡游，造成了擁堵和秩序混亂，導致產(chǎn)生了許多不必要的交通流量。造成的嚴重資源和時間浪費，同時增加尾氣排放，不利于城市有序、健康、可持續(xù)的發(fā)展。

　　如何有效的減少因盲目尋找停車位而產(chǎn)生的無效交通流，優(yōu)化配置停車資源，提高停車者的使用方便性，保障交通順暢和規(guī)范停車秩序。降低管理成本，提高場地利用效率，同時節(jié)約時間和資源，減少非必要排放，促進綠色環(huán)保城市建設。

　　較長時期以來，全國大中城市的停車設施建設相對滯后于機動車輛的快速增長，致使停車矛盾愈加嚴重，“停車難、亂停車”的惡性循環(huán)成為城市交通管理的難點和熱點問題。停車泊位供給短缺直接引發(fā)出行不便、堵塞交通、損毀綠化、破壞環(huán)境、威脅安全等問題，從而影響生活質(zhì)量，提高生產(chǎn)成本，阻礙社會經(jīng)濟的正常發(fā)展，其危害不言而喻。如果不及早采取措施，將不利于城市有序、健康、可持續(xù)的發(fā)展。因此，必須對停車的供需關系進行優(yōu)化調(diào)整，促進城市停車系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　1.3 行業(yè)分析

　　據(jù)最新一項對我國 16個大中城市停車泊位與汽車數(shù)量的調(diào)查表明，公共停車泊位與汽車數(shù)量的比例為1：3，有的城市甚至達到1：5，也就是說3 輛車或者 5輛車才有一個車位，特別是商業(yè)區(qū)、城市旅游景點的比例高達 1：10. 截至2009年6月統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示蘇州市區(qū)登記在案的248個小區(qū)和 244個社會停車場，能提供車位64760只。其中，在市質(zhì)量監(jiān)督所特種設備安全監(jiān)察處登記在案的立體停車庫(場)僅有 35個，能提供停車位3393 個，只占到市區(qū)車位總數(shù)的5% 。

　　這兩個數(shù)字只是簡單的反映出了“供”和“需”之間的矛盾，然而在停車這個問題上，決不是供不應求四個字能夠概括的。從建設到管理，從資源利用到經(jīng)營與收費，問題存在于多個層面——這決不是簡單的停車位供給的問題。

　　注意有以下原因：

　　1、 停車位信息不暢，停車場管理缺乏效率;

　　車輛進入停車場后，無法最快速最便捷的找到對應車位，而在尋找車位過程中無相應智能指示，在尋找車位的過程中無謂的尋找，造成不必要的流量。浪費車主的時間和資源?，F(xiàn)有停車位沒有完全有效利用也是影響靜態(tài)停車的一個重要因素。提供一種行之有效的辦法提高現(xiàn)有車位資源的利用率使各停車場內(nèi)車位信息穩(wěn)定、高效傳 達至駕駛員處也是擺在管理者眼前的一個問題。

　　智能停車管理系統(tǒng)將通過車位偵測技術，實時提供空余車位信息，并提供導航功能，有效解決尋找車位的煩惱。

　　2、 管理混亂，收費標準不一，容易引起糾紛;

　　目前多數(shù)停車場，采用人員收費方式，在收費過程中，對于停車時間，車型等收費因素不明確，容易造成糾紛。同時，帳務不明確，無法避免營私舞弊，私吞收費等情況。

　　智能停車管理系統(tǒng)將自動登記車輛進入與離開時間，自動計費并顯示，同時采用無線語音提示等功能，增加透明度與可信度。同時可以按照時間段自動生成報表，使收費情況明了正確。

　　2.產(chǎn)品與功能

　　2.1 產(chǎn)品介紹

　　在智能停車場管理系統(tǒng)中，我們率先提出了基于Wi-Fi + RFID +紅外感應多種技術相互結合的智能停車場管理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)三大塊功能需求：車輛智能導航、一卡通記費，車位管理等功能。滿足現(xiàn)代只能停車場地迫切需求。

　　系統(tǒng)使系統(tǒng)設計從提高人性化、智能化的角度出發(fā)。使整個泊車過程高度緊密聯(lián)系，實現(xiàn)車輛智能入庫、出庫、收費等。

　　2.2 產(chǎn)品功能與描述

　　為了實現(xiàn)以上目標，對于泊車系統(tǒng)的設計做以下分析：智能泊車系統(tǒng)是一個具有自治功的系統(tǒng)，系統(tǒng)目標是實現(xiàn)車輛在進入車庫區(qū)域后，根據(jù)和車庫的管理系統(tǒng)進行無線信交流后，無人自動行駛到車庫管理系統(tǒng)指定的停車位置。當車主需要提取車輛時，只停車場管理系統(tǒng)對車輛進行操作之后，車輛會自動行駛到指定的出口。該系統(tǒng)的設計求盡可能少的對停車場進行指導性的標識，以使停車場的布置成本達到最低。首先我先虛擬出一個停車場，停車場的場景圖 3.1所示。

　　當車輛進入時，刷卡，身份確認，信息無誤后，閘桿開啟，車輛進入停車場，LED導航屏幕可以顯示整個停車場的車位占用情況，自動導航車輛走向，當車主停車妥當后，系統(tǒng)自動識別車輛停泊車位，并返回給服務器，同時刷新導航記錄。

　　當車主駕車離開時，系統(tǒng)自動合算泊車時間，計算金額。

　　2.3 設計原理

　　本系統(tǒng)中所采用的系統(tǒng)以及系統(tǒng)的構成符合以下原則：

　　規(guī)范性

　　本系統(tǒng)在設計過程中符合相關的國家標準和行業(yè)標準。

　　實用性

　　系統(tǒng)具備完成工程中所要求功能的能力和水準。系統(tǒng)符合本工程實際需要的國內(nèi)外有關規(guī)范要求，并且實現(xiàn)容易，操作方便。實施后的智能化系統(tǒng)，能夠在現(xiàn)在和將來適應技術的發(fā)展。

　　先進性

　　該智能化系統(tǒng)符合業(yè)界的發(fā)展趨勢，從而保護用戶在系統(tǒng)上的投資以及運行在其上的應用。

　　可靠性

　　系統(tǒng)具備在規(guī)定的條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成本技術文件規(guī)定功能的能力，具備系統(tǒng)長期和穩(wěn)定工作能力。實施后的智能化系統(tǒng)保證有良好的運行狀態(tài)。

　　經(jīng)濟性

　　系統(tǒng)滿足性能價格比在各類系統(tǒng)和條件下達到最優(yōu)。

　　可維護性

　　系統(tǒng)中的任一部分之聯(lián)接都是靈活的，即從物理接線，到數(shù)據(jù)通訊、自動控制設備之聯(lián)接大都不受或極少受物理位置和這些設備類型的限制。

　2.4 產(chǎn)品架構

　　系統(tǒng)采用先進的系統(tǒng)架構設計系統(tǒng)，采用感應式智能卡管理，核心技術部件由原裝進口，主要管理設備自行設計生產(chǎn)，采用RFID卡的識別方式，為了方便業(yè)主停車，保護設備安全，防止碰撞事故的發(fā)生，此方案設計采用感應讀卡距離為10-100mm。讀卡設備符合國家智能卡管理的各項規(guī)定。

　　系統(tǒng)采用網(wǎng)絡化管理，在出口設立收費管理處，通過電腦管理對車主統(tǒng)一發(fā)行卡片，對臨時停車收取停車費，可實現(xiàn)自動儲存進、出場記錄，電腦軟件管理等功能要求。

　　車場采用卡片管理系統(tǒng)，即：通過授權發(fā)行卡片，使停車客戶持卡停車。即：卡片為進出車場的憑證，固定客戶可以發(fā)放固定停車卡，卡片由業(yè)主長期保存。臨時停車客戶需要停車可以由出票機取票進入車場，出場時交費。

　　系統(tǒng)應采用具有臨時停車客戶和固定停車客戶的車輛管理功能，即在進、出口安裝針對固定客戶使用的車輛識別設備和臨時客戶使用的自動出票設備及道閘，允許合法車輛通過，防止非法車輛進出。

　　在每個車位設置紅外車位識別器，即使識別管理車位空置情況，并第一時間反饋給管理系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)設備全部采用Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)管理方式，整個系統(tǒng)部署過程中盡量減少布線，減少施工麻煩，同時控制服務器能在中心管理室通過計算機對系統(tǒng)進行控制、參數(shù)設置及臨時收費。

　　車場入口處可動態(tài)顯示車場車位信息的LED電子顯示屏，即使準確的可對車輛進行有序智能的引導。

　　卡口閘道具有反應靈敏的自動起落及防碰撞防砸車功能，可確保無論是進場車輛還是發(fā)生倒車的車輛，只要在閘桿下停留，閘桿就不會落下，嚴格杜絕砸車等現(xiàn)象的發(fā)生。

　　管理軟件運行于中文WINDOWS環(huán)境下，應提供完善的管理和查詢功能。并能根據(jù)要求進行修改。停車場自動管理系統(tǒng)可與物業(yè)管理中心聯(lián)網(wǎng)，方便地實現(xiàn)停車場的物業(yè)收費管理。

　　同時對于智能泊車管理系統(tǒng)擁有車輛信息管理功能，將車輛圖片資料以圖片壓縮技術存儲在服務器的硬盤及數(shù)據(jù)庫中。車輛出場讀卡時，可調(diào)出入場時的圖像，供管理員進行識別對比(如車型、顏色、車牌號碼等)，在確認正確后放行。同時可以在出入口增加攝像鑒別功能，即：在出入口安裝攝像機，進行車輛圖像抓拍，并與讀卡聯(lián)動，通過視頻多媒體處理技術聯(lián)動。

　　2.5 系統(tǒng)原理

　　3.系統(tǒng)主要設備與管理軟件

　　3.1 出入口控制機

　　1) 控制機箱：最新理念設計;密封、防雨、防塵，表面采用噴塑處理，抗腐蝕、耐老化，適合室外環(huán)境使用，正常情況下十年不褪色。使用后蓋開機箱門，方便打開檢查及維護。

　　2) 卡讀寫系統(tǒng)：系統(tǒng)采用RFID卡，此卡片有16個分區(qū)，可擴展為門禁、考勤、收費、通道管理、巡更等一卡通系統(tǒng)。采用特有的保密通訊協(xié)議，安全性強，具有多重相互認證。在停車場系統(tǒng)中使用的感應距離為10CM。

　　3) 面板信號系統(tǒng)：通過面板提示燈的顯示，可指示讀寫器、 數(shù)字式車輛檢測器及出卡機是否正常工作。

　　4) 信息顯示屏：中英文LED顯示，安裝在出入口控制機的正面，智能卡讀寫器的上方，以文字形式顯示停車的出入場時間、收費金額、卡上余額、卡的有效期等相關信息，若系統(tǒng)不予入場或出場，則顯示相關原因，明了直觀。在空閑時顯示時間日期、歡迎用語、或其他系統(tǒng)相關提示信息。

　　特點：

　　1) 采用室外超高亮LED發(fā)光管，白天仍然能顯示明亮;

　　2) 采用超載規(guī)模集成電路和高性能單片機，系統(tǒng)穩(wěn)定，升級方便;

　　3) 中英文滾動顯示，內(nèi)容豐富,人性化的問候;

　　4) 防雨防水式設計，確保全天候可靠運行;

　　5) 外觀設計新穎，系統(tǒng)分級運行且不影響系統(tǒng)整體性能;

　　6) 可以根據(jù)客戶需要,任意更改顯示內(nèi)容;

　　7) 語音提示：和電子顯示屏功能相匹配，以語音的形式同步進行提示，指導用戶科學使用停車場。向車主報告停車時間、繳費金額及人性化溫暖的語言提示(如“歡迎光臨”、“一路順風”)等，提高系統(tǒng)收繳費透明度。

　　3.2 自動道閘

　　1) 具有雙向自鎖功能 電動欄桿在開、關到位時，外力不能使電動欄桿上升、下降。

　　2) 具有時間保護功能 當限位開關失效時，(線路斷或磁敏開關損壞)，通過精確設定的運行時間，使欄桿正好運行到終點時停止。

　　3) 具有軟啟動功能及過流、過熱保護 有效保護電動欄桿的核心部位電機的正常運轉(zhuǎn)。

　　4) 多種控制方式 手動控制、按鈕控制、遙控制臺和電腦控制等操作方式。

其主要組成部分：

　　機箱：結構堅實牢固，做防雨水和噴塑保護，外殼可以用特制的鑰匙方便地打開和拆下。

　　擋車閘桿：采用鋁合金材料的方通桿，桿體內(nèi)加了整條的加強筋，質(zhì)量可靠。在欄桿大于4米時和風力較大時，欄桿有斷裂的可能性。

　　電動機：電機和減速機構一體化設計，結構緊湊、免皮帶傳動，免維護，終身保修。

　　傳動部分：四連桿平衡設計，確保欄桿運行輕快、平穩(wěn)、輸入功率小，防止人為抬桿和壓桿，將外部作用力通過傳動機構巧妙御載到機箱上。

　　電子控制部分：感應接近開關、機械行程開關，結構緩沖頂位三重控制。由主控制器(控制盒)、集成在減速機上的限位開關、遙控器等組成，并具有可以連接三聯(lián)按鈕或其他控制設備實行開、停、關控制的遠程控制接口。

　　德富威電動欄桿的品種及規(guī)格齊全，能滿足各種環(huán)境與場合的需要，其種類按車流量分標準型和快速型;按方向又有左右之分;按欄桿形狀分有直桿型、曲桿型、折疊桿型和柵欄型。同時用戶還可選配遙控裝置、紅外線檢測保護裝置或地感檢測保護裝置、RFID卡智能停車場管理系統(tǒng)等配置

　　3.3 導航信息屏

　　中英文LED顯示智能導航，安裝在個入口，拐角出，以文字和圖片形式顯示停車的時間，車位使用情況，并推薦車站停車車位和軌跡路線。

　　3.4 車位偵測器

　　紅外感應偵測器安裝在各個車位下方，實時偵測車位控制情況。

　　3.5 數(shù)據(jù)傳輸基站

　　場地覆蓋Wi-Fi AP讀寫器，采用IEEE 802.11 技術，負責數(shù)據(jù)交換和信息回傳。

　　4.系統(tǒng)工作流程

　　4.1 智能停車進出流程圖

　　4.2 智能停車邏輯判斷圖

　4.3 車輛進出流程

　　入場車輛行駛至讀卡區(qū)，系統(tǒng)自動檢測是否有車，如有車，車主將卡片在讀卡范圍內(nèi)輕輕一晃，系統(tǒng)即可感應卡片上的信息，并傳輸至控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)邏輯判斷正確后(如卡片過期或被損壞等則讀卡無反應，且發(fā)出“此卡非法”等語音提示)，讀寫系統(tǒng)向卡上寫入信息，并傳送至管理主機上儲存(在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該進場車輛圖像，同時傳送到電腦上保存)。系統(tǒng)同時發(fā)出“歡迎入場、此卡有效期多久”等語音溫馨提示，中文電子顯示屏則顯示相應中文字幕。單片機發(fā)出開閘指令，道閘自動開啟，車輛進入車場，防砸車檢測器檢測車輛通過，道閘自動回落。

　　出場車輛行駛至工作區(qū)，系統(tǒng)自動檢測是否有車，如有車，車主只需將卡片在讀卡范圍內(nèi)輕輕一晃，系統(tǒng)即可感應卡片上的信息，并傳輸至控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)邏輯判斷正確后(如卡片過期或被損壞等則讀卡無反應，且發(fā)出“此卡非法”等語音提示)，系統(tǒng)向卡片上寫入信息并傳送至管理主機上儲存(在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該出場車輛圖像，同時傳送到電腦上保存)。同時系統(tǒng)調(diào)出該卡入場時所抓拍的圖像，由值班人員根據(jù)兩幅圖像進行對比(如：車牌號碼、車型等)，如一致無誤碼，人工按回車鍵開閘(自動對比系統(tǒng)則由電腦自動對比圖像及號碼，如一致自動開閘放行)。讀卡機發(fā)出“一路順風、此卡有效期多久”等溫馨提示，中文電子顯示屏則顯示相應中文字幕。道閘自動開啟，車輛進入車場，防砸車檢測器檢測車輛通過，道閘自動回落。

　　4.4 臨時車輛進出流程

　　入場臨時車輛行駛至工作區(qū)，由值班人員預制車牌(輸入該車車牌號碼、車型等)并電腦發(fā)卡或由車主自行在讀卡機上的按取卡按鈕取卡，系統(tǒng)讀取卡上信息，經(jīng)邏輯判斷正確后向卡上寫入信息(在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該進場車輛圖像，同時傳送到電腦上保存)，系統(tǒng)同時發(fā)出“歡迎入場”等溫馨提示,中文電子顯示屏則顯示相應中文字幕;此時系統(tǒng)將該記錄傳送至管理電腦，車主取走卡片，道閘自動開啟，車輛進入車場，防砸車檢測器檢測車輛通過，道閘自動回落。

　　出場車輛駛至值班崗亭，車主將卡片交由值班人員在臨時卡計費器上讀卡，系統(tǒng)讀取卡上信息，經(jīng)邏輯判斷正確后向卡片上寫入信息，并傳送至電腦儲存。同時，系統(tǒng)在讀卡瞬間系統(tǒng)抓拍該車輛進場圖像，并傳送到電腦上保存。此時系統(tǒng)調(diào)出該卡入場時所抓拍的圖像，由值班人員根據(jù)兩幅圖像進行對比(如：車牌號碼、車型等)，如一致無誤值班人員根據(jù)電腦上顯示收費相應的費用。系統(tǒng)讀卡機同時發(fā)出“一路順風”等溫馨提示，收費顯示屏則顯示相應收費金額及相關中文字幕。值班人工按回車鍵開閘，道閘開啟，車輛駛離車場，防砸車檢測器檢測車輛通過，道閘自動回落。

　　4.5 特殊車輛進出流程

　　特殊車輛(如軍、警等免費車輛)進出場流程如下：

　　進場：車輛進場時由值班人員按[F8]鍵開閘，系統(tǒng)自動記錄該條信息，道閘自動開啟，車輛進入車場。

　　出場：出場時值班人員按[F9]鍵閘，系統(tǒng)記錄該條信息并與入場信息對比正確后，道閘自動開啟，車輛駛離車場。

　　5.產(chǎn)品功能

　　智能停車場管理系統(tǒng)采用穩(wěn)定成熟的Windows Server 2003操作系統(tǒng)平臺，后臺采用 SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫，安全可靠，維護方便。系統(tǒng)實現(xiàn)實時監(jiān)控到出入口車輛的情況、電動欄桿的狀態(tài)、出卡機有無卡等多種信息。系統(tǒng)采用三層結構，各層組件能單獨更新、替換，使您能在以后的改進中更有效降低成本，簡化管理;同時可將數(shù)據(jù)處理從客戶端轉(zhuǎn)移到應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器上，適應大規(guī)模和復雜的應用需求;具有廣泛的數(shù)據(jù)庫訪問和復制能力;能有效提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力及系統(tǒng)安全性。

　　智能停車場采用先進的C/S模式，軟件界面人性化設計，采用中文界面，只需會簡單的電腦操作而無需專業(yè)計算機知識，針對操作人員稍加培訓即可掌握。停車場系統(tǒng)具有功能強大的數(shù)據(jù)處理功能，可以進行場內(nèi)車輛查詢和打印收費統(tǒng)計報表，并能夠?qū)ν＼噲鰯?shù)據(jù)進行管理。

　　5.1 一卡通管理

　　管理智能卡相關信息，可以內(nèi)含有一整套車輛信息：比如：車牌號、車型、車主信息等，同時RFID開還使用作為的電子錢包，可以做到連鎖停車場的統(tǒng)一收費和脫機中央收費等等。

　　租卡發(fā)卡，車卡配對，一車多卡、一卡多車等。

　　5.2 車輛進出管理

　　通過系統(tǒng)控制閘道，對進出車輛進行開關控制。

　　5.3 收費管理

　　一卡通充值繳費功能。 收費記錄中有應收、實收、補繳金額、收費源(下位機收費還是上位機收費)等項。

　　5.4 統(tǒng)計報表

　　查詢統(tǒng)計日報表、周報表、月報表、年報表等，同時可以將量統(tǒng)計查詢報表帶有柱狀圖或圓餅圖形式顯示，或是到處到Excel表格。

　　5.5 智能導航

　　根據(jù)實時車位空置信息，智能導航車輛泊車。

　　5.6 信息查詢

　　為了使車場管理人員更加有次序的管理車場，管理軟件提供了所有車輛的停車信息查詢功能。查詢方式有四種：車輛 ID、車位號、停車的時間范圍、停車的費用范圍。

　　5.7 系統(tǒng)管理

　　記錄系統(tǒng)所有操作日志記錄，且可以通過Email發(fā)送到指定地方。

　　權限管控，系統(tǒng)可以根據(jù)操作員或是管理員分配不同權限。

　　6.產(chǎn)品優(yōu)勢

　　6.1 先進的車位識別管理技術

　　系統(tǒng)采用先進的車位識別技術，能夠準確識別每個車位空置與否。

　　6.2 友好的功能界面

　　系統(tǒng)采用直觀的停車場平面圖做顯示主頁面，使用者可以直觀感受整個停車場車位使用情況。