基于北斗时空的智慧停车管理系统的研究

    杨成勇 李德英 袁练 李政 尹颖 林杨创

    

    摘要：云智慧停车场是将车库网络化，运用云数据分析推送到APP客户端进行合理有效的信息处理，对附近停车场位置，根据距离、交通等状况推荐最优停车场，并提供精准的交通路线。依托北斗定位、5G通信，实现低延迟、零误差的实时管控与智能信息服务，实现人、车、库三位一体的车联网数字生态。

    关键词：车联网;停车场;智慧

    Abstract：Cloud intelligent parking lot is to network the garage，use cloud data analysis and push it to app client for reasonable and effective information processing，recommend the optimal parking lot according to the distance，traffic and other conditions of the nearby parking lot，and provide accurate traffic routes.Relying on Beidou Positioning and 5g communication，it can realize real-time control and intelligent information service with low delay and zero error，and realize the digital ecology of the Internet of vehicles integrating people，vehicles and warehouses.

    Key words：Internet of vehicles;parking lot;Wisdom

    当代人们的生活水平逐渐提高，小汽车数量也随之增多，停车设施供给不足，城市空间也越来越小。停车位和小汽车数量的比例日渐失调，人们对于便捷停车服务的需求越来越急迫，解决城市交通堵塞和停车困难的问题，已成為影响和制约城市建设和经济发展的一个重要因素。停车困难问题对于车主来说，无法提前获知目的地周边的停车场分布情况、车位空闲状态及车位具体位置、停车收费与服务等信息，导致车主盲目驾车寻找停车位，既浪费时间，又耗燃油。因此运用北斗实时定位与三维云数据技术构建智慧停车系统有着强烈的现实意义。

    1 总体方案介绍

    用户通过“智能停车”APP快速搜索周围停车场，系统根据停车场距离、所余车位情况、路况推荐车主最优停车场及其路线，从而解决车主“车位难找”的问题。同时可以搜寻各停车场的收费情况，使停车场收费情况更为透明化，并可提前对目的停车场车位进行预约，从而保证用户来到目的地可迅速停车。面对停车场大型化和立体化的趋势，用户可根据“智能停车”APP上提示迅速找到车停位置，从而解决车主在停车场“车难寻”这一问题。通过大数据与智能预测正确引导车主快速进行停车，在一定程度上缓解了交通压力。

    2 技术实现与方案规划

    用户通过移动“智能停车”APP平台实现对停车场分布地点的定位，并根据用户需要选择停车场进行路线导航规划，指引客户前往目的停车场。平台通过调用在线地图、实时景况、停车场结构为客户提供一条通往停车场的最优路线，以防客户迷路，从而引导车辆至正确停放位置，并保存驶入数据。系统给每一个停车区域一个地址代码，然后再给停车场每一个车位一个序列号，如AS001，AS作为停车场代号，001作为停车场第一个序列号。每一个停车位设有一台扫描记录仪，用户前往APP平台预约到的车位号，记录仪对车牌进行读取，如符合系统预约，则打开闸栏，同时系统记录信息，此车位已占用，直至车辆驶离，光电传感发出信息，平台刷新空车位。车主根据APP提供停车场区域分布和通往车位的路线信息，快速找找停车位。针对停车场结构复杂，当用户下车后，发现找不到车。特设定此功能，根据扫描记录仪和用户平台使用记录，根据车位序列号，进行车位GPS定位、平台指示、停车场现场标示，从而精准找到自己的爱车。采用在线支付方式，与微信、支付宝、网银平台软件绑定付款。用户起先要付保证金，根据用户需要，可使用在线付款或驶离出口时现金付款。在线支付是根据车主所停时间和停车场收费为基础的一种收费模式，车主在将驶离停车场时，车主通过“智能停车”APP平台对本次停车产生费用进行支付，平台随即将信息传递给该停车场系统，车子驶离停车场，记录仪进行扫描，符合要求，拉开车闸。

    车库数字管理系统效果图

    3 智能停车系统的用户APP功能端要求

    用户登录界面：用户根据已注册好的账户进行登录，同时也可通过QQ、微信绑定本人信息进行登录。用户注册界面：先对用户注册进行手机认证，通过手机认证再进行下一步的实名信息填写，确定准确，通过验证。这样在一定程度上保证平台的安全性。主界面：用户开启定位，根据用户所处位置对周围信息进行刷新。主界面主要是对本APP功能起一个导向作用，让用户能简单便捷的进行操作。同时，在本页面设有一个广告栏和智能搜索，广告栏主要是进行出租，智能搜索是让车主快速找到自己想要的停车场。附近停车场界面：将地图、停车场信息相结合，用户通过GPS对自己地理位置进行定位，明确知道周边停车场的位置。同时，此界面会根据用户与停车场的距离、路况选择一条最优道路，并提供精准的导航。停车场信息、预定界面：平台通过与停车场信息共享，清晰的让用户了解该停车场的所余车位以及收费信息和相隔距离。寻车界面：帮助用户快速寻找自己所停车辆，根据所停位置的区域代码和序列号平台信息记录和GPS定位，精准找到车停位置。并通过方向和距离快速引导车主找到车停位置。线上支付：主要是提供用户一个快捷支付的平台，此项主要顺应大众的付款方式从而便捷用户。评价页面：用户可以根据别人的评价对该停车场服务、设施设备进行一定的了解，有助于用户对于停车场的选择。

    4 车库智能管理系统的实现

    车库管控系统主要由阀门控制、车辆检测、进库计数、数据上传完成，即主要由现场控制层PLC和集散管理DCS系统形成系统的中央管理系统。车辆进入时，被进车口入检传感器检测到，传感器产生一个脉冲，作为控制器的增计数信号;出库车辆离开时，被出车口出检传感器检测到，传感器产生一个脉冲，作为控制器的减计数信号。这两个传感器作为系统增减计数的信号控制源，并驱动控制器程序进行系统功能实现。在出入车辆变化时，控制器根据测控信号实现数码管的计数，并精确显示库内所余停车位。系统采用红外传感器作为增减计数信号，同时设计一个按钮作为系统调零清空信号;采取现场状态控制加远程组态终端控制组成的双重多功能控制。本系统设计了两种不同的状态显示，分别是车位状态显示和车库车辆状态显示，具体根据实际需要进行选择。数字化管理的实现是运用数据采集与监视SCADA系统实现，即将分散的停车场通过空间网络技术连接，形成分布式规划，集中管理。

    5 方案創新点与项目特色

    采用无线技术来接收在停车场复杂环境下每一停车位的状况，后由无线网收集传送该信息，经网关内部的GSM模块将信息送至PC端云数据平台处理。云数据平台包括数据采集端、数据中心和数据显示终端。数据采集端采集本地停车场中空停车位数据信息，实时上传给数据中心，数据中心利用大数据分析方法比对数据，分析停车场停车数据信息，数据显示终端通过网络或地图工具将各个停车场实时情况进行显示。同时通过北斗构建实时时空网，全时域地域进行全面定点规划。以5G作为车联网的媒介，构建实时连接数据共享的车联网生态圈，通过生态圈保证人、车、车库多点合一。

    6 总结展望

    各种技术的融合使得人们的生活越来越舒适与科技化，一个个停车场在经过大数据、智能控制、物联网技术的改造下变得智慧与科技。智慧车库与智能停车本质上是车联网的具体体现，是车的网络化、信息化，也是网络与车的融合。在车联网的世界里，无数的数字跃动着，它们被系统智能地规划和分配，在那里，没有时间与空间的隔阂，只有逻辑的推理与无穷无尽的科技演绎。

    参考文献：

    [1]李德英.电气控制与PLC[M].同济大学出版社，2016：10-31，42.

    [2]黄风.工业机器人与自控系统的集成应用[M].北京：化学工业出版社，2017：50-82.

    [3]黄丽娟，袁练.5G时代下的手机可视化组态系统的研究与探索[J].电子世界，2020（4）：41-42.

    [4]袁练.基于北斗通信系统的PLC远程状态监控的探索[J].电子世界，2019（9）：75-76.

    [5]袁练.基于互联网与手机组态技术的PLC远程监控系统的研究[J].现代信息科技，2019，3（9）：150-152.