物聯網技術下的智能停車系統研發
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摘要：本文提出了一種基于物聯網技術的智能停車系統解決方案。采用CC2530芯片組建ZigBee網絡，由協調器負責將停車位信息通過窄帶物聯網上傳到云服務器，實時更新停車位狀態，通過Android設備可以快捷方便找到空閑的車位。本文給出了系統設計的總體框架，為智能停車場的實施推廣提供了參考。
關鍵詞：物聯網；ZigBee；窄帶物聯網；云服務器
1概述
隨著社會的發展，擁有車輛的家庭越來越多，人們在外出工作或購物時尋找空閑的停車位很不方便。如今生活節奏飛快，方便快捷的停車非常重要。國內現有的停車場大部分只是簡單的做到了停車和收費的功能，無法具體管理到每一個停車位，這就會導致用戶進入停車場后無法快速找到空閑的停車位，或者尋找空的停車位耗時很久。本文通過物聯網傳感器技術、無線通信技術，智能化管理到每一個停車位，用戶可以實時查看到每個停車位的空閑情況，極大的方便了停車場的管理和用戶停車。并且開發和部署成本低，具有較高的普及意義。物聯網是指通過信息傳感設備如GPRS、射頻識別（RFID）等，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。CC2530是用于ZigBee應用的一個真正的片上系統（SoC）解決方案,它能夠以非常低的總材料成本建立強大的網絡節點。窄帶物聯網(NB-IoT)是物聯網(IoT)領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。本文通過ZigBee組網技術將停車場所有車位連接在一起，并通過NB-IoT將車位信息傳送到云服務器，從而動態管理停車場車位，為停車場的智能化管理提供了強有力的支撐。
2系統總體設計
智能停車系統的整體設計基于深度采集客戶需求，遵從安全、可靠、穩定、簡便、可擴展的原則。主要包括信號采集層、網絡層、云服務層、應用軟件層四個層次，系統總體框架設計如下圖1所示。
2.1車位狀態采集層
車位信息采集層使用CC2530單片機和超聲波測距傳感器采集車位信息。超聲波發射器向上發射超聲波并開始計時，超聲波在空氣中傳播碰到障礙物就會立即返回，當超聲波接收器接收到反射波就會停止計時。通過時間計算距離就可以判斷車位上是否有車輛停放，算法流程圖如圖2所示。
2.2網絡層
每個停車位就是一個節點，通過Zigbee將多個車位節點組網連接到CC2530協調器。在CC2530上使用NB-IoT模塊，將停車位信息（停車位編碼，停車狀態）發送到云平臺。
2.3云服務層
云服務是一種簡單高效、安全可靠、處理能力可彈性伸縮的計算服務。智能停車場系統在云服務器上以WebService形式分布式部署服務，統一為用戶提供信息服務。應用軟件層下各個子系統之間共享數據庫中心，將分散的信息統一存儲。
2.4應用軟件層
智能停車場系統要重視用戶的使用體驗，讓用戶置身于一個智能、靈敏、方便快捷的使用環境中。響應要快速及時，提供的信息必須準確、智慧，即所有的信息要經過分析處理和融合，提供給用戶更有用的信息。
3系統功能設計
智能停車系統包含后臺管理系統、收費系統和手機APP客戶端三個子系統，這些子系統是相輔相成、緊密聯系的，總體應用框架如圖3所示。
3.1后臺管理系統
主要包括停車場管理、車位管理、權限管理。在后臺管理系統中，還可以根據時間對所有訂單進行統計分析，提供決策依據。
3.2收費系統
當車輛駛入停車場后，通過車牌識別車輛，并開始計時，當車輛駛出停車場時，計算停車時間和停車費用，用戶可以掃碼繳費。
3.3手機APP客戶端
用戶通過APP客戶端查看附近的停車場和停車位信息，選擇有空閑停車位的停車場，通過手機地圖導航快速到達目標地，找到空閑的停車位。用戶還可以通過APP客戶端綁定車輛信息和線上繳費，極大的減少了出入停車場的時間。
4結論
停車難問題是人們生活中的一個痛點，隨著科學技術的發展，各類停車場系統應運而生，但目前大部分停車場系統沒有共享信息，很難從根本上解決停車難題。本文提出的基于物聯網的智能停車場系統，具有比較強的擴展性，硬件成本低、性價比高。人們通過APP可以實時查看附近的停車場，精確到停車位的信息，節約了時間成本，提高了效率，具有較強的社會推廣和應用價值，為停車場系統的設計和開發提供了參考依據。
參考文獻
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作者：周建林 倪峰 單位：江陰職業技術學院
