基于RFID的智能停车场标准管理专业系统设计.doc

基于RFID 智能停车场管理系统设计1引言随着中华人民共和国经济迅猛发展，都市汽车拥有量不断增长，汽车在给人们带来交通快捷以便同步，由于停车管理不善等问题也给人们带来了诸多不便。为满足人们生活和工作环境更科学、更规范规定，管理高效、安全合理、快捷以便智能停车场管理系统己成为许多大型综合性建筑物和居民社区必备配套设施。地处繁华地带许多高档公寓、大型娱乐场合、宾馆、办公楼、球场等停放汽车较多，车流量大，为了保证车辆安全和交通以便，迫切需要采用自动化限度高、以便快捷停车场自动管理系统，提高停车场管理水平。停车场是都市交通基本设施重要构成某些，停车场与普通商品不同，具备三个特点：一是不可存储性，体当前非高峰时段容量过剩，高峰时段容量局限性；二是不可运送性，体当前无法实行空间上调节，如不能把边沿地区停车场剩余容量输送到中心城区去；三是作为社会资源有限性，从常识角度来讲，一辆车至少要占用一种停车位，停车位总需求是刚性。本文提出一种基于RFID 智能停车场管理系统设计。2射频辨认技术简介射频辨认技术（RFID）是从20 世纪80 年代起走向成熟一种自动辨认方式。它具备诸多突出长处：RFID 技术不需要人工干预，不需要直接接触、不需要光学可视即可完毕信息输入和解决，可工作于各种恶劣环境，可辨认高速运动物体并可同步辨认各种标签，操作快捷以便，实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命长，机具无直接对最后顾客开放物理接口，能更好地保证机具安全性；数据安全性能高，除标签密码保护外，读写器和标签之间也可互相认证，实现安全通信和存储等。2.1 RFID 系统构成射频辨认系统由电子标签、读写器、计算机通信网络三某些构成，如图 1 所示。图 1 射频辨认系统构造框图(1)电子标签电子标签存储着需要被辨认物品（物体）有关信息，普通被放置在需要辨认物品（物体）上，它所存储信息普通可被射频读写器通过非接触方式读/写获取。(2)读写器读写器是可以运用射频技术读/写电子标签信息设备。读写器读出标签信息可以通过计算机以及网络系统进行管理和信息传播。(3)计算机通信网络在射频辨认系统中，计算机通信网络通惯用于对数据进行管理，完毕通信传播功能。读写器可以通过原则接口与计算机通信网络连接，以便实现通信和数据传播功能。2.2 RFID 系统基本模型射频辨认系统基本模型如图 2 所示。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号空间（无接触）耦合；在耦合通道内，依照时序关系，实现能量传递和数据互换。图2 射频辨认系统基本模型图2.3 RFID 系统基本工作流程射频辨认系统基本工作流程如下：(1)读写器将无线电载波信号通过发射天线向外发射；(2)当电子标签进入发射天线工作区时，电子标签被激活，将自身信息代码经天线发射出去；(3)系统接受天线接受电子标签发出载波信号，经天线调节器传播给读写器。读写器对接受到信号进行解调解码，送往后台电脑控制器；(4)电脑控制器依照逻辑运算判断标签合法性，针对不同设定做出相应解决和控制，发出指令信号控制执行机构动作；(5)执行机构按照电脑指令动作；(6)通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，可以依照不同软件来完毕要实现功能。3智能停车场管理系统设计3.1 智能停车场与老式停车场比较老式停车场管理系统重点均放在计费、收费管理功能上，关注是各个车辆进出时间以便于收费，而在停车场安全性、运营效率和针对顾客人性化规定方而考虑得较少。针对当前现状，咱们提出了智能停车场管理系统，以实现车辆自动辨认和信息化管理，提高车辆通行效率和安全性，并记录车辆出入数据，以便管理人员进行调度，以减轻管理人员劳动强度，从而提高工作效率。该停车场管理系统既保存了老式停车场管理系统所有功能，又以原有收费介质为依托，对管理介质进行了改进。当车辆进入停车场时，系统自动摄取车辆图像，经计算机解决后得到车辆型号信息、车辆牌照信息、车辆颜色信息，并将这些信息与顾客卡唯一相应起来一同存入数据库中。当车辆驶离停车场时，顾客卡、车牌号码或车辆图像等有关指标匹配后才干放行。本系统采用“一车一卡一位”管理模式，即从车辆进入停车场始终到车辆驶离停车场，与这辆车有关所有数据均与卡ID 号唯一有关，通过这个唯一ID 号，咱们可以将诸如顾客信息、车辆型号信息、车辆牌照信息、车辆颜色信息、车辆图像、车辆进出场时间、停车时长、指定停车位编号、泊车途径、应缴费用等信息在数据库中统一起来，便于查询和存储。这样便使收费管理、泊车引导和车辆辨认安全监控子系统数据信息建立在同一种数据平台上，从而将各子系统有效集成为一种统一停车场智能管理系统。3.2 智能停车场系统工作流程射频辨认系统有着其她辨认系统无法比拟优势，再加上射频辨认系统中数据载体防污、防磨损性能较好，这有助于提高载体重复使用率，增长其使用寿命，减少使用成本，因而智能停车场管理系统咱们采用射频辨认系统。图3 所示为智能停车场管理系统示意图：停车场管理系统运营过程是以顾客停车取车过程为基本，停车场工作流程也始终以顾客车辆进出停车场流程为中心。停车场顾客普通分为暂时顾客和固定顾客两大类。当车辆驶入/出停车场天线通信区时， 天线以微波通讯方式与车载射频卡进行双向数据互换，从射频卡上读取车辆有关信息，自动辨认射频卡并判断车卡与否有效和合法性，车道控制电脑显示与该射频卡一一相应车牌号码及驾驶员等资料信息；车道控制电脑自动将通过时间、车辆和驾驶员关于信息存入数据库中，车道控制电脑依照独到数据进行判断来做出放行或禁止决策。(1) 暂时顾客暂时顾客是指暂时使用停车场停车顾客，此类顾客停车行为普通具备暂时性，随机性，使用频次低特性。暂时顾客潜在数量庞大且身份不拟定。(2) 固定顾客固定顾客是指长期固定使用停车场停车顾客，此类顾客停车行为普通具备长期性、规律性、使用频次高特性。固定顾客普通是停车场附近单位工作人员或生活区住户，数量在一定期间内是拟定。针对停车场顾客普通分为暂时顾客和固定顾客实际状况，系统出/入场流程也分为暂时顾客和固定顾客两种状况。图3 智能停车场管理系统示意图3.2.1. 暂时车辆入场工作流程暂时车辆进入停车场时，设在车道下车辆感应线圈检测到车辆到来。将有车信号传送给入口控制器，入口控制器获取车辆到来信号后，向有关设备发出指令，启动摄像系统和车辆辨认系统。经计算机对图像进行解决后，记录车辆牌照信息、颜色信息、车型信息等。语音提示设备提示顾客按动取卡按钮，入口控制器检测到取卡信号后，通过串口给发卡机发送发卡命令。发卡机接到命令后，发出一张暂时顾客卡，刚才系统所获取信息即与此卡ID 号相应起来。同步语音提示器提示顾客取走暂时卡。如果顾客在规定期间内不取卡，发卡机将自动吞回顾客卡，入口控制器取消本次入场操作。顾客取走卡后，发卡机发出顾客已取走卡信号给入口控制器，入口控制器抬起栏杆，顾客驾车驶入停车场。入口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号浮现“有车无车”变化后，才自动将栏杆放下，以杜绝砸车事件发生。入口控制器接受到入口栏杆浮现“抬杆落杆”动作后，确认本次入场过程已经完毕。3.2.2.长期卡车辆入场工作流程当持长期卡顾客车辆进入入口读卡器感应范畴时，读卡器即与射频卡之间建立起信息互换系统，射频卡向读卡器发送卡信息，读卡器判断射频卡合法性和时间有效性，如有效则获取射频卡ID 号，并将其上送至数据解决中心。同步，摄像系统和车辆辨认系统将启动。摄入车辆图像，经车辆辨认系统分析后，获得牌照信息、颜色信息、车型信息等；数据解决中心依照读卡器上传ID 号，查询数据库中与此ID 号有关车辆信息，并与刚才实时获取信息进行比对，若不符合则回绝放行，同步给出告警信息和出错提示信息。此外，数据解决中心还会检查此固定卡与否过期。若符合条件，则给入口控制器一种有效信号，抬起栏杆，顾客驾车驶入停车场。入口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号浮现“有车无车”变化后，将栏杆放下。入口控制器接受到入口栏杆浮现“抬杆落杆”动作后，确认本次入场过程已经完毕。山于长期卡与读卡器信息互换距离在从十几米到数十米，并且都是在空间里完毕，时间花销短，因此当车辆到达入口时，电动栏杆已经抬起，这样便实现了固定顾客不断车操作。车辆入场工作流程如图4 所示：图4 车辆入场工作流程3.2.3. 暂时车辆出场工作流程顾客驾驶车辆进入停车场离场通道，停在出口处，车辆检测器检测到有车后，向出口控制器发出有车信号。摄像系统和车辆辨认系统启动，摄入车辆图像，经车辆辨认系统分析后，获得牌照信息、颜色信息、车型信息等；顾客将入场时获得顾客卡交给管理人员，管理人员通过出口读卡机读取顾客卡ID 信息，并将顾客卡收回循环使用。数据中心通过检索数据库中相应ID 号，获得该顾客卡类型(暂时卡)、入场时间，并查询数据库中与此ID 号有关车辆信息，与刚才实时获取信息进行比对，若不符合则回绝放行，并给出告警信息和出错提示信息。若符合，数据中心依照车辆在场内停留时间和计费费率，计算出顾客应缴费额，同步显示在金额显示屏屏幕上，语音提示设备提示顾客应缴纳金额，顾客交纳相应费用后，管理人员将通过出场控制器打开出口电动栏杆，顾客驾车驶出停车场。出口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号浮现“有车无车”变化后，自动将栏杆放下。计算机接受到出口栏杆浮现“抬杆落杆”动作后，确认本次出场过程已经完毕，将先前获得顾客卡号、入场时间、出场时间保存到相应数据库中备查，完毕一次出场过程。3.2.4.长期卡车辆出场工作流程持长期卡顾客车辆到达停车场出口时，读卡器获取该卡信息，将信息上送到数据解决中心，启动车辆图像辨认系统，判断顾客卡有效性和密码，并将数据中心查询到信息与此ID 号有关车辆信息与车辆辨认系统获取信息进行比对，如果符合，则给出口控制器一种有效信号，由出口控制器控制抬起出口电动栏杆，顾客驾车离开停车场，完毕一次出场过程。车辆出场工作流程如图5 所示：图5 车辆出场工作流程3.3 智能停车场管理系统设计由系统功能需求分析就可以拟定系统外部实体，依照系统功能和系统外部实体，咱们就可以从总体上对停车场管理系统进行设计。智能停车场管理系统设计如图6 所示：图6 智能停车场管理系统四、车位引导子系统原理通过安装在每个车位上方超声波车位探测器，实时采集停车场各个车位车辆信息。连接探测器节点控制器会按照轮询方式，对所连接各个探测器信息进行收集，并按照一定规则将数据压缩编码后反馈给中央控制器，由中央控制器完毕数据解决，并将解决后车位数据发送到停车场各个LED批示屏进行空车位信息显示，从而实现引导车辆进入空余车位功能。系统同步将数据传送给计算机，由计算机将数据存储到数据库服务器，顾客可通过计算机终端查询停车场实时车位信息及车场年、月、日记录数据。功能原理图（无线通讯）1、车位引导子系统构成超声波车位探测器安装在每个车位正上方，采用超声波测距工作原理采集停车场实时车位数集，并将采集信息通过RS-485通讯反馈到车位显示灯及节点控制器。工作电压DC 24V工作电流10mA通讯方式RS485、TCP/IP检测距离0.13.5m通讯距离1000m通讯速率9600bps工作温度-2080批示灯安装在每个车位前方，用于显示当前车位状态。当批示灯为绿色时，表达车位为空车位；当批示灯为红色时，表达车位上有车辆停泊。工作电压DC5V工作电流20MALED灯珠数6红 6绿外壳材料ABS工作温度-50+80可视角度360可视距离50m节点控制器节点控制器是超声波车位探测系统中间层，用于对超声波探测器进行分组管理，循环检测所辖探测器信息，并将关于信息传到中央控制器。一种节点控制器可以控制40-64个车位探测器。工作电压DC 24V通讯距离1200m通讯方式RS485、TCP/IP、Wifi容量40-60个工作温度-20+80中央控制器（普通版）中央控制器是整个系统核心，重要用于负责整个停车场车位信息采集与数据解决，并将解决成果反馈到LED引导屏进行车位信息显示。一种中央控制器最多可以控制64个节点控制器。工作电压DC 5V通讯方式RS485、TCP/IP通讯距离1000m工作温度-20+80中央控制器（高档版）可选高档版中央控制器内置B/S架构车位引导系统软件，可以直接储存车场数据，并可在任意电脑终端通过WEB页面进行查询及下载。工作电压DC 5V通讯方式RS485、TCP/IP通讯距离1000m工作温度-20+80无线MESH设备无单点故障 迅速组网、灵活组网 高性能和非视距传播 高速移动支持 与既有网络融合工作电压通讯方式通讯距离工作温度室内LED引导屏接受中央控制器车位信息，用数字和文字形式实时显示所连接区域当前空闲车位数量，可24小时全天候使用。内部程序还可以依照顾客规定随时修改，显示顾客需要其她信息工作电压DC 5V通讯方式RS485、TCP/IP、Wifi辉度300cd/m2单字尺寸122x122mm每字像素16x16户外LED引导屏户外LED显示屏由高亮度户外LED模块、驱动电路、控制电路、支架等某些构成。它接受中央控制器车位记录信息，用数字和文字形式实时显示当前停车场空闲车位数量，可24小时全天候使用。内部程序还可以依照顾客规定随时修改，显示顾客需要其他信息。工作电压DC 5V通讯方式RS485、TCP/IP、Wifi辉度500cd/m2单字尺寸122x122mm每字像素16x16停车引导系统管理软件软件中嵌入了车位电子地图，可以直观地实时反映停车场车位使用状况，操作员可直接依照电子地图来监控车场状况，对于错停车位车辆，支持手动改写其停车位，以调节车位实占状况。硬件规定CPU：P4 3.0Memory：512MHD：80G开发工具DELPHI数据库支持SQL SERVER/Access2、系统产品配备表序号设备名称单位数量定义备 注1车位引导管理软件套1原则版2中央控制器台1一种中央控制器管理最多64个区域控制器3节点控制器台车位数/40一种节点控制器控制40个左右超声波车位探测器4MESH台一种MESH设备连接一种节点控制器7LED引导屏块依照实际状况依照实际车场状况拟定详细数量8超声波车位探测器只车位数每个车位正上方装一种9LED车位批示灯只车位数每个车位装一种10电脑台1范例：项目名称：台湾桃园机场车位数量：2,030个 序号设备名称单位数量定义1车位引导管理软件套12中央控制器台13节点控制器台567LED引导屏块依照实际状况8超声波车位探测器只20309LED车位批示灯只203010电脑台14总结本系统通过与老式停车场对比，智能停车场管理系统既保存了老式停车场功能，又以原有收费介质为依托，对管理介质进行了改进，选定射频卡作为智能停车场管理介质。通过需求分析，明确了智能停车场管理系统所要具备功能，进而提出了智能停车场管理系统构造设计图。针对停车场顾客群体，分别分析和设计了暂时顾客和固定顾客出入场工作流程，实现固定顾客不断车出入停车场。从而实现车辆自动辨认和信息化管理，提高车辆通行效率和安全性，提高工作效率。