物联网技术下的智能停车系统研发
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摘要：本文提出了一种基于物联网技术的智能停车系统解决方案。采用CC2530芯片组建ZigBee网络，由协调器负责将停车位信息通过窄带物联网上传到云服务器，实时更新停车位状态，通过Android设备可以快捷方便找到空闲的车位。本文给出了系统设计的总体框架，为智能停车场的实施推广提供了参考。
关键词：物联网；ZigBee；窄带物联网；云服务器
1概述
随着社会的发展，拥有车辆的家庭越来越多，人们在外出工作或购物时寻找空闲的停车位很不方便。如今生活节奏飞快，方便快捷的停车非常重要。国内现有的停车场大部分只是简单的做到了停车和收费的功能，无法具体管理到每一个停车位，这就会导致用户进入停车场后无法快速找到空闲的停车位，或者寻找空的停车位耗时很久。本文通过物联网传感器技术、无线通信技术，智能化管理到每一个停车位，用户可以实时查看到每个停车位的空闲情况，极大的方便了停车场的管理和用户停车。并且开发和部署成本低，具有较高的普及意义。物联网是指通过信息传感设备如GPRS、射频识别（RFID）等，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。CC2530是用于ZigBee应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案,它能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点。窄带物联网(NB-IoT)是物联网(IoT)领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。本文通过ZigBee组网技术将停车场所有车位连接在一起，并通过NB-IoT将车位信息传送到云服务器，从而动态管理停车场车位，为停车场的智能化管理提供了强有力的支撑。
2系统总体设计
智能停车系统的整体设计基于深度采集客户需求，遵从安全、可靠、稳定、简便、可扩展的原则。主要包括信号采集层、网络层、云服务层、应用软件层四个层次，系统总体框架设计如下图1所示。
2.1车位状态采集层
车位信息采集层使用CC2530单片机和超声波测距传感器采集车位信息。超声波发射器向上发射超声波并开始计时，超声波在空气中传播碰到障碍物就会立即返回，当超声波接收器接收到反射波就会停止计时。通过时间计算距离就可以判断车位上是否有车辆停放，算法流程图如图2所示。
2.2网络层
每个停车位就是一个节点，通过Zigbee将多个车位节点组网连接到CC2530协调器。在CC2530上使用NB-IoT模块，将停车位信息（停车位编码，停车状态）发送到云平台。
2.3云服务层
云服务是一种简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的计算服务。智能停车场系统在云服务器上以WebService形式分布式部署服务，统一为用户提供信息服务。应用软件层下各个子系统之间共享数据库中心，将分散的信息统一存储。
2.4应用软件层
智能停车场系统要重视用户的使用体验，让用户置身于一个智能、灵敏、方便快捷的使用环境中。响应要快速及时，提供的信息必须准确、智慧，即所有的信息要经过分析处理和融合，提供给用户更有用的信息。
3系统功能设计
智能停车系统包含后台管理系统、收费系统和手机APP客户端三个子系统，这些子系统是相辅相成、紧密联系的，总体应用框架如图3所示。
3.1后台管理系统
主要包括停车场管理、车位管理、权限管理。在后台管理系统中，还可以根据时间对所有订单进行统计分析，提供决策依据。
3.2收费系统
当车辆驶入停车场后，通过车牌识别车辆，并开始计时，当车辆驶出停车场时，计算停车时间和停车费用，用户可以扫码缴费。
3.3手机APP客户端
用户通过APP客户端查看附近的停车场和停车位信息，选择有空闲停车位的停车场，通过手机地图导航快速到达目标地，找到空闲的停车位。用户还可以通过APP客户端绑定车辆信息和线上缴费，极大的减少了出入停车场的时间。
4结论
停车难问题是人们生活中的一个痛点，随着科学技术的发展，各类停车场系统应运而生，但目前大部分停车场系统没有共享信息，很难从根本上解决停车难题。本文提出的基于物联网的智能停车场系统，具有比较强的扩展性，硬件成本低、性价比高。人们通过APP可以实时查看附近的停车场，精确到停车位的信息，节约了时间成本，提高了效率，具有较强的社会推广和应用价值，为停车场系统的设计和开发提供了参考依据。
参考文献
[1]陶冶，殷振华.物联网在工业中的应用[J].科学之友，2010（12）：1-2.
[2]麦军，邓巧茵，万智萍.基于CC2530的ZigBee无线组网温度监控系统的设计[J].电子设计工程，2015（11）.
[3]谭方勇，王明宇，藏燕翔.基于NB-IoT的智能停车管理系统的设计[J].苏州职业大学学报，2020（12）.
作者：周建林 倪峰 单位：江阴职业技术学院
