物联网智能车位锁的总体设计方案

Posted 2021-12-05 ZhangJiQun.

目录

问题简述

物联网智能车位锁的总体设计方案

物联网智能车位锁

D型车位+车位锁控制系统模块

RFID感应车位锁，物联网云连网控制系统

RFID简介：

配套APP或者小程序

后台软件系统设计

车位引导设计

整体流程：

总结：

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问题简述

停车难已经成为影响城市交通发展的重要瓶颈，现 有 停车位数量不足，车位 资源利用率低，车 位信息不对称，空 闲车位共享难、车位管理水平落后等 因素是 导致停车难 的重要原因。

目前有两种主流解决思路：

一 是建设增加公 共停车位，设计更多占地面积小，停车容量大的立体 公共停车场。

二是打破信 息孤岛，充 分利用已有的各类型的停 车资源。盘活停车位资源，匹 配好车位供需双方之间的资 源、信息等，实现停车位 资源的整合利用，即 通过建立一种 车位共享机制，设 计共享车位锁系统，为 解决停车难问 题提供一种新的思路。

已有很多的研究者给出了停车难的问题不同的解决方 案，多数解决方案集中在通过新一代物联网移动通 信技术，

物联网智能车位锁的总体设计方案

物联网智能车位锁设计方案包括

1. 物联网智能车位锁;
2. 云平台服务器;
3. 配套APP或者小程序;

物联网智能车位锁获取云平台控制信号实现对车位锁的控制，监测车位使用状态信息上传云平台；

云平台服务器存储车位状态、位置、开放时间段、用户使用停车位时间信息以及停车费用的计算等；

配套APP或者小程序：可用于设置车位共享时间段、查询车位、预定车位、遥控开锁以及停车费用支付。

通过手机客户端微信小程序 Ａｐｐ，与 服务器和以单片 机硬件控制为核心的车位锁系统相互连接通信，运 用服务 器上位机实现车位锁共享管理，车位共享预约、共享 车位定 位导航、自动计费及快 捷支付等功能，在 保障安全前提下， 实现车位的共享管理，提 高车位资源的周转率。 为市民开 车出行带来了极大的便利。

物联网智能车位锁

D型车位+车位锁控制系统模块

物联网智能车位锁在传统D型车位锁模型基础上，加装物联网智能车位锁控制系统，以便推广应用于城市私有车位共享。

车位锁控制系统模块组成包括Arduino Uno开发板、SIM900A无线通讯模块、直流减速电机、超声波测距模块、光电限位开关、报警装置、供电模块等组成。

D型车位锁：

 

车位锁控制系统。Arduino Uno控制器：基于ATmega328P的微控制器，是Arduino开源生态中一款主流开发板，具有14个数字IO引脚，6个模拟IO引脚以及USB接口、电源插口、复位按键等，操作使用便捷，可快速上手操作应用于实践。控制器接收云端服务器发送的控制信号及采集超声波测距模块检测的车位使用状态信息，根据共享控制策略实现对车位锁开关的控制，并通过GPRS通讯模块实现与云平台服务器之间的数据传输。

Arduino:阿德伟诺

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（ArduinoIDE）。
具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，你的计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。
Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。对Arduino的编程是通过 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(基于 Processing)来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，它们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。

RFID感应车位锁，物联网云连网控制系统

RFID简介：

无线射频身份识别技术， 简称为RFID。用户配备一个电子标签卡片，当车辆到达车位时，车位锁接收端会自动识别电子标签卡片中发射出的ID号，该车位锁通过信息处理自动下降，车辆此时驶进车位，当车离开时，如果接收不到电子标签卡片发射ID号，该车位锁自动执行上升，可以有效地防止其他车辆占用车位。

自动感应式车位锁可以有效而礼貌地防止其它车辆占用专用车位。当主人车到达车位附近时，车位锁自动下降，车可以停进车位；当主人车离开后，车位锁自动上升，防止其它车辆占用车位。

 

 工作流程图：

 

 

工作原理

当有安装特定车辆标识卡的车辆靠近车位时，车位锁的挡臂自动放下，允许车辆进入；当这辆装有车辆标识卡的车辆离开车位后较远距离时（约40m），车位锁的挡臂升起，以禁止其他车辆进入。

自动开锁上锁

当有安装特定车辆标识卡的车辆靠近车位时，车位锁自动开锁，当这辆车辆离开时（车位锁连续12秒钟收不到有效的车辆标识卡），车位锁自动上锁。

挡臂遇阻返回

当车位锁的挡臂在上升和下降时遇到较大阻力时，挡臂立即停止动作，并返回初始位置，停一段时间后（约几秒钟）再试着继续未完成的动作。下降遇阻时有1s报警声音，上升遇阻时没有声音报警。

扳动报警

当车位锁的挡臂静止不动时，有人外力扳动车位锁的挡臂，车位锁会发出5s的声音警报。然后自动恢复到原来的位置。如果有人故意扳动的次数大于等于6次，车位锁将发出30s的声音警报。并且不再执行恢复动作，以节省电池电量，防止有人故意操作，使电池电量耗尽。

缺电报警

当车位锁的蓄电池电量较低时，车位锁每隔70秒钟就发出一次1秒钟的声音警报。提醒用户及时给电池充电。

车辆检测

车位锁会检测车位上是否有车辆存在，如果有车存在，此时车位锁又收不到车辆标识卡的信号，车位锁的挡臂最多抬起（遇阻就会返回）两次就不会再升起，直至车辆离开车位挡臂才可能会升起。防止信号干扰使车位锁收不到车辆标识卡而频繁升降。

配套APP或者小程序

私有车位拥有者或管理者：根据对车位的使用或管理情况通过APP设置相应的开放共享时段，并可实时查看车位使用及收益情况。

寻找车位者：可通过APP查看当前位置附近或出行目的地车位情况，根据自身需求预定车位，到达目的地后可通过APP打开车位锁，实现快速停车及使用后付费支付。

根据系统功能完整性分析，本系统分为以下四大模块：

（1）用户系统。其中包括用户的注册，登录等基础功能，以及唯一的识别ID，用于关联绑定车位系统及服务论坛的数据。

（2）地图系统。实现用户当前定位的展示，不同地理位置对车位的查找功能，基于LBS的环境地点查询功能，以及在地图上进行相关的标记，录入车位和相关信息等。

（3）车位系统。车位信息既要和用户之间相联系，又要能够与硬件及时交互，以实现用户能够随时查询修改，数据准确无误无延迟的目标。

（4）服务论坛。采用了自建论坛+嵌入App页面中的方式，使用体验与原生系统无差别。

后期优化增加功能注：提供“流畅交互人机界面、多场景使用模式，多渠道支付模式、信用评价与奖励机制”等系列功能，如“预约停车”模式，用户根据个人的出行计划，可提前搜索目的地附近的停车位，进行车位预约。对于超时停车从而影响车位户主个人停车需求的问题，也进行了充分考虑，超过预约时常的时段进行额外高价收费，并记录到相应租户的个人信用数据库中。

 

车位主将车位空闲时间发布在系统中，系统实时存储并更新当前车位信息数据，展示停车人当前定位区域详细的共享车位信息，且可以通过模糊搜索等方式查询目标地区停车位信息。使用软件的用户实名认证，并且构建信用体系，以“以物换物”的方式使车位共享的车位主可以获得其他的资源共享，建立积分和排行榜制度，共享自己的车位次数多的业主获得的积分也相应增多，其获得的优惠以及服务也更多。

积极与汽车服务商展开合作，提供多项汽车服务业务(途虎养车)，如洗车，保险，养车服务等，为广大车友提供一站式汽车服务。打造一个以互联网为载体，包括通讯、移动技术、物联网、大数据等在内的诸多信息技术手段，打破车位服务的区域局限性和时间局限性。提供车友论坛类型网络问答社区服务，营造一个信息交流的环境，吸引对讨论主题感兴趣的用户公开地发表意见、分享经验及交换信息，帮助用户促进交流的同时快速进行相关服务海量比较和筛选，从而满足用户针对性的需求。

后台软件系统设计

车位共享系统的后台信息管理系统由Springboot+SpringMVC+mysql框架开发实现，系统实时监控平台数据情况，并提供智能友好的操作界面。管理员登录后台管理系统，进行系统的日常维护，包括用户数据库管理、车位数据库管理、订单数据库管理以及日常信息通知。

车位引导设计

在地下车库中，增加车位指示灯的引导服务。车位指示灯和车位锁一一对应，悬挂在车库上面，利用红外线检测车位上是否有车。当车位空闲时，指示灯显示绿色，车位有车时，显示红色。同时指示灯采用数字编码器能够显示数字，从而实现停车位的编号，能够让车主更好的找到自己的停的车。采用有线电利用车库就有管道进行线路铺设，信号也通过有线传输，能够将数据传递到服务端。是车位探测器的配套产品，主要起引导司机到空车位停车作用，采用高亮节能型LED发光管，亮度高，功耗低，使用寿命长，外观直径尺寸80mm，高55mm，工作电源为24V直流电，采用半径截面积3*1.0mm的送电线材，电源直接由车库顶层电网供给。

整体流程：

停车车主，录入基本信息（实名认证，车牌）预约下单，设置停车时间（开始计时收费）。到达目的地，通过闸机，（闸机也是物联网设备，预约订单会将车牌自动录入闸机，车辆驶出，删除车辆信息，结束订单打上标签（驶出小区））通过app地图导航，寻找从车位（地库车位或者地面车位，都对车位进行编号）；到达车位手机操作解锁。停车。驶出车位，车闸升起，上传数据，结算订单打上标签（驶出车位）。

总结：

一种基于传统D型车位锁模型和物联网通讯技术用于实现城市私有车位共享的车位锁，构建了城市私有车位共享理念下控制共享策略模型，完成了物联网智能车位锁控制系统的设计与仿真，采用可视化编程的方法实现了APP的开发。

基于高清车牌自动识别技术，并结合RFID射频识别技术，实现车辆的远距离、高精度快速识别。每部车辆出入场有据可循，系统自动区分车辆类别，精确计费。通过合理的车道逻辑与高效的管理方式，减少人工成本，增加停车收益。