基于物联网及云计算平台的智能停车系统的设计

基于物联网及云计算平台的智能停车系统的设计

戎立民

身份证号： 37148219841121**** 山东济南

摘要：随着科技的不断发展，人民生活水平不断提高，我国中小城市私家车数量剧增。在停车位一位难求的现实需求下，本文基于互联网及物联网以及传感系统，研究探讨停车智能管理的解决方案。旨在缓解停车场信息共享困难，减少用户寻找停车位的成本，使停车过程更加智能化和自动化，设计智能停车系统总体结构。通过Zigbee的无线传感网络，实现基础数据的采集和传输，然后利用上位机实现通信，借助云平台和客户端实现智能停车系统的信息存储和交换。该研究对于实现停车智能管理系统的设计，完成物联网技术在实际生活中的应用具有重要意义。

关键词：物联网；云计算平台；智能停车系统；设计； 引言

我国汽车保有量持续、快速增长，截止2019年，全国汽车保有量已超过2亿辆，并且以年增长率10%的速度激增；然而停车位、停车智能化等设施建设却严重滞后，据测算，目前全国停车位缺口达到1亿个，公共停车位紧缺、停车系统信息化建设落后带来的交通拥堵、停车不便等已经成为社会难题。

1物联网以及物联网智能停车系统

1.1概述

物联网就是万物互联的互联网络，以互联网作为基础核心，将各种智能设备进行有机结合，能够拓展物联网的发展方向。通过利用物联网技术可以确保物体与物体之间可以实现相互传递，进而实现将物体互相连接。在当前时代中，物联网系统应利用智能化技术，对不同时间、地点的设备进行快速的智能感知，如感应系统、映射识别系统等，提高物品的利用效率。在物联网识别技术普遍的同时，通过将智能停车系统与网络识别技术相结合，可以对停车场内部的车辆信息进行快速的抓拍，读取车辆信息，用户不需要刷卡取卡就可以。进入停车场内，根据向导指示来快速的找到空的停车位，同时物联网智能停车系统还具有反向寻车功能，用户只需要根据自己的车牌号就能够快速的在停车场中显示自己车辆的所处位置，还可以直接利用移动支付二维码扫描支付等不同的缴费方式进行在线缴费，极大的节省停车的时间。

1.2物联网智能停车场的优势

物联网智能停车场最主要的就是通过物联网技术对车辆信息进行实时监控，帮助用户能够快速准确的寻找到最佳的停车位，通过这样的方法可以进一步提高停车场的停车效率，解决停车困难的问题，同时可以有效降低停车场运营造价，避免出现停车场经营效率不理想的情况。通过智能物联网停车管理系统可以有效解决重点区域交通堵塞的情况，方便快捷，根据物联网智能停车场的智能性，可以对车牌信息进行准确的识别，为车主制定独立的车辆信息管理系统，有效提高车辆停车场管理的水平。在私家车位中应用物联网技术，可以有效降低缴纳费用，避免造成资源浪费，提高车辆的整体利用效率，也能够提高公共停车位的利用水平，在停车场管理系统升级改造时，可以促进智能停车行业的广泛发展。 2国内停车场现状与用户需求

近十几年来，欧美一些发达国家相继在智能停车领域开展了基于物联网的应用示范研究，实现了车辆停放精确化、空间资源利用高效化、车辆与车位信息共享化。在国内，城市，尤其是中小城市停车场和停车位非常有限，与日益增长的停车需求相比还有较大的差距，而且随着居民生活水平的提高和汽车工业的高速发展，形势还会更加严峻。而因为缺乏有效的手段解决停车问题，车主难以高效地发现有效停车地点，导致交通拥堵的同时还对环境造成污染，同时也增加停车人的时间成本。本文设计的停车系统能够实现不同停车场之间的信息互连，并有效定位至最近的有效停车地点，并且提交数据至云平台，锁定停车地点，预订车位。该系统可以大大提高工作人员的工作效率，有效利用空闲停车地点，节约车主的时间，实现信息共享。该智能停车系统主要包含三类用户，分别是：车主、停车场管理人员和公共交通管理部门。其中，车主作为最大的用户，除了需要在短时间内获得车位信息、停车取车的便携度以及高效便捷的支付。因次需要具有间断收集车主与车辆资料、不同停车场之间的信息共享等。因此该停车系统需具备以下功能：进出口监控功能；车牌识别功能；自动计费与手机支付功能；车辆信息管理与共享功能等。

3智能停车系统总体设计

3.1系统硬件设计

硬件系统的框架图如图2所示，硬件系统分为传感器模块、控制模块和通信模块3个模块。传感器模块有地磁传感器与定位模块组成，负责采集车位的状态与位置信息。地磁传感器通过GPIO口将状态信息发送给控制模块，定位模块内嵌于窄带模组中，通过USART串口将位置信息发送给控制模块。控制模块采用STM32单片机，单片机负责将传感器模块采集到的数据封装后发送给通信模块。通信模块采用NB-IoT模组，通过USART串口与控制模块进行交互，将控制模块封装后的数据上传至平台，实现了底层到云端的通信。

3.2前端软件设计

本系统使用主流的DjangoWeb应用框架，采用B/S架构，平台主要包括前端设计和后台服务端设计，前端用javascript、htmlcss开发，后端服务器基于python开发。Django框架采用了MTV的框架模式，即模型（Models）、模板（Template）和视图（View），模型负责操作数据库，HTML被放在模板中，视图处理用户请求。管理系统主要需要完成以下4个功能：1）平台概况，平台概况可以展示当前用户管理的子系统概况，包括系统名称，系统的创建者和接入协议等系统信息，并且能够创建子系统；2）设备管理，用户可以添加删除设备，以及查看设备详情，设备详情展示设备的名称等基本信息，并通过调用百度地图API显示设备所在位置，如果设备存在异常数据，用户可以处理数据；3）个人中心，可以修改用户所属域以及当前用户的账号信息，增加下级用户，并对下级用户进行权限管理，添加或删除下级用户管理的子系统；4）OneNET推送接口，由于使用OneNET平台作为中转平台，所以需要编写一个接收OneNET推送的接口。其中，接口前加入@csrf_exempt表示取消Django框架的csrf验证，因为OneNET是用post方式把数据以json字符串的格式推送到应用服务器上的，所以可以直接调用json的load方法从http包的body里获取msg，然后分别提取msg的数据，并存进数据库的data表中，完成数据的接收。

结束语

针对近年来国内城市出现的停车场信息共享困难，用户寻找停车位的成本高，停车管理的智能化和自动化程度低现象，本文从国内中小城市停车现状，根据现有技术和资源，实现停车场和停车车主之间的信息互连。该系统除了具有空间资源高度利用、停车便捷性大幅度提升等特点。

参考文献

[1]杨天龙,吴海军,周岗,姜伟,宁仁霞.基于物联网及云计算平台的智能停车系统的设计[J].电子世界,2020(07):128-129.

[2]邱燕霞.基于物联网的智能停车场系统分析[J].江西建材,2019(12):240-241.

[3]单晶.城市智能停车系统分析与设计研究[J].科学技术创新,2019(30):91-92.

[4]黄桂钦.基于物联网技术的云智能停车系统[J].现代信息科技,2018,2(04):188-189+192.

[5]陆颢.物联网城市停车场智能管理系统设计[J].居舍,2017(34):77.