基于M2M平臺的智能停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

杜文龍，秦 澄，徐雪峰

DU Wen-long, QIN Cheng, XU Xue-feng

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，淮安 223003）

0 引言

停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)（PGIS）作為智能交通系統(tǒng)(ITS)的重要組成部分，歐美等國家已經(jīng)進(jìn)行了大量研究工作，并進(jìn)行了大規(guī)模的推廣。國內(nèi)如北京、上海、南京和廣州等地也有類似的示范性工程，并取得了一些效果，但 PGIS系統(tǒng)在涉及范圍、平臺功能方面，也還需作進(jìn)一步整合及功能拓展。歸納國內(nèi)停車誘導(dǎo)信息系統(tǒng)存在的問題如下：

1）停車誘導(dǎo)過程重查詢、輕預(yù)訂，由于駕駛者不能隨時(shí)隨地獲得停車位動態(tài)變化信息，因此停車過程中仍然存在一定的盲目性；

2）缺乏低成本實(shí)現(xiàn)的、滿足個(gè)性化需求的誘導(dǎo)發(fā)布手段；

3）停車誘導(dǎo)缺乏統(tǒng)一電子支付平臺和支付手段；

4）停車誘導(dǎo)范圍多僅限于停車場外誘導(dǎo)，較少涉及停車場內(nèi)誘導(dǎo)，造成停車場內(nèi)擁堵和無序停車；

5）停車后，駕駛者與車位／車失去聯(lián)系，大型停車場面臨尋車?yán)щy；

6）缺乏停車地圖支持(包括車場內(nèi)和車場外)。

本課題正是在這樣的背景下，開發(fā)基于M2M平臺的智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)，它將停車位查詢和預(yù)訂相結(jié)合，以低成本的方式方便地將停車場、車位和預(yù)訂信息提供給駕駛者，以現(xiàn)代電子支付平臺和支付手段相結(jié)合，便于提供通用、快速、方便的結(jié)算服務(wù)，同時(shí)也符合未來智能交通技術(shù)發(fā)展的趨勢。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Sensor Networks)是集計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、智能計(jì)算、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、微電子等多個(gè)領(lǐng)域交叉綜合的新興學(xué)科，它將大量的多種類傳感器節(jié)點(diǎn)(傳感、采集、處理、收發(fā)、網(wǎng)絡(luò)于一體)組成自治的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對物理世界的動態(tài)智能協(xié)同感知。WSN是由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1.2 手機(jī)NFC支付技術(shù)

NFC(Near Field Communication)是近距離通信的簡稱，是非接觸式射頻識別(RFID)及互連技術(shù)的融合演變而來的升級技術(shù)，通過此技術(shù)可以使用集成NFC芯片的手機(jī)接觸讀卡裝置，實(shí)現(xiàn)電子支付和數(shù)據(jù)下載等多種功能。NFC可用于電子票證，即用于小額的支付。這個(gè)功能可以有效將銷售終端、售票廳、住宅鑰匙、交通卡、借貸卡和電子商務(wù)卡之類的應(yīng)用集成到移動通信終端中，這樣消費(fèi)者只要攜帶一個(gè)這樣的設(shè)備就可以方便地出行。

1.3 LBS服務(wù)

LBS(Location.based services，基于位置的服務(wù))是通過移動網(wǎng)絡(luò)獲取移動終端用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。定位系統(tǒng)同時(shí)支持GSM、TD.SCDMA等多種網(wǎng)絡(luò)下的定位功能，支持統(tǒng)一的控制面和用戶面定位功能，為客戶提供多種精度的位置信息。

2 系統(tǒng)需求分析

2.1 總體要求

通過系統(tǒng)的開發(fā)，以基于移動業(yè)務(wù)應(yīng)用及信息發(fā)布平臺的機(jī)場智能停車誘導(dǎo)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，提供具有車位查詢、車位預(yù)訂、停車查詢、尋車引導(dǎo)、計(jì)費(fèi)支付等多種增值服務(wù)業(yè)務(wù)在內(nèi)的支撐系統(tǒng)，具體要求如下：

1）實(shí)現(xiàn)駕駛者、手機(jī)、車輛之間的關(guān)聯(lián)；

2）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對停車場內(nèi)部動態(tài)停車信息的掌控；

3）實(shí)現(xiàn)方便的、低成本、個(gè)性化的信息發(fā)布，實(shí)現(xiàn)有效誘導(dǎo)：

4）引入通用的電子支付平臺和支付手段，計(jì)費(fèi)和支付結(jié)算快速完成；

5）兼顧停車場內(nèi)誘導(dǎo)和場外誘導(dǎo)，精確誘導(dǎo)到車位；

6）解決尋車難問題；

2.2 設(shè)計(jì)原則

2.2.1 先進(jìn)性

PGIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，越來越依賴于現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，對提升停車系統(tǒng)的工作效率和管理水平的起到極大的推動作用。因此本系統(tǒng)必須采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，這一方面反映了系統(tǒng)所具有的先進(jìn)水平，另一方面又使得系統(tǒng)具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.2.2 經(jīng)濟(jì)性

停車場系統(tǒng)的整體造價(jià)較高，其本身的投資回報(bào)期較長長，因此PGIS系統(tǒng)應(yīng)在滿足性能要求的前提下盡量使整個(gè)系統(tǒng)能獲得更大的收益。

2.2.3 可靠性

必須考慮采用成熟的技術(shù)與產(chǎn)品，在技術(shù)選型和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都盡量減少故障的發(fā)生。

2.2.4 可維護(hù)性

可維護(hù)性是應(yīng)用系統(tǒng)成功與否的很重要的因素。這里的可維護(hù)性包含二層含義：日常管理操作簡便和易于故障的排除。

2.2.5 安全性

目前車輛在停車場內(nèi)的安全也是一個(gè)重要的問題。因此采用有效的高科技措施，防止場內(nèi)車輛被盜或被破壞十分必要。系統(tǒng)運(yùn)作設(shè)計(jì)必須規(guī)范，保證系統(tǒng)自身的安全。

2.2.6 實(shí)用性

設(shè)計(jì)本系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮能滿足停車場功能要求和實(shí)際應(yīng)用的需要，同時(shí)考慮司機(jī)出入的方便與安全。

3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是面向停車場管理處以及個(gè)人用戶推出的停車場信息化服務(wù)平臺，它通過安裝在各個(gè)停車場的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收集停車場信息、通過移動通信網(wǎng)絡(luò)傳送到停車信息服務(wù)平臺，利用無處不在的移動網(wǎng)絡(luò)向任何能接收到信號的用戶提供便捷的停車服務(wù)，并通過對網(wǎng)關(guān)的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對各停車場管理處提供故障管理等功能。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)在邏輯上分為3個(gè)部分：停車場信息采集系統(tǒng)，移動運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)集成服務(wù)平臺，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

3.1 停車信息采集系統(tǒng)

停車信息采集系統(tǒng)主要通過部署在現(xiàn)場的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、控制機(jī)構(gòu)、匯聚節(jié)點(diǎn)等實(shí)現(xiàn)，其主要功能體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

一是信息采集，即對停車場車位的使用情況進(jìn)行采集，如停車場各個(gè)車位是處于“使用”狀態(tài)還是處于“空閑”狀態(tài).并將采集的信息通過停車信息服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送給停車信息服務(wù)平臺。

二是控制執(zhí)行：停車信息服務(wù)平臺通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場的控制機(jī)構(gòu)下達(dá)指令，以便執(zhí)行如車位鎖開啟或鎖閉等控制功能。

3.2 停車信息服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)

停車信思服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)是停車場車位信息采集系統(tǒng)接入停車信息服務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一接口，完成對停車場車位信息采集系統(tǒng)的管理、信息匯聚及非移動通用協(xié)議到標(biāo)準(zhǔn)通用協(xié)議的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。

3.3 M2M管理平臺

M2M管理平臺是一個(gè)綜合管理平臺，主要完成對網(wǎng)關(guān)傳送車位信息向停車信息服務(wù)平臺的傳送、對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的控制和管理、對停車信息服務(wù)平臺的管理等功能，并完成對用戶進(jìn)行認(rèn)證、鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)等功能。

3.4 停車信息服務(wù)平臺

停車信息服務(wù)平臺是提供停車信息服務(wù)的綜合管理平臺。主要完成對停車場車位信息采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的存儲、管理及為用戶提供車位信息查詢、車位預(yù)訂、車費(fèi)支付等多種相關(guān)增值業(yè)務(wù)。

3.5 LBS系統(tǒng)服務(wù)平臺

定位服務(wù)又叫做移動位置服務(wù)(Location Based Service，LBS)，它是通過移動運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)(如GSM網(wǎng)、CDMA網(wǎng))獲取移動終端用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)以中國移動M2M平臺應(yīng)用為核心，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技、二維碼技術(shù)等技術(shù)，較好的實(shí)現(xiàn)了具有車位查詢、車位預(yù)訂、停車查詢、尋車引導(dǎo)、計(jì)費(fèi)支付等多種功能。從而進(jìn)一步解決城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的停車難問題，提高停車設(shè)施利用率，收到較好的效果。

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