智能手機咪表計時計費系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

林春景 袁俐萍

1 智能手機咪表計時計費系統(tǒng)立項的必要性及需求分析

近年來，汽車數(shù)量飛速增長，停車逐漸成為一個利潤可觀的行業(yè)。路邊停車位有別于室內(nèi)停車場，路邊泊位主要供駕駛員臨時停車，通常車主占用路邊停車位不超過一個小時。由于路邊停車方便、快捷，所以泊位具有自然壟斷的性質(zhì)，對于需要臨時性停車的車主來說是停車首選。根據(jù)市場的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，路邊停車不需要場地的投資，周轉(zhuǎn)率高，利潤相當豐厚。

在國內(nèi)，路邊停車在停車行業(yè)中占有很大的比例，目前我國各大城市采用較多的是人手收費。但是人工收費效率低、計費不準確、現(xiàn)金流量大、容易流失；而投幣式咪表技術(shù)含量低，故障率高，不能防偽、現(xiàn)金量流量大。在香港和國外，已逐漸被IC卡咪表代替。

但是隨之而來的問題是咪表系統(tǒng)涉及巨額投資，每只咪表價值約幾千元；單單中等城市2000車位需要配備的咪表就需要五六百萬資金，更何況需求量更大的大城市；而且IC卡咪表安裝復(fù)雜，要破土、挖坑、開溝，影響城市景觀；管理復(fù)雜，要求專人定期抄表；維護成本高，故障率、損壞率高?？蛻敉丝?、充值必須到銀行，不方便，異地使用困難，實時性差。咪表占用道路，成為新的路障等問題也需要解決與完善。目前在國內(nèi)，廣州等40多個城市使用了IC卡咪表，社會效益和經(jīng)濟效益都非常不理想。

總結(jié)了目前香港路邊收費咪表的模式以及北京、武漢人工收費的模式的利弊，結(jié)合了本團隊現(xiàn)有的研發(fā)生產(chǎn)能力以及市場前景，對咪表收費模式進行了大幅度的改進，針對咪表建設(shè)麻煩，投入大；維護費用高；管理成本大；使用不方便等弊端，立項研發(fā)智能手機咪表計時計費系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種利用手機APP應(yīng)用加GPS手機定位和自助繳費的方式來實現(xiàn)機動車臨時占道停車的智能化管理，具有前期投入成本低、經(jīng)濟環(huán)保、充值、計費/扣費方便快捷的優(yōu)點，而且操作簡單化，可以有效防止違規(guī)泊車的發(fā)生，同時規(guī)范了路邊停車現(xiàn)象，緩解了設(shè)置地點周邊的停車壓力，使得公共資源得到有效合理的利用。

2 智能手機咪表計時計費系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)主要功能特點

本項目設(shè)計的智能手機咪表計時計費系統(tǒng)要求具有很強的創(chuàng)新性、新穎性，技術(shù)含量高，現(xiàn)實意義大。本項目通過智能手機的APP應(yīng)用，利用智能終端的GPS定位信息，將停車狀態(tài)的車位信息顯示手機上，并傳送到服務(wù)器后臺。該項目將智能終端與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，也將會創(chuàng)造很大的商業(yè)價值。系統(tǒng)具備以下特點：(1)根據(jù)GPS定位系統(tǒng)，車輛精準定位；(2)不需要布線，硬件投入幾乎為零；(3)后期維護成本幾乎為零；(4)全城車位空缺盡在掌握之中；(5)巡查管理快捷到位；(6)繳費一鍵即可完成。

2.2 智能手機咪表計時計費系統(tǒng)的操作流程

智能手機咪表計時計費系統(tǒng)的操作流程如下：車輛到達目標道路后，打開手機移動咪表泊車物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)程序，該程序會自動綁定已知用戶名、密碼的移動終端，連接運營商服務(wù)器后臺系統(tǒng)，獲取當前的車位資源信息（包括車位數(shù)、計價方式、計價金額、限時停車、車位狀態(tài)等信息），通過手機GPS功能定位完成車位輔助判斷后，進入用戶互動選擇計時菜單；用戶手動點擊計時按鈕開始計費，同時通過GPRS/3G或WIFI網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器提交計時請求，后臺服務(wù)器跟進當前的用戶信息（車牌信息、GPS坐標）進行計時，同時在數(shù)據(jù)庫中表示該用戶為合法的車位資源使用用戶；當用戶離開車位時，用戶通過智能終端向運營商后臺服務(wù)器提交計時結(jié)費申請，運營商后臺服務(wù)器自動結(jié)算，按照計時數(shù)從相應(yīng)的賬戶里扣除相應(yīng)的費用。

2.3 智能手機咪表計時計費系統(tǒng)組成

本項目采用運營商服務(wù)器后臺系統(tǒng)、人工收費子系統(tǒng)、用戶端、巡檢終端兩個系統(tǒng)、兩個終端運行智能手機咪表計時計費系統(tǒng)，是基于手機無線通信技術(shù)及智能終端應(yīng)用相結(jié)合，通過開發(fā)手機APP應(yīng)用以及GPS及北斗定位智能技術(shù)，對城市道路所規(guī)劃的車位進行數(shù)字化管理，對全市停車秩序進行全面監(jiān)控，為城市管理者及車主便利停車研發(fā)的環(huán)保、經(jīng)濟、高效、可持續(xù)的城市停車綜合應(yīng)用系統(tǒng)，手機移動咪表計時計費系統(tǒng)如圖1所示，電腦服務(wù)器主機要求：E5-2603V4 6核6線程8G內(nèi)存丨3T硬盤以上配置，路由器采用華為（HUAWEI）AR2240企業(yè)級核心千兆路由器。

圖1 手機移動咪表計時計費系統(tǒng)拓撲圖

2.4 智能手機咪表計時計費系統(tǒng)技術(shù)方案

本項目采用的技術(shù)方案是：一種手機泊車計時計費系統(tǒng)，包括運營商服務(wù)器和用戶端，用戶端通過移動網(wǎng)絡(luò)與運營商服務(wù)器建立連接，進行數(shù)據(jù)交互。通過應(yīng)用目前智能手機終端基于移動通訊網(wǎng)絡(luò)和GPS來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接入和地理定位等豐富的功能特點，解決精準計時計費問題。

本項目研制的系統(tǒng)由以下部分組成，包括車位資源管理系統(tǒng)（運營商服務(wù)器）、停車人安裝的手機APP應(yīng)用程序（用戶端）、巡檢人員手機APP應(yīng)用程序、會員登錄（查看會員繳費信息、罰款信息等），如圖2所示。

圖2 泊車應(yīng)用程序系統(tǒng)方框圖

（1）運營商服務(wù)器后臺系統(tǒng)設(shè)計與研發(fā)

運營商服務(wù)器后臺系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心、通信模塊、車位數(shù)據(jù)庫、用戶信息數(shù)據(jù)庫和巡檢執(zhí)法數(shù)據(jù)庫，通訊模塊用于與用戶端和巡檢終端進行通訊，通訊模塊與數(shù)據(jù)中心連接，數(shù)據(jù)中心上連接有車位數(shù)據(jù)庫、用戶信息數(shù)據(jù)庫和巡檢執(zhí)法數(shù)據(jù)庫，每一個泊車位設(shè)定一個編號，泊車位編號和該泊車位對應(yīng)的地理位置信息（即GPS信息）存儲在車位數(shù)據(jù)庫內(nèi)，用戶信息數(shù)據(jù)庫用于存儲注冊用戶名稱、登錄密碼、用戶身份證號碼、用戶駕駛證號碼、用戶車牌證號碼、用戶手機號以及該用戶名下預(yù)存費用情況，巡檢執(zhí)法數(shù)據(jù)庫用于存儲巡檢人員用戶名稱、登錄密碼以及權(quán)限。

本系統(tǒng)從底層系統(tǒng)核心、核心安全模塊和硬件兼容性等多個層次進行了精心的設(shè)計和優(yōu)化，對應(yīng)用程序經(jīng)過反復(fù)多次運營測試認證，性能優(yōu)良。系統(tǒng)采用向?qū)降呐渲媒缑?，每項配置均有中文提示，使得用戶操作簡單易上手。同時提供全面的產(chǎn)品文檔和各種形式的技術(shù)支持服務(wù)，以協(xié)助管理員對整個系統(tǒng)進行實施部署與維護，泊車應(yīng)用程序運營商服務(wù)器如圖3所示。

圖3 泊車應(yīng)用程序運營商服務(wù)器方框圖

（2）用戶端設(shè)計與研發(fā)

用戶端是指與服務(wù)器相對應(yīng)，為顧客提供本地服務(wù)的程式。一般安裝在普通的用戶機上，需要與服務(wù)器互相配合執(zhí)行。用戶端可采用具有數(shù)據(jù)處理能力及通訊能力的便攜式設(shè)備，如智能手機、平板電腦或單獨特殊設(shè)計的裝置。

本項目設(shè)計的用戶端包括數(shù)據(jù)處理模塊、用戶端通訊模塊、計時模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊，其中，用戶端通訊模塊、計時模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊分別連接到數(shù)據(jù)處理模塊上，泊車應(yīng)用程序用戶端系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 泊車應(yīng)用程序用戶端方框圖

（3）巡檢終端設(shè)計與研發(fā)

計時計費系統(tǒng)還包括有巡檢終端，巡檢終端通過電信運營商網(wǎng)絡(luò)或WiFi網(wǎng)絡(luò)與運營商服務(wù)器連接，進行數(shù)據(jù)交互。

巡檢終端可采用具有數(shù)據(jù)處理能力及通訊能力的便攜式設(shè)備，如智能手機、平板電腦或單獨特殊設(shè)計的裝置。

巡檢終端包括數(shù)據(jù)處理模塊、巡檢終端通訊模塊、圖像采集模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊，其中，巡檢終端通訊模塊、圖像采集模塊、顯示模塊、輸入模塊和GPS模塊分別連接到數(shù)據(jù)處理模塊上，泊車應(yīng)用程序巡檢終端如圖5所示。

圖5 泊車應(yīng)用程序巡檢終端方框圖

3 系統(tǒng)運行結(jié)果

系統(tǒng)已經(jīng)安裝在太原昕寶泊車公司路邊停車收費系統(tǒng)中，其運行過程（如圖6所示）為：

(1)掃描二維碼，手機進入系統(tǒng)，選擇停車功能；

(2)根據(jù)定位找到停車位，掃描二維碼停車，確定了解停車收費標準；

(3)預(yù)交20元（可設(shè)），開始停車；

(4)離開停車位，如果小于半小時，退回預(yù)交款，超過半小按時間收費；

(5)預(yù)交費金額和停車時間退款多少都是根據(jù)后臺綁定的收費標準計算的。

圖6 路邊停車計時收費系統(tǒng)運行過程