基于物聯網技術的分區(qū)式停車引導系統設計與實現

李兵 羅崢尹

摘要：近年來，隨著物聯網技術的迅速發(fā)展，智能家居、智慧農業(yè)、智慧交通等物聯網應用引起了人們高度重視，并極大地改善了人們的生活。目前大部分停車引導系統基于人工指引或部署大量傳感器以實現進行精確引導，但存在部署成本過高、維護工作量大等困難。該文基于廣東省某高校校園的分區(qū)停車環(huán)境，采用簡易圖像識別與電子指示牌進行準確的分區(qū)式引導，同時有效地降低了部署成本。

關鍵詞：停車引導;物聯網;圖像識別;Raspberry pi

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）06-0235-02

智能停車系統在近年來得到了廣泛的研究，而與物聯網技術、定位技術等相結合的停車引導應用更是層出不窮。例如袁正道等人提出使用利用標簽的輻射功率由最小二乘估計算法計算定位終端的精確位置，完成車輛信息的登記、查詢、保存和日志生成Ⅲ;史媛利用Dijkstra算法對停車路線進行優(yōu)化。尋找出最短時間停車路線，提高停車場的效率嘲。此外，李錦等人利用LED照明燈光的可見光實現室內停車場定位導航系統，古悅等人利用ZigBee技術對停車場資源進行了優(yōu)化配置，Yue-song Lin等人提到使用NB-IOT技術可實現停車場等環(huán)境的智慧引導。許多高校和科研機構都在對智慧環(huán)境的相關應用技術進行深入研究，如何讓環(huán)境更加人性化、節(jié)能、有效、安全是目前專家學者的重要研究方向。

1系統方案設計

本節(jié)先介紹引導系統的整體框架，再著重介紹系統的開發(fā)及應用效果分析。

1.1系統整體框架

如圖1所示為本系統的架構圖，系統可分為“云一管一端”三部分：采集節(jié)點，集成攝像頭與電子指志牌，每個分區(qū)安裝2個節(jié)點（分區(qū)駛入與駛出點各1個），用于識別車輛與方向指引;智能網關，作為匯聚的作用將各采集節(jié)點采集得到的數據匯聚傳輸到應用服務器;應用系統：包括了物聯網云平臺與數據庫服務管理系統，用于對收集到的數據進行處理，形成應用程序可以推送到手機、PC等終端應用。

1.2分區(qū)引導系統的功能設計

本分區(qū)式停車引導系統的采集節(jié)點對本區(qū)域的車輛數量進行統計，數量發(fā)生變化時，節(jié)點將通過NB-IOT網絡將數據上傳到物聯網云平臺。系統在應用服務器中對物聯網云平臺的停車統計數據與各分區(qū)的庫存數據進對比分析，并將有空置車位的區(qū)域發(fā)送到各節(jié)點，如圖2所示。。

2系統開發(fā)與應用效果分析

2.1系統開發(fā)

本部分將從采集節(jié)點（端）、無線通信方式與智能網關（管）、物聯網云平臺（云）3個層面闡述整個我們的自適應智能家居系統的開發(fā)：

1）端：各分區(qū)的采集節(jié)點的MCU使用基于開源硬件樹莓派Raspberry Pi4，并集成攝像頭與電子指示牌，采用開源的Opencv圖像識別庫進行車輛識別，最終將統計數據發(fā)送通過NB-IoT網絡發(fā)送到智能網關，各設備參數如表l所示。

2）管：本系統具有很好的網絡適配性，能在WIFI、以太網、NB-IOT等接人網絡環(huán)境下與智能網關進行數據通信，讓系統具備良好的可移槽性。

3）云：物聯網云平臺的選取，遵循著開放、低成本、可移植性強等特點，本系統的云平臺采取中智訊（武漢）科技有限公司的智云平臺，以MQTT協議的方式實現訪問控制。云平臺與停車場各分區(qū)進行數據對比，根據數據結果將指引指令通過網絡下發(fā)到各采集節(jié)點。

2.2應用效果分析

按上述系統設計，我們選取廣東省某高校進行網絡部署，將該校園分為8個分區(qū)，共部署16個采集節(jié)點，并在該校機房部署了物聯網云平臺，最終發(fā)現系統對于停車的指引具有很好的效果，極大地減少了人工干預，準確度較高且成本較低。

3未來展望

下一步工作主要包括以下兩個方面：

1）車牌號的精準識別：本文的圖像識別僅對車輛進行識別以統計數量，但未進行車牌號識別，后續(xù)將對采集節(jié)點系統進行升級，為提升用戶體驗效果。

2）應用端程序的開發(fā)：本系統主要通過指示牌的方式進行引導，后續(xù)將開發(fā)微信公眾號或APP等配套應用，便于用戶在車內根據地圖（結合語音）導航。