基于移动嵌入式设备及WSN的智能停车场管理系统的研究

基于移动嵌入式设备及WSN的智能停车场管理系统的研究

仝瑞宁吴亚婷朱璟璨

（辽宁石油化工大学创新创业学院辽宁抚顺11300）

摘要：随着信息化技术的不断进步，日常生活中的诸多领域都实现了智能自动化管理，停车场管理工作也不例外。智能停车场管理系统通过移动嵌入式设备及WSN无线传感网的应用可以实现停车场车位信息的实时更新，并自动完成车辆的入场、出场记录，不仅提升了停车场管理工作的效率还解决了找车位难的问题，极大地改善了停车场的管理现状。

关键词：移动嵌入式设备；WSN；智能停车场管理系统

引言：

近年来我国私家车数量不断增加，这也使得停车场管理工作难度大大增加，这一问题在大型地下停车场、立体停车场管理工作中尤为突出，车主在停车时不仅难以找到空位还需要牢记停车位置。为了解决这一问题，目前停车场管理人员开始应用基于移动嵌入式设备及WSN无线传感网的智能停车场管理系统进行日常停车场管理工作，解决了停车不便的问题，本文也将对此技术的应用加以分析与探讨。

一、智能停车场管理系统功能简介

目前我国停车管理工作中存在诸多的问题，首先是停车车辆登记效率较低，车辆进入停车场前需要经过较长时间的等待，而在车辆进入停车场时管理系统不能提供停车场内的空位信息，车主需要自己寻找停车位置，会浪费大量的时间。同时对空余车位数的统计大多由管理人员人工完成，效率较低，不能及时根据停车场内空余车位的变化控制车辆的进入。而且由于停车场内部车位管理系统的缺失，在停车场内停放车辆后车主需要牢记停车位置，这也为停车带来了不便。

而基于嵌入式设备及WSN技术的智能停车场管理系统则针对这些问题做出了改良。该系统主要由嵌入式设备及WSN无线传感组建组成，其可以实现车辆登记、车位提示、停车导航及出场收费等一系列工作的智能化自动控制。目前智能停车场管理系统的工作藉由车主手中的移动控制终端完成，该终端可以集成于智能手机app之中，使用较为便利[1]。智能停车场控制系统首先可以通过嵌入式的探测节点实时掌握停车场内的车位车辆信息，当车主使用移动终端完成车辆信息录入进入停车场时，停车场内的车位信息会第一时间反馈于移动终端之上，这样车主便可以省去大量的寻找车位时间。另外目前智能停车场管理系统还可以根据车主在移动终端上选取的目标车位进行导航，优化停车线路，进一步提升停车效率。而当车主准备离开停车场时，智能管理系统也会通过移动终端提示停车位置并提供最优取车线路，车主只需要使用移动终端完成交费便可以驶离停车场，整个过程完全实现自动化，大大提升了效率。

二、智能停车场管理系统分析

基于移动嵌入式设备及WSN无线传感网的智能停车场管理系统主要由sensor节点、sink节点及用户移动终端的ter-dev节点组成，而WSN无线传感网则是通过网络的搭建实现以上节点间的通信，共同完成停车场管理工作。

sensor节点是智能停车场管理系统车位管理功能的基础，其主要是通过传感器感知各个车位的车辆停放状态，并将其传输至管理系统之中。sensor节点主要由传感、通信、供电及控制四个模块组成，其通常被放置于可以探测到周边车位的中心位置，而目前sensor节点的传感模块主要有磁敏及微波两种方式，其都可以感知各个车位是否有车辆停放[2]。当传感过程完毕后，sensor节点会结合传感数据将车位信号通过通信模块发送至管理系统，系统根据该信息将不同车位标记为空位或占位，这样便可以为后续用户停放提供参考。sensor节点需要全时监控停车场内的车位信息，因此其功耗问题不容忽视，除了要考虑节点的节能性外，sensor节点的供电模块需要确保sensor节点的正常运转同时在电量不足时要报警提示。

在管理系统中sink节点的作用则主要是实现与sensor节点及ter-dev节点的通信，相当于网关节点。sink节点主要由sensor通信接口、ter-dev通信接口、WiFi通信接口、供电模块及控制模块组成。sink节点间及sink节点与智能管理系统间的通信都是通过WiFi网络实现的，停车场区域内的sink节点要结合sensor节点的位置进行布置，其需要掌握每一个sensor节点的准确位置同时向ter-dev节点提供准确的位置信息。由于sink节点的功能需求，其不仅需要一定的计算能力，还需要具有一定的功能弹性以满足ter-dev节点的功能调整，因此sink节点还需要具备较大的存储空间。而sink节点中sensor通信接口的信息传递量较小，而WiFi及ter-dev通信接口则需要进行大规模的数据传输，因此需要较高的数据传输速率。

用户移动终端的ter-dev节点的主要功能则是通过分析sink节点传来的位置信息判断附近车位状态，同时通过移动终端内部预存的停车场车库地图数据优化停车行驶线路，进一步提升停车效率，而且该信息也可以方便用户寻找已停放车辆[3]。移动终端除了作为ter-dev节点完成车位信息通讯之外，还继承了车辆信息录入、停车费交费及车位诱导等功能，在提升了停车管理工作效率的同时也丰富了停车管理工作服务种类，改善了停车场管理工作质量。

基于移动嵌入式设备的智能停车场管理系统通过sensor节点、sink节点及ter-dev节点实现了自动化的车位管理，而不同节点间的通信网络则是基于WSN网络实现的，这也是系统的框架基础。在智能停车场管理系统中，sink节点及sensor节点的位置是不变的，因此需要结合这两种节点的位置进行WSN网络的划分，不同区域的WSN网络间利用zighee标准进行通信。在WSN网络通信中，sink节点作为中间节点起着重要的作用，其首先需要接受sensor节点发来的车位信息，随后还需要将这一信息传输至移动终端的ter-dev节点，这些节点间的信息通信都是通过GPRS/WIFI进行的，而网络则由布置于停车场各处的路由器提供，而为了避免车辆造成的信号屏蔽，在路由器与sink节点间还可以加装中继器以确保通信顺畅[4]。通过WSN网络移动终端的ter-dev节点只需要与其所处区域的单一sink节点进行通信即可通过sink节点信号的强弱判断自身所处的位置，进而根据位置信息利用终端预存的地图进行停车导航，而在这一过程中不同sink节点传来的位置信息会帮助终端进一步确定车辆位置并优化停车线路，确保停车顺利完成。但是目前由于sensor节点的传感技术只能探测车位的车辆信息，不能掌握行驶车辆及非车辆物体位置信息，因此这一问题亟待解决。

三、结束语

基于移动嵌入式设备及WSN网络的智能停车场管理系统，利用WSN网络实现了网络框架的构建，根据停车场车位位置布置sensor节点及sink节点，可以实时掌握停车场内部的车辆停放信息。同时利用WiFi网络实现sink节点与用户移动终端ter-dev节点的通信，便于用户寻找空车位，同时也可以提供停车导航服务，解决了停车不便的问题，有效改善了停车场管理现状。

参考文献：

[1]韦龙新，杨元挺，陈晖.基于ARM与WSN的嵌入式智能停车管理系统研发[J].龙岩学院学报，2015，33（5）：46-51.

[2]陈平，张孜，张传春.基于WSN-T的车位管理原型系统探究[J].科技创新与应用，2014（23）：14-16.

[3]黎飞洋，姚晓芳.基于WSN的停车场收费管理系统分析与设计[J].电脑编程技巧与维护，2014（22）：83-84.

[4]尚云凯，侯海旭，张诗林，等.基于嵌入式的智能停车管理系统[J].信息通信，2014（1）：80-81.