畢業(yè)論文 - 停車場(chǎng)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、2012屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：停車場(chǎng)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 所在院（系）：所學(xué)專業(yè)：導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 25摘 要本文設(shè)計(jì)了一種采用射頻卡作為系統(tǒng)的管理介質(zhì)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，根據(jù)臨時(shí)用戶和固定用戶的不同對(duì)工作流程進(jìn)行了優(yōu)化，從管理機(jī)制上來(lái)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性能。以車位檢測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)基于停車場(chǎng)最短泊車路徑搜索問(wèn)題進(jìn)行了研究，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)和信息顯示設(shè)備，對(duì)自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)車輛牌照、顏色和型號(hào)信息進(jìn)行分析處理和匹配，提出了一種新的車輛合法性認(rèn)證機(jī)制。關(guān)鍵詞：射頻卡，停車系統(tǒng)，泊車引導(dǎo)，車輛識(shí)別Design of the Intelligent Cont

2、rol System to Parking Lot AbstractThis paper design a system to the parking lot management ,using the RF card as the management medium and the optimization of workflow enhances the operational efficiency and security performance. Taking the parking space detecting system as the foundation, the probl

3、em of shortest path searching based on genetic algorithm is discussed. Combining the database and information display device, automatic parking-guiding system is proposed. The presentation of humanization information, not only has facilitated customers but also improved the actual utilization rate o

4、f parking spaces. The paper emphasis on license plate locating, characters separation and character recognition by using digital image processing technology. Through information processing and analysis matching of the vehicle license, vehicle color and vehicle type, a new vehicle legitimacy authenti

5、cation mechanism.Keywords: RF Card, Parking system, Parking-guiding, Vehicle identific目 錄1 緒論11.1 課題的提出背景11.2 停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)11.3 主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)流程21.3.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容21.3.2 擬定設(shè)計(jì)流程32 停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)32.1 功能需求分析42.2 管理介質(zhì)的確定52.2.1 管理介質(zhì)的確定52.2.2 射頻識(shí)別系統(tǒng)的介紹52.3 系統(tǒng)工作流程62.3.1 入場(chǎng)工作流程72.3.2 出場(chǎng)工作流程82.3.3 內(nèi)部工作流程92.4 管理系統(tǒng)

6、組成92.4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)備組成92.4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)備的主要功能102.4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)備組成及其主要功能113 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要設(shè)備及其電路123.1視頻采集卡電路123.2 車位紅外巡檢系統(tǒng)133.3 電子顯示屏153.4 聲光報(bào)警電路153.5射頻卡讀取電路及其工作原理164 車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)174.1車輛識(shí)別原理及其方框圖174.2 地感線圈電路及其工作原理185 結(jié)束語(yǔ)20致謝21參考文獻(xiàn)22附錄1：程序清單231 緒論1.1 課題的提出背景近年來(lái)，隨著我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，我國(guó)汽車擁有量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)部門數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)私人汽車擁有量年均增長(zhǎng)20%左右，大大快于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度

7、。2006年至2010年，汽車保有量年均增加951萬(wàn)輛。今年前8個(gè)月，汽車保有量增加983萬(wàn)輛，月均增加123萬(wàn)輛，高于去年同期月均113萬(wàn)輛的增量；其中，私人小型載客汽車增加781萬(wàn)輛，月均增加98萬(wàn)輛，占汽車增量的79.45%是汽車實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)的主要因素。對(duì)于交通繁忙的城市中心區(qū)，通過(guò)對(duì)機(jī)動(dòng)車停車需求進(jìn)行控制可以有效地限制進(jìn)出這些地區(qū)的機(jī)動(dòng)車出行量。這些措施包括定額分配停車位數(shù)量、停車位使用收費(fèi)及短缺停車庫(kù)配給標(biāo)準(zhǔn)等三種比較常用的調(diào)節(jié)方法。傳統(tǒng)的人工管理停車場(chǎng)導(dǎo)致的信息滯后已經(jīng)不能滿足城市交通的信息需求和快速、高效調(diào)節(jié)交通運(yùn)輸狀況的要求，必須對(duì)停車場(chǎng)在管理上進(jìn)行智能化改造，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行智能

8、化管理，使其成為整個(gè)智能交通系統(tǒng)信息管理中的一個(gè)組成部分，實(shí)時(shí)向交通管理中心提供停車場(chǎng)泊車狀況信息。作為停車場(chǎng)本身來(lái)說(shuō)，隨著大型、超大型停車場(chǎng)的不斷興建，停車場(chǎng)需要管理的車輛數(shù)量越來(lái)越龐大，管理難度加大，如何保證進(jìn)入停車場(chǎng)的每一輛車的安全是現(xiàn)代停車場(chǎng)在安全性方面所面臨的一個(gè)重大考驗(yàn)。另外，隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)大，停車場(chǎng)內(nèi)部針對(duì)停車用戶的泊車引導(dǎo)日顯重要，停車用戶置身于停車位多達(dá)數(shù)千甚至上萬(wàn)的停車場(chǎng)中，往往很難自主快速找到停車位，如沒(méi)有合適的泊車提示引導(dǎo)信息，將會(huì)引起停車場(chǎng)內(nèi)部的秩序混亂，影響停車場(chǎng)的正常運(yùn)行，這樣也勢(shì)必浪費(fèi)用戶的時(shí)間和社會(huì)能源，降低停車場(chǎng)的運(yùn)行效率。因此，泊車引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是現(xiàn)代

9、停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)研究中所要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)方面。由于盡量減少人工的參與，從而最大限度的減少人員費(fèi)用以及由于人為失誤或舞弊造成的損失，大大提高整個(gè)停車場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性與使用效率。但由于目前智能化停車場(chǎng)需要的相關(guān)技術(shù)要么沒(méi)有成熟運(yùn)用于停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)中，要么只是實(shí)現(xiàn)了局部的智能化，例如單純的自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等。所以目前的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)綜合自動(dòng)化程度和智能化程度還不是很高。本課題主要研究如何將目前正在發(fā)展的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)中，希望能對(duì)提高停車場(chǎng)管理的智能化程度有一定幫助。1.2 停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)智能交通系統(tǒng) ITS (Intelligent Transportation

10、 system)是目前世界交通運(yùn)輸領(lǐng)域研究的前沿課題，其核心是針對(duì)日益嚴(yán)重的交通需求、資源過(guò)度開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)的壓力，采用信息技術(shù)、數(shù)字通信傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子控制技術(shù)及系統(tǒng)集成等高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行深入的改造，以提高整個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)資源的使用效率、改善和提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、減少資源的消耗和減輕環(huán)境污染。智能停車場(chǎng)是智能交通系統(tǒng) ITS 的重要組成部分。它采用先進(jìn)技術(shù)和高度自動(dòng)化的機(jī)電設(shè)備、圖像處理設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備并結(jié)合用戶在停車場(chǎng)收費(fèi)效率的管理方式，為用戶提供更方便、更有效的服務(wù)。停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)采用圖形人機(jī)界面操作方式，具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、功能先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，車場(chǎng)使

11、用者可以在最短的時(shí)間進(jìn)入或離開(kāi)停車場(chǎng)，從而提高停車場(chǎng)的管理水平，取得更高的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。它一方面以智能化設(shè)備和完善的管理軟件來(lái)簡(jiǎn)化或取代人的勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車輛出入、場(chǎng)內(nèi)監(jiān)控以及計(jì)費(fèi)收費(fèi)等全過(guò)程的完全無(wú)人化管理：另一方面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化管理實(shí)現(xiàn)能夠在一個(gè)相對(duì)廣闊的地域內(nèi)(例如一個(gè)城市)了解多個(gè)停車場(chǎng)車位情況，提前預(yù)定停車位，最終實(shí)現(xiàn)“隨意”停車，這是停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的最終目標(biāo)，也是智能交通系統(tǒng)的目標(biāo)。但目前我國(guó)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)大多還存在半智能化、集成度低的缺點(diǎn)，注重收費(fèi)的自動(dòng)化，而忽視了停車過(guò)程的自動(dòng)化、安全監(jiān)控的自動(dòng)化。各個(gè)管理子系統(tǒng)沒(méi)有有效地綜合集成起來(lái)，這樣直接導(dǎo)致了停車場(chǎng)安全性、管

12、理智能化水平和整體運(yùn)行效率的降低。因此，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和停車需求的增長(zhǎng)，停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的下一個(gè)技術(shù)發(fā)展方向?qū)⑹侵悄芑⒕W(wǎng)絡(luò)化、集成化、人性化。提高停車場(chǎng)的運(yùn)行效率、加強(qiáng)安全性以及與智能交通系統(tǒng)的信息互動(dòng)，把相關(guān)科學(xué)技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的最新成果合理有效的應(yīng)用到智能停車場(chǎng)的完善和發(fā)展中是當(dāng)前停車場(chǎng)研究領(lǐng)域的首要任務(wù)。1.3 主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)流程本設(shè)計(jì)針對(duì)目前停車場(chǎng)管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動(dòng)化程度低、安全性差、人性化和運(yùn)行效率低下的不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計(jì)了一種技術(shù)較先進(jìn)、性能可靠、自動(dòng)化程度較高的停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想立足于提高停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的可靠性、

13、安全性和高效性，對(duì)目前我國(guó)各大中城市所面臨的“停車難”問(wèn)題的解決，具有一定的促進(jìn)作用。本系統(tǒng)所采用的是射頻IC卡技術(shù)，數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)其它交通收費(fèi)系統(tǒng)也有一定的借鑒意義。1.3.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容(1) 針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的不足之處，以射頻卡為管理介質(zhì)，對(duì)停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并按照用戶性質(zhì)的不同，對(duì)工作流程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了停車場(chǎng)的運(yùn)行效率。(2) 針對(duì)目前停車場(chǎng)內(nèi)部“停車難”的問(wèn)題，對(duì)最短路徑搜索問(wèn)題進(jìn)行了研究，結(jié)合停車場(chǎng)的實(shí)際情況，系統(tǒng)為用戶尋找最短停車路徑和最佳停車位，引入了停車場(chǎng)內(nèi)部的自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)，方便了顧客的停車位尋找、優(yōu)化了停車路線，提高了停車場(chǎng)

14、的人性化程度和整體效率。(3) 對(duì)目前停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中普遍存在的安全性問(wèn)題，將用戶管理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)車牌識(shí)別、車型識(shí)別、車輛顏色識(shí)別進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)用戶和車輛進(jìn)行合法性驗(yàn)證的機(jī)制，提高了停車場(chǎng)的安全性能。1.3.2 擬定設(shè)計(jì)流程(1)問(wèn)題的提出及確定研究目標(biāo)。了解“停車難”問(wèn)題產(chǎn)生的原因，分析目前應(yīng)用的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)所存在的不足，確定研究的主要目標(biāo)。提出技術(shù)先進(jìn)、可靠性好、運(yùn)行效率高的新型停車場(chǎng)建設(shè)方案。(2)文獻(xiàn)整理閱讀。回顧國(guó)內(nèi)外停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn)，針對(duì)傳統(tǒng)停車場(chǎng)所存在的問(wèn)題。主要對(duì)收費(fèi)系統(tǒng)技術(shù)、射頻卡讀寫(xiě)技術(shù)、數(shù)字圖像處理與識(shí)別技術(shù)的相

15、關(guān)資料進(jìn)行收集和閱讀，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和參考。(3)停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括三方面：第一，對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行功能需求分析、確定系統(tǒng)管理介質(zhì)、系統(tǒng)的設(shè)備組成和工作流程，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；第二，以停車場(chǎng)內(nèi)部的運(yùn)行效率為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；第三，從系統(tǒng)安全性角度出發(fā)，對(duì)數(shù)字圖像處理與識(shí)別技術(shù)的車輛識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行研究。2 停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本方案致力于設(shè)計(jì)出達(dá)到目前自動(dòng)化程度最高和安全防盜性能最優(yōu)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)以提高系統(tǒng)自動(dòng)化、人性化程度和安全性為主。傳統(tǒng)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)重點(diǎn)均放在計(jì)費(fèi)收費(fèi)管理功能上，關(guān)注的是各個(gè)車輛進(jìn)出的時(shí)間以便于收費(fèi)，而在停車場(chǎng)的安全性、運(yùn)行效率

16、和針對(duì)顧客的人性化要求方面考慮得較少。針對(duì)這種情況，該停車場(chǎng)管理系統(tǒng)既保留了傳統(tǒng)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的所有功能，又以原有收費(fèi)介質(zhì)為依托，對(duì)管理介質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)和基于數(shù)字圖像與處理的車輛識(shí)別安全監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)攝取車輛圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、車輛顏色信息，并將這些信息與用戶卡唯一的對(duì)應(yīng)起來(lái)一同存入用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)車輛駛離停車場(chǎng)時(shí)，用戶卡、車牌號(hào)碼或車輛圖像等相關(guān)指標(biāo)匹配后才能放行。另外每次停車過(guò)程中，管理系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)停車場(chǎng)的實(shí)時(shí)停車情況為用戶指定一個(gè)符合最短路徑的有效停車位，并在整個(gè)停車過(guò)程中，系統(tǒng)都將通過(guò)電子顯示屏對(duì)顧客給予

17、路徑信息指示。本系統(tǒng)采用“一車一卡一位”的管理模式，即從車輛進(jìn)入停車場(chǎng)一直到車輛駛離停車場(chǎng)，與這輛車相關(guān)的所有數(shù)據(jù)均與卡的 ID 號(hào)唯一相關(guān)，通過(guò)這個(gè)唯一的 ID 號(hào)，我們可以將諸如用戶信息、車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、車輛顏色信息、車輛圖像、車輛進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間、停車時(shí)長(zhǎng)、指定停車位編號(hào)、泊車路徑、應(yīng)繳費(fèi)用等信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中統(tǒng)一起來(lái)，便于查詢和存儲(chǔ)。這樣便使收費(fèi)管理、泊車引導(dǎo)和車輛識(shí)別安全監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息建立在同一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)上，從而將各子系統(tǒng)有效的集成為一個(gè)統(tǒng)一的停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)。2.1 功能需求分析在智能交通系統(tǒng)中，對(duì)智能停車場(chǎng)的要求是既作為整個(gè)交通系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，又作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系

18、統(tǒng)。前者指的是作為整個(gè)智能交通系統(tǒng)的一部分，要求它能與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行信息互動(dòng)，即停車場(chǎng)不但能實(shí)時(shí)提供停車位的狀態(tài)信息，為整個(gè)交通系統(tǒng)的疏導(dǎo)和指揮提供參考，又能接收來(lái)自交通指揮中心的指令信息，接受統(tǒng)一調(diào)度安排；后者指的是它能獨(dú)立運(yùn)行，具備諸如計(jì)費(fèi)收費(fèi)、控制車輛出入、滿足用戶停車需求等停車場(chǎng)的基本功能。要建立智能停車場(chǎng)的體系結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的用戶服務(wù)要求，也就是明確停車場(chǎng)管理系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能。對(duì)于停車場(chǎng)的功能需求分析本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：交通管理部門、停車場(chǎng)管理者和用戶。交通管理部門對(duì)停車場(chǎng)的功能需求是滿足停車需要、調(diào)節(jié)交通，能夠讓需要停車的車輛進(jìn)入停車場(chǎng)停車，避免車輛在道路上滯留，

19、以此來(lái)緩解交通壓力，使整個(gè)交通有序運(yùn)行。因此，停車場(chǎng)必須具有方便停車、提供停車場(chǎng)停車位狀態(tài)信息的功能。停車場(chǎng)管理者對(duì)停車場(chǎng)的功能需求是保證車輛安全、計(jì)費(fèi)收費(fèi)、方便用戶停車等，這樣停車場(chǎng)應(yīng)該具有車輛出入控制、停車時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、泊車引導(dǎo)、車輛識(shí)別的功能。從用戶這一方面來(lái)說(shuō)，車輛安全是第一位的，對(duì)于費(fèi)用收取的透明度和停車、取車的方便快捷也是一個(gè)重要考慮因素。因此，綜合以上三方面對(duì)停車場(chǎng)管理的功能需求，把智能停車場(chǎng)中的停車服務(wù)功能和交通導(dǎo)行服務(wù)功能歸納起來(lái)，智能停車場(chǎng)應(yīng)至少具備以下幾個(gè)功能：(1) 車輛的出入控制功能；(2) 計(jì)費(fèi)、收費(fèi)功能；(3) 車輛識(shí)別功能；(4) 泊車引導(dǎo)功能；(5) 安

20、全監(jiān)控功能；(6) 停車場(chǎng)狀態(tài)信息收集、處理功能；2.2 管理介質(zhì)的確定管理介質(zhì)是停車場(chǎng)管理系統(tǒng)用來(lái)標(biāo)識(shí)每輛車及車主的唯一標(biāo)志，介質(zhì)中儲(chǔ)存有一組標(biāo)明車輛身份的數(shù)字標(biāo)識(shí)(ID)。管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)以此 ID 作為主鍵記錄和查詢車輛的用戶類型、使用權(quán)限、進(jìn)出時(shí)間、車輛牌照、車輛圖像等特征信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出入車輛的計(jì)費(fèi)收費(fèi)、出入控制、身份驗(yàn)證、泊車引導(dǎo)，以達(dá)到將各子系統(tǒng)集成為一個(gè)整體的停車場(chǎng)綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)的目的。管理介質(zhì)是管理系統(tǒng)的重要技術(shù)特征。通過(guò)使用何種管理介質(zhì)可以反映其系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)程度。以停車場(chǎng)管理系統(tǒng)使用的管理介質(zhì)為核心特征，停車場(chǎng)管理系統(tǒng)經(jīng)歷了磁卡、條形碼、接觸式 IC 卡以及非接觸

21、類型管理介質(zhì)等幾個(gè)發(fā)展階段。每個(gè)階段的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)都是在克服其上一代系統(tǒng)在管理介質(zhì)不足的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了管理系統(tǒng)的工作效率和可靠性，并豐富了管理系統(tǒng)的管理服務(wù)功能。2.2.1 管理介質(zhì)的確定停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的管理介質(zhì)有磁卡(紙質(zhì))，條形碼(紙質(zhì))，接觸式 IC 卡等多種，但是從性價(jià)比的角度考慮，本系統(tǒng)采用的是優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的射頻卡(簡(jiǎn)稱 RF 卡)。射頻卡是近十幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和 IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，解決了無(wú)源(卡中無(wú)電池)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。優(yōu)點(diǎn)：(1) 可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低。射頻卡與讀卡器之間無(wú)機(jī)械接觸。(2)

22、操作方便、快捷、刷卡無(wú)方向性。由于非接觸通信，讀寫(xiě)器在 5cm10m 甚至更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)都可以完成對(duì)卡片的操作，避免了灰塵、油污等外部惡劣環(huán)境對(duì)讀寫(xiě)卡的影響。 (3) 加密性能好、安全可靠。 (4) 抗干擾性強(qiáng)、 防沖突。射頻卡中存在快速防沖突機(jī)制，能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此終端可以同時(shí)處理多張卡片。(5) 多種權(quán)限級(jí)別管理?？稍O(shè)置多個(gè)權(quán)限級(jí)別，增加了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。目前，使用以射頻卡為代表的非接觸類型作為管理介質(zhì)的收費(fèi)管理系統(tǒng)已經(jīng)成為建設(shè)的主流方向。從操作簡(jiǎn)便性、系統(tǒng)可靠性和管理的有效性角度出發(fā)，本設(shè)計(jì)選用射頻卡作為系統(tǒng)的管理介質(zhì)。2.2.2 射頻識(shí)別系統(tǒng)的介紹最基本的射頻識(shí)別系統(tǒng)

23、主要由三部分組成：(1) 射頻標(biāo)簽：在這個(gè)系統(tǒng)中即分配給用戶的射頻卡。由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。(2) 讀卡器：用來(lái)讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，在停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中，一般安放在出入口處，讀取射頻卡上的用戶信息。另外它還可以用來(lái)初始化卡片和當(dāng)用戶充值時(shí)對(duì)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫(xiě)入。(3) 天線：在標(biāo)簽和讀卡器間傳遞射頻信號(hào)。系統(tǒng)還通過(guò)讀卡器的 RS485 接口與外部計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將讀取的信息上送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理或存儲(chǔ)。系統(tǒng)的基本工作流程是：讀卡器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等

24、信息通過(guò)卡內(nèi)置的發(fā)送天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)，經(jīng)過(guò)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀卡器，讀卡器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對(duì)不同類型的卡設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。2.3 系統(tǒng)工作流程停車場(chǎng)管理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程是以車主停車取車的過(guò)程為基礎(chǔ)的，停車場(chǎng)的工作流程也始終以用戶車輛進(jìn)出停車場(chǎng)的流程為中心。停車場(chǎng)用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶兩大類。1 臨時(shí)用戶臨時(shí)用戶是指臨時(shí)使用停車場(chǎng)停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有臨時(shí)性，隨機(jī)性，使用頻次低的特征。臨時(shí)用戶潛在數(shù)量龐大且身份不確定。

25、2 固定用戶 固定用戶是指長(zhǎng)期固定使用停車場(chǎng)停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有長(zhǎng)期性、規(guī)律性、使用頻次高的特征。固定用戶一般是停車場(chǎng)附近單位的工作人員或生活區(qū)的住戶，數(shù)量在一定時(shí)間內(nèi)是確定的。針對(duì)停車場(chǎng)用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶的實(shí)際情況，系統(tǒng)出入場(chǎng)工程流程也分為針對(duì)臨時(shí)用戶和固定用戶的兩種情況。為了在方便管理的同時(shí)盡量降低成本，停車場(chǎng)管理系統(tǒng)針對(duì)不同用戶采用不同的管理介質(zhì)。由于臨時(shí)用戶使用的頻率較低，針對(duì)這類用戶一般采用的是入場(chǎng)時(shí)臨時(shí)發(fā)卡，出場(chǎng)時(shí)即時(shí)收費(fèi)并回收卡片的方式。這里臨時(shí)用戶選擇采用近距離的無(wú)源射頻卡(臨時(shí)卡)；針對(duì)固定用戶使用頻率較高的狀況，為了方便管理，簡(jiǎn)化收費(fèi)手續(xù)，系統(tǒng)

26、為這類用戶建立個(gè)人檔案，把用戶的姓名、性別等個(gè)人基本資料以及包括用戶車輛型號(hào)、車牌、品牌等在內(nèi)的車輛信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。另外，在我國(guó) 2.4GHz2.4835GHz 的頻段是無(wú)需向國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)申請(qǐng)使用許可證的公用頻段，所以系統(tǒng)選擇給用戶分配一張帶鍵盤(pán)的遠(yuǎn)距離 2.4GHz 有源射頻卡(長(zhǎng)期卡)。帶鍵盤(pán)主要是為固定用戶在駛離停車場(chǎng)時(shí)作輸入密碼之用，通過(guò)密碼確認(rèn)的方式來(lái)杜絕因卡片被竊所導(dǎo)致的車輛被盜現(xiàn)象的發(fā)生?？ǖ?ID 作為數(shù)據(jù)庫(kù)中各關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表的主鍵。收費(fèi)一般采用按月或按年預(yù)充值的形式。遠(yuǎn)距離射頻卡與自動(dòng)化的出入口控制系統(tǒng)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于固定用戶在不停車的情況下完成所有的操作，大大方便了

27、用戶的停車，提高了停車場(chǎng)的通行效率，減少了出入口的擁塞現(xiàn)象出現(xiàn)。2.3.1 入場(chǎng)工作流程1臨時(shí)車輛入場(chǎng)工作流程如圖1所示，臨時(shí)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，設(shè)在車道下的車輛感應(yīng)線圈檢測(cè)到車輛的到來(lái)。將有車信號(hào)傳送給入口控制器，入口控制器獲取車輛到來(lái)的信號(hào)后，向相關(guān)設(shè)備發(fā)出指令，啟動(dòng)攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)。經(jīng)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理后，記錄車輛的牌照信息、顏色信息、車型信息等。語(yǔ)音提示設(shè)備提示用戶按動(dòng)取卡按鈕，入口控制器檢測(cè)到取卡信號(hào)后，通過(guò)串口給發(fā)卡機(jī)發(fā)送發(fā)卡命令。發(fā)卡機(jī)接到命令后，發(fā)出一張臨時(shí)用戶卡，剛才系統(tǒng)所獲取的信息即與此卡的ID 號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)。同時(shí)語(yǔ)音提示器提示用戶取走臨時(shí)卡。如果用戶在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不取卡

28、，發(fā)卡機(jī)將自動(dòng)吞回用戶卡，入口控制器取消此次入場(chǎng)工作。用戶取走卡后，發(fā)卡機(jī)發(fā)出用戶已取走卡的信號(hào)給入口控制器，入口控制器抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲?chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車無(wú)車”變化后，才自動(dòng)將欄桿放下，以杜絕砸車事件的發(fā)生。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬桿落桿”的動(dòng)作后，確認(rèn)本次入場(chǎng)過(guò)程已經(jīng)完成。2長(zhǎng)期卡入場(chǎng)工作流程如圖1所示，當(dāng)持長(zhǎng)期卡的用戶車輛進(jìn)入入口讀卡器的感應(yīng)范圍時(shí)，讀卡器即與射頻卡之間建立起信息交換系統(tǒng)，射頻卡向讀卡器發(fā)送卡信息，讀卡器判斷射頻卡的合法性和時(shí)間有效性，如有效則獲取射頻卡的 ID 號(hào)，并將其上送至數(shù)據(jù)處理中心。同時(shí)，攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)將啟

29、動(dòng)。攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識(shí)別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等；數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)讀卡器上傳的 ID 號(hào)，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中與此 ID 號(hào)相關(guān)的車輛信息，并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對(duì)，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯(cuò)提示信息。另外，數(shù)據(jù)處理中心還會(huì)檢查此固定卡是否過(guò)期，如果過(guò)期則會(huì)提示“用戶余額不足，請(qǐng)盡快充值”等信息。若符合條件，則給入口控制器一個(gè)有效信號(hào)，抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲?chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車無(wú)車”變化后，將欄桿放下。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬桿落桿”的動(dòng)作后，確認(rèn)本次入場(chǎng)過(guò)程已經(jīng)完成。由于長(zhǎng)期卡與讀卡器的信息交換距離在從十幾米到數(shù)

30、十米，并且都是在空間里完成的，時(shí)間花銷短，所以當(dāng)車輛到達(dá)入口時(shí)，電動(dòng)欄桿已經(jīng)抬起，這樣便實(shí)現(xiàn)了固定用戶的不停車操作。車輛進(jìn)入車道抬桿放行無(wú) 卡車輛檢測(cè)提取車輛信息發(fā)卡上傳卡號(hào)及車輛信息有卡獲取車輛信息身份驗(yàn)證時(shí)間有效性驗(yàn)證非法用戶時(shí)間過(guò)期報(bào)警電路人工操作車輛滿顯示禁止車輛進(jìn)入圖1 入場(chǎng)工作流程2.3.2 出場(chǎng)工作流程（1）臨時(shí)卡出場(chǎng)工作流程如圖2所示，用戶駕駛車輛進(jìn)入停車場(chǎng)離場(chǎng)通道，停在出口處，車輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車后，向出口控制器發(fā)出有車信號(hào)。攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識(shí)別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等；用戶將入場(chǎng)時(shí)取得的用戶卡交給管理人員，管理人員通過(guò)出

31、口讀卡機(jī)讀取用戶卡 ID 信息，并將用戶卡收回循環(huán)使用。數(shù)據(jù)中心通過(guò)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng) ID 號(hào)，獲得該用戶卡的類型(臨時(shí)卡)、入場(chǎng)時(shí)間，并查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中與此 ID 號(hào)相關(guān)的車輛信息，并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對(duì)，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯(cuò)提示信息。若符合，數(shù)據(jù)中心根據(jù)車輛在場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間和計(jì)費(fèi)費(fèi)率，計(jì)算出用戶應(yīng)繳費(fèi)額，并顯示在金額顯示器屏幕上。同時(shí)語(yǔ)音提示設(shè)備提示用戶應(yīng)繳納的金額，用戶交納相應(yīng)費(fèi)用后，管理人員將找零和打印的收費(fèi)票據(jù)一并交給用戶，按交易完成鍵，確認(rèn)交易完成后，通過(guò)出場(chǎng)控制器打開(kāi)出口電動(dòng)欄桿，用戶駕車駛出停車場(chǎng)。出口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車無(wú)車”變化后

32、，自動(dòng)將欄桿放下。計(jì)算機(jī)接收到出口欄桿出現(xiàn)“抬桿落桿”動(dòng)作后，確認(rèn)本次出場(chǎng)過(guò)程已經(jīng)完成，將先前獲得的用戶卡號(hào)、入場(chǎng)時(shí)間、出場(chǎng)時(shí)間保存到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中備查，完成一次出場(chǎng)過(guò)程。（2）長(zhǎng)期卡出場(chǎng)工作流程如圖2所示，持長(zhǎng)期卡用戶的車輛到來(lái)時(shí)，用戶通過(guò)鍵盤(pán)輸入密碼，讀卡器獲取該卡的信息，將信息上送到數(shù)據(jù)處理中心，啟動(dòng)車輛圖像識(shí)別系統(tǒng)，判斷用戶卡的有效性和密碼，并將數(shù)據(jù)中心查詢到的與此 ID 號(hào)相關(guān)的車輛信息與車輛識(shí)別系統(tǒng)獲取的信息進(jìn)行比對(duì)，如果符合，則給出口控制器一個(gè)有效信號(hào)，由出口控制器控制抬起出口電動(dòng)欄桿，用戶駕車離開(kāi)停車場(chǎng)，完成一次出場(chǎng)過(guò)程。車輛進(jìn)出車道抬桿放行臨時(shí)卡車輛檢測(cè)車輛信息信息 一致收費(fèi)非

33、法信息報(bào)警電路人工操作固定卡獲取車輛信息密碼確認(rèn)信息一致非法信息報(bào)警電路人工操作圖2 出場(chǎng)工作流程2.3.3 內(nèi)部工作流程內(nèi)部工作流程主要是用戶從入口出發(fā)找到停車位存車以及取車出場(chǎng)的過(guò)程。自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)停車場(chǎng)中最佳有效停車位和最短路徑的尋找，停車路徑和停車位編號(hào)指示，以便用戶快速找到空的有效停車位。當(dāng)車輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車來(lái)時(shí)，停車場(chǎng)內(nèi)部的車位檢測(cè)系統(tǒng)便將檢測(cè)到的車位信息送給中心處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，找到當(dāng)前的最佳有效停車位和最短路徑，并且將有效停車位的編號(hào)和路徑一起顯示在指示屏上，為了方便顧客，路徑信息中還包括了每個(gè)交叉口的轉(zhuǎn)向信息，即在每一個(gè)交叉路口都有相應(yīng)的顯示屏顯示顧客向左向

34、右等轉(zhuǎn)向信息，方便顧客在停車場(chǎng)中快速、準(zhǔn)確的找到指定停車位。2.4 管理系統(tǒng)組成有了系統(tǒng)功能需求以后就可以確定系統(tǒng)的外部實(shí)體，根據(jù)系統(tǒng)功能和系統(tǒng)外部實(shí)體，我們就可以從總體上對(duì)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)備組成停車場(chǎng)管理系統(tǒng)組成主要分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。按照停車場(chǎng)的工作流程和管理系統(tǒng)的功能以及設(shè)備的安裝位置，可以把硬件系統(tǒng)設(shè)備分為以下7 大類，如圖3所示。數(shù)據(jù)處理中心出入口控制系統(tǒng)自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)車輛識(shí)別系統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)用戶管理收費(fèi)系統(tǒng)出入控制系統(tǒng)車輛檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)卡讀卡系統(tǒng)車位檢測(cè)系統(tǒng)信息提示系統(tǒng)圖像攝入系統(tǒng)圖像處理系統(tǒng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)聲光報(bào)警系統(tǒng)用戶信息系統(tǒng)計(jì)費(fèi)收費(fèi)系統(tǒng)票

35、據(jù)打印系統(tǒng)圖3 停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(1)入口設(shè)備包括：入口自動(dòng)吐卡機(jī)，入口讀卡器，微波天線，車輛檢測(cè)器，入口語(yǔ)音提示設(shè)備，入口控制器，入口電動(dòng)欄桿，入口欄桿用車輛檢測(cè)器，入口車道攝像機(jī)，車位情況指示屏，入口聲光報(bào)警裝置；(2)出口設(shè)備包括：出口讀卡機(jī)，出口讀卡機(jī)用車輛檢測(cè)器，出口語(yǔ)音提示設(shè)備，出口控制器，停車費(fèi)用顯示屏，出口電動(dòng)欄桿，出口欄桿用車輛檢測(cè)器，出口車道攝像機(jī)，出口聲光報(bào)警裝置；(3)用戶收費(fèi)終端設(shè)備包括：計(jì)算機(jī)，視頻捕捉卡，485 通訊器，打印機(jī)；(4)數(shù)據(jù)處理中心設(shè)備包括：數(shù)據(jù)服務(wù)器，讀卡器，后備電源，通信Modem；(5)自動(dòng)泊車引導(dǎo)設(shè)備包括：車位信息處理計(jì)算機(jī)，車位信息檢

36、測(cè)系統(tǒng)，泊車引導(dǎo)電子顯示屏，語(yǔ)音提示設(shè)備；(6)停車場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備包括：監(jiān)控?cái)z像頭，視頻卡，顯示器，聲光報(bào)警裝置；(7)其他設(shè)備包括：照明設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備，消防設(shè)備等。2.4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)備的主要功能入口設(shè)備是車輛進(jìn)入停車場(chǎng)過(guò)程中所使用設(shè)備的集合。其應(yīng)具備的功能包括車輛檢測(cè)、發(fā)卡、讀卡、攝取車輛圖像信息、控制車輛進(jìn)場(chǎng)、顯示停車位信息等。其核心功能是車輛檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)車輛到來(lái)，管理介質(zhì)識(shí)別設(shè)備獲得用戶在管理系統(tǒng)中的身份標(biāo)識(shí)，攝像設(shè)備獲取車輛的相關(guān)特征信息，檢驗(yàn)用戶是否具有存車的權(quán)限并通過(guò)相關(guān)設(shè)備控制用戶的存車行為。出口設(shè)備是車輛駛離停車場(chǎng)(取車)過(guò)程中使用的設(shè)備的集合。其功能包括檢測(cè)車輛、讀卡、車輛特

37、征信息匹配、通過(guò)電動(dòng)欄桿控制車輛出場(chǎng)等。其設(shè)備的核心功能是通過(guò)管理介質(zhì)識(shí)別設(shè)備獲得用戶車輛在管理系統(tǒng)中的身份標(biāo)識(shí)，獲取車輛的相關(guān)特征信息，將車輛入場(chǎng)和出場(chǎng)車輛特征信息進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)用戶是否具有取車的權(quán)限，控制用戶的取車行為。用戶收費(fèi)管理設(shè)備是停車場(chǎng)管理系統(tǒng)底層硬件設(shè)備的控制中心，負(fù)責(zé)所有底層硬件設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、數(shù)據(jù)通信及控制功能。用戶收費(fèi)管理設(shè)備作為系統(tǒng)前端應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，應(yīng)為管理者提供友好的管理系統(tǒng)界面，顯示設(shè)備運(yùn)行情況和停車場(chǎng)管理信息，負(fù)責(zé)停車計(jì)費(fèi)收費(fèi)，執(zhí)行用戶發(fā)出的管理命令，給出口設(shè)備下發(fā)控制信息。通過(guò)停車費(fèi)用金額顯示器、票據(jù)打印機(jī)等配套設(shè)備，收費(fèi)終端可以完成停車交易的結(jié)算功能。2.4

38、.3 系統(tǒng)軟件設(shè)備組成及其主要功能系統(tǒng)軟件的組成主要有數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，即Microsoft SQL Server 2000軟件和系統(tǒng)使用平臺(tái)軟件，即現(xiàn)代智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)軟件3.2兩部分組成。數(shù)據(jù)處理設(shè)備是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理的硬件平臺(tái)，其功能是保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、車輛特征信息數(shù)據(jù)、以及泊車路徑信息等被安全可靠的存儲(chǔ)和查詢以及車輛識(shí)別系統(tǒng)的正常運(yùn)行。自動(dòng)泊車引導(dǎo)設(shè)備是在為顧客進(jìn)行泊車引導(dǎo)中所使用的停車位檢測(cè)設(shè)備，引導(dǎo)信息顯示設(shè)備以及車位信息處理設(shè)備的集合，其功能是當(dāng)有車輛到來(lái)時(shí)，快速的為顧客找到符合最短路徑的有效停車位編號(hào)及泊車路徑，并在停車過(guò)程中對(duì)顧客給予車

39、位指示和路徑指示。停車場(chǎng)監(jiān)控及報(bào)警設(shè)備是對(duì)停車場(chǎng)內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的攝像機(jī)、聲光報(bào)警、自動(dòng)拔號(hào)報(bào)警等設(shè)備，主要功能是對(duì)停車場(chǎng)內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控并結(jié)合報(bào)警裝置在有危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，以引起工作人員注意，保證停車場(chǎng)安全?，F(xiàn)代智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng) 3.2的主要功能及特點(diǎn)：1、本軟件主要用于小區(qū)、高速公路、工廠、地下車庫(kù)、賓館、物流等需要對(duì)車輛進(jìn)出進(jìn)行管理的場(chǎng)所。2、采用的ID、IC卡技術(shù)和圖象識(shí)別技術(shù)、車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理和機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品相接合，實(shí)現(xiàn)車輛管理的高度自動(dòng)化、智能化、杜絕車輛管理中可能存在的種種弊端，杜絕車輛的丟失，讓車輛管理變的輕松方便，且具有開(kāi)放性、兼容性。3、該軟

40、件具有圖象對(duì)比、自動(dòng)取卡、自動(dòng)收卡、自動(dòng)開(kāi)閘，自動(dòng)落閘、聚光燈控制，雙重防砸系統(tǒng)、分項(xiàng)授權(quán)管理、臨時(shí)卡管理、月卡管理、管理卡、免費(fèi)卡、儲(chǔ)值卡管理、LED滿位顯示、微軟的TTS語(yǔ)音提示系統(tǒng)、各種祥盡的數(shù)據(jù)查詢、豐富的報(bào)表、系統(tǒng)支持脫機(jī)使用。4、軟件界面直觀、友好、性能穩(wěn)定 是當(dāng)前國(guó)內(nèi)功能最完善、性能最穩(wěn)定的系統(tǒng)之一。3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要設(shè)備及其電路自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要用于檢測(cè)停車場(chǎng)車位狀態(tài)的車位紅外檢測(cè)系統(tǒng)，用于指示信息的電子顯示屏幕，用于語(yǔ)音提示的聲音裝置，以及信息處理設(shè)備(一般為數(shù)據(jù)中心的計(jì)算機(jī))。當(dāng)我們采用停車場(chǎng)最短路徑算法得到針對(duì)每個(gè)停車位的路徑后，我們可以對(duì)每條路徑的按長(zhǎng)度從小

41、到大的方式進(jìn)行排序，在數(shù)據(jù)庫(kù)中以此順序?qū)γ總€(gè)車位對(duì)應(yīng)的路徑信息及每條路徑所經(jīng)過(guò)的交叉路口所對(duì)應(yīng)的提示信息進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)顧客要到達(dá)某個(gè)車位停車時(shí)，只需從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出與此車位相關(guān)的信息，將這些信息與用戶的 ID卡對(duì)應(yīng)起來(lái)，并在電子顯示屏上進(jìn)行顯示。每個(gè)車位處均有一個(gè)指示燈，當(dāng)有顧客來(lái)時(shí)如果系統(tǒng)指定此車位給顧客，則將點(diǎn)亮此燈，燈與車位檢測(cè)器相連，當(dāng)停好車后，燈自動(dòng)熄滅。3.1視頻采集卡電路視頻采集卡又稱視頻捕捉卡，用它可以獲取數(shù)字化視頻信息，并將其獲取的數(shù)字化視頻信息存儲(chǔ)和播放 。這是整個(gè)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一部分，其功能是將視頻信號(hào)采集到電腦中，以數(shù)據(jù)文件的形式保存在硬盤(pán)上。它是我們進(jìn)行視頻處理必不可少的

42、硬件設(shè)備，通過(guò)它，就可以把攝像機(jī)拍攝的視頻信號(hào)從攝像帶上轉(zhuǎn)存到計(jì)算機(jī)中，利用相關(guān)的視頻編輯軟件，對(duì)數(shù)字化的視頻信號(hào)進(jìn)行后期編輯處理、比如剪切畫(huà)面、添加濾鐿、字幕和音效、設(shè)置轉(zhuǎn)場(chǎng)效果以及加入各種視頻特效等等，最后將編輯完成的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的VCD、DVD以及網(wǎng)上流媒體等格式，方便傳播。視頻采集卡電路具體電路如圖4 所示。由視頻采集卡電路和一穩(wěn)壓電路組成。其穩(wěn)壓電路主要由穩(wěn)壓集成電路LM7805來(lái)完成，輸出5V穩(wěn)定的電壓以保證視頻采集卡電路正常穩(wěn)定的工作， 由圖4中可以看出，視頻采集卡電路直接與電腦主機(jī)的VGA接口相連接，不需要外接其它輔助聯(lián)接設(shè)備，因此使用起來(lái)比較方便。由于直接相連接，減小了

43、傳輸過(guò)程中的信號(hào)損耗，達(dá)到視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)傳輸。視頻采集就是將視頻源的模擬信號(hào)通過(guò)處理轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)（即0和1），并將這些數(shù)字信息存儲(chǔ)在電腦硬盤(pán)上的過(guò)程。這種模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)變是通過(guò)視頻采集卡上的采集芯片進(jìn)行的。在電腦上通過(guò)視頻采集卡可以接收來(lái)自視頻輸入端的模擬視頻信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采集、量化成數(shù)字信號(hào)，然后壓縮編碼成數(shù)字視頻。因此這其中就需要有一個(gè)視頻采集卡數(shù)模A/D轉(zhuǎn)換流程，如圖5所示。圖4 視頻卡采集電路圖5 視頻采集卡數(shù)模A/D轉(zhuǎn)換流程3.2 車位紅外巡檢系統(tǒng)停車場(chǎng)最短路徑算法是以停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的，為了得到一張包含了車位信息的停車場(chǎng)抽象結(jié)構(gòu)圖，我們必須實(shí)時(shí)獲取停車場(chǎng)的車位信息，這里

44、我們采用的反射型紅外光束傳感器 SX250MJ 來(lái)獲得每個(gè)車位有車無(wú)車狀態(tài)。SX250MJ 是車位傳感器的主要部件，其性能決定了傳感器的可靠性。該傳感器利用紅外回波檢測(cè)法進(jìn)行位置檢測(cè)，有很強(qiáng)的抗靜電干擾和溫度干擾的特點(diǎn)，與超聲波檢測(cè)相比，速度快(響應(yīng)時(shí)間 30 ms)，不受機(jī)械噪聲干擾和電磁波干擾的影響，其檢測(cè)原理如圖6所示。圖6 紅外光束傳感器檢測(cè)原理反射型紅外光束傳感器 SX250MJ，其主要原理就利用紅外線發(fā)射/接收原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其主要電路如圖7、圖8所示：車位紅外巡檢系統(tǒng)的工作原理：當(dāng)無(wú)車時(shí)，發(fā)射器發(fā)射的光束通過(guò)地面反射后能被接收器接收到，光束傳感器輸出動(dòng)作“ON”。當(dāng)有車時(shí)，反射光束

45、不能被接收器接收到，其輸出動(dòng)作為“OFF”。通過(guò)單片機(jī)對(duì)其輸入口檢測(cè)就可以知道是否有車停在該車位。整個(gè)巡檢系統(tǒng)由主機(jī)和定位于各檢測(cè)車位之上的紅外光束傳感器從機(jī)組成。系統(tǒng)工作在主從工作方式下，由主機(jī)統(tǒng)一調(diào)度從機(jī)工作，各傳感器從機(jī)通過(guò) RS485接口與主機(jī)進(jìn)行半雙工通訊。整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)由主機(jī)發(fā)送指令統(tǒng)一管理，對(duì)傳感器進(jìn)行巡回檢測(cè)。從機(jī)通過(guò) RS485 總線接收到主機(jī)發(fā)送的地址碼，與自己地址核對(duì)并確認(rèn)自己被尋址后，開(kāi)始車位檢測(cè)，并將狀態(tài)信息送回主機(jī)。主機(jī)根據(jù)每次巡檢的結(jié)果進(jìn)行車位判斷。圖8中，IC1是LM567。LM567是一片鎖相環(huán)電路，采用8腳雙列直插塑封。其、腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩

46、器的中心頻率f2，f21/1.1RC。其、腳通常分別通過(guò)一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級(jí)低通濾波網(wǎng)絡(luò)。腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。腳所接電容的容量應(yīng)至少是腳電容的2倍。腳是輸入端，要求輸入信號(hào)25mV。腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個(gè)集電極開(kāi)路的三極管，允許最大灌電流為100mA。LM567的工作電壓為4.759V，工作頻率從直流到500kHz，靜態(tài)工作電流約8mA。LM567的內(nèi)部電路及詳細(xì)工作過(guò)程非常復(fù)雜，這里僅將其基本功能概述如下：當(dāng)LM567的腳輸入幅度25mV、頻率在其帶寬內(nèi)的信號(hào)時(shí)，腳由高電平變成低電平，腳輸出經(jīng)頻率/電壓變換的調(diào)制信號(hào)；如果在器

47、件的腳輸入音頻信號(hào)，則在腳輸出受腳輸入調(diào)制信號(hào)調(diào)制的調(diào)頻方波信號(hào)。在圖4的電路中我們僅利用了LM567接收到相同頻率的載波信號(hào)后腳電壓由高變低這一特性，來(lái)形成對(duì)控制對(duì)象的控制。圖7 紅外發(fā)射原理圖圖8 紅外接收原理圖3.3 電子顯示屏電子顯示屏主要用于顯示文字信息，給顧客以人性化的提示。以加快停車速度，提高停車場(chǎng)的效率。電子顯示屏主要在兩類位置進(jìn)行安放。(1) 在入場(chǎng)口顯示停車場(chǎng)是否仍有空車位以供停車，若停車場(chǎng)滿，則顯示“停車場(chǎng)滿” 信息；如果有空車位，則顯示“有臨時(shí)用戶停車位x個(gè)，固定用戶停車位x個(gè)，共x個(gè)” 信息。(2) 在停車場(chǎng)內(nèi)各通道的交叉口處，電子顯示屏主要負(fù)責(zé)顯示路徑信息，指示顧客

48、快速準(zhǔn)確的到達(dá)指定停車位。顯示信息一般為如下格式“ID 號(hào)為的顧客，你的車位為號(hào)，請(qǐng)?jiān)诖俗筠D(zhuǎn)(右轉(zhuǎn)、直走)”。每個(gè)交叉路口的電子顯示屏均有一個(gè)唯一的系統(tǒng)編號(hào)，此編號(hào)與交叉路口的編號(hào)一致，系統(tǒng)按此來(lái)對(duì)對(duì)應(yīng)的電子顯示屏存儲(chǔ)器寫(xiě)入提示信息，進(jìn)行顯示。3.4 聲光報(bào)警電路在車輛進(jìn)出場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)在檢測(cè)進(jìn)出場(chǎng)信息不一致以及固定卡過(guò)期報(bào)警電路啟動(dòng)并發(fā)出聲光警告信息，以便告知值班人員進(jìn)行人工處理。下面分析一下報(bào)警電路，如圖9所示：圖9 聲光報(bào)警電路該電路由兩個(gè)555多諧振蕩器組成，第一個(gè)振蕩器的振蕩頻率為12Hz，第二個(gè)振蕩器的振蕩頻率為1000Hz。將第一個(gè)振蕩器的輸出(3腳)接到第二個(gè)振蕩器的復(fù)位端(4腳)

49、。在檢測(cè)進(jìn)出場(chǎng)信息不一致以及固定卡過(guò)期時(shí)系統(tǒng)輸出高電平，第二個(gè)振蕩器振蕩;進(jìn)出場(chǎng)信息一致以及固定卡正常時(shí)系統(tǒng)輸出低電平，第二個(gè)振蕩器停振。這樣，蜂鳴器將發(fā)出間隙聲響。指示燈閃光頻率為12Hz，蜂鳴器發(fā)出間隙聲響的頻率約為1000Hz，指示燈采用發(fā)光二極管。在車輛出停車場(chǎng)出現(xiàn)車輛信息不匹配時(shí)，蜂鳴器將發(fā)出聲響，同時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光。3.5射頻卡讀取電路及其工作原理射頻卡讀取電路主要作用是對(duì)射頻IC卡進(jìn)行讀/寫(xiě)卡操作，進(jìn)而對(duì)卡進(jìn)行瀏覽、充值、取現(xiàn)、掛失、收繳等操作。射頻卡讀取電路如圖10所示，MCU是通過(guò)對(duì)讀寫(xiě)模塊MF RC500內(nèi)核特殊的內(nèi)存寄存器的讀寫(xiě)來(lái)控制MF RC50。M

50、F RC500射頻模塊的DOD7 (數(shù)據(jù)端口1和單片機(jī)數(shù)據(jù)端口P0口直接連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，中斷請(qǐng)求口IRQ和單片機(jī)的中斷0f INT0)連接，即單片機(jī)利用MF RC500提供中斷信息對(duì)其進(jìn)行控制。讀寫(xiě)器的控制單片機(jī)原理如圖所示。由天線拾取的信號(hào)經(jīng)過(guò)天線匹配電路送到RX腳，MF RC500的內(nèi)部的接收器對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和解調(diào)并根據(jù)寄存器的設(shè)定進(jìn)行處理，然后數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接口，由MCU進(jìn)行讀取。MF RC500通過(guò)兩個(gè)晶振，即TX1和TX2提供1356 MHz的能量載波驅(qū)動(dòng)天線。根據(jù)寄存器的設(shè)定對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制來(lái)得到發(fā)送的信號(hào)。Mifar

51、el卡采用RF場(chǎng)的負(fù)載調(diào)制進(jìn)行響應(yīng)。讀寫(xiě)器與上位機(jī)的通信采用RS一232方式。單片機(jī)AT89C52RC 與PC 串口電平不匹配，使用MAX232型電平轉(zhuǎn)換器進(jìn)電平轉(zhuǎn)換。圖10 射頻卡讀取電路4 車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)4.1車輛識(shí)別原理及其方框圖對(duì)于停車場(chǎng)的安全性來(lái)說(shuō)，用戶車輛的安全是最為重要的一方面。對(duì)于采用IC卡作為管理介質(zhì)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不法分子直接將車輛盜走的可能性較小，可能存在的安全隱患主要是：一方面，出口工作人員瀆職，沒(méi)有對(duì)車輛進(jìn)行校對(duì)，給不法分子以可乘之機(jī)；另一方面，不法分子偽造目標(biāo)車輛的車牌，人為觸發(fā)車輛檢測(cè)裝置，騙取 IC 卡或用 A 車的卡將 B 卡的車開(kāi)

52、走。因此為了防范不法分子采用這種掉包的方式盜取車輛，系統(tǒng)采用了“一卡一車一位”的管理模式和車輛信息匹配機(jī)制，即將用戶卡唯一地與包括車輛顏色、車輛型號(hào)、車輛牌照等在內(nèi)的入場(chǎng)車輛信息與出場(chǎng)車輛信息關(guān)聯(lián)起來(lái)，通過(guò)對(duì)出入場(chǎng)信息進(jìn)行匹配，驗(yàn)證車輛是否被掉包。這就需要管理系統(tǒng)具有對(duì)進(jìn)出車輛進(jìn)行識(shí)別的功能。針對(duì)這個(gè)功能，目前解決的方案根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)方法大致可分為兩類：人工識(shí)別和自動(dòng)識(shí)別。人工識(shí)別一般是基于車輛攝像加人工辨識(shí)技術(shù)；自動(dòng)識(shí)別一般是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理、模式識(shí)別相結(jié)合的車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。人工識(shí)別方法是對(duì)進(jìn)入停車場(chǎng)的車輛進(jìn)行攝像，人工記錄車牌號(hào)碼，并將獲取的信息與卡對(duì)應(yīng)起來(lái)，當(dāng)用戶駛離停車場(chǎng)時(shí)，

53、出口處的工作人員通過(guò)人工判別車輛在入口處所攝圖像、車牌號(hào)碼與出口處是否一致來(lái)達(dá)到防止盜車的目的。在入口處，通過(guò)光柵、地下感應(yīng)線圈、取票按鈕等方式都可以激發(fā)攝像機(jī)攝下車輛的圖像，并把圖像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。在出口收費(fèi)處，當(dāng)讀卡設(shè)備偵測(cè)到射頻卡時(shí)，收費(fèi)員的收費(fèi)界面上會(huì)出現(xiàn)該車在入口處所攝下的圖像。如果出口處沒(méi)有安裝攝像機(jī)的話，收費(fèi)員可以觀察該車輛是否與入口圖像相符。如果出口處安裝了攝像機(jī)，則在車輛開(kāi)到出口處時(shí)會(huì)激發(fā)攝像，并把圖像顯示在入口圖像的旁邊，讓收費(fèi)員可以對(duì)照兩個(gè)圖像是否相符。收費(fèi)員確認(rèn)后便可以收費(fèi)放行。車輛自動(dòng)識(shí)別方法全自動(dòng)鑒別車輛牌照、車輛型號(hào)、車輛顏色，并把這些數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的射頻

54、卡唯一的關(guān)聯(lián)起來(lái)，存儲(chǔ)到停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)里。在入口處，對(duì)于臨時(shí)停車用戶而言，可以通過(guò)光柵、地下感應(yīng)線圈、取票按鈕等方式激發(fā)入口攝像機(jī)攝下車牌的圖像，通過(guò)圖像處理技術(shù)和模式識(shí)別轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的車輛牌照、車輛型號(hào)、車輛顏色數(shù)據(jù)，并保存在計(jì)算機(jī)中；對(duì)于長(zhǎng)期用戶可以通過(guò)在射頻卡進(jìn)入讀卡器的感應(yīng)范圍并建立起通信后，來(lái)觸發(fā)圖像識(shí)別系統(tǒng)工作。在出口處，同樣可以通過(guò)以上兩種方式來(lái)激發(fā)圖像識(shí)別系統(tǒng)，將獲取的圖像數(shù)據(jù)與入口時(shí)存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行比對(duì)。如果數(shù)據(jù)相符，則放行；不相符，則發(fā)出告警信息。車輛自動(dòng)識(shí)別包括車輛牌照識(shí)別、車輛顏色識(shí)別、車型識(shí)別、車標(biāo)識(shí)別等，由于車標(biāo)的變化和復(fù)雜性較大，目前實(shí)際應(yīng)用得較多

55、的有車牌識(shí)別、車型識(shí)別、車輛顏色識(shí)別。另外由于停車場(chǎng)對(duì)車輛自動(dòng)識(shí)別需求的特殊性，即它并不要求一定要辨別出車輛具體是什么顏色，具體是什么車型，而只是要判斷進(jìn)出車輛的相似性，它不要求解決“它是誰(shuí)”，而只要求解決“它像誰(shuí)”的問(wèn)題。所以系統(tǒng)將以上三種常用的車輛識(shí)別技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將車輛牌照、車輛顏色、車輛型號(hào)三種反映車輛身份的物理特征信息抽象成適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)識(shí)別的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而確定前后車輛的相似性程度。車型識(shí)別智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域研究的重要基礎(chǔ)課題之一。目前出現(xiàn)的較多車型共有 5 類：吉普車型、公共汽車型、轎車型、微型面包車型、貨車型。要進(jìn)行汽車車型的自動(dòng)識(shí)別，首先需獲取車

56、型參數(shù)，且獲取的車型參數(shù)越多，越有利于后續(xù)車型的識(shí)別，越有可能提高車型的識(shí)別率。本系統(tǒng)采用基于圖像處理技術(shù)的車輛識(shí)別系統(tǒng)，如圖11所示：即采用數(shù)字圖像處理技術(shù)，依據(jù)不同車型車輛的特征信息和先驗(yàn)分類知識(shí)，對(duì)獲取的車輛圖像處理，獲取大量車輛特征參數(shù)作為知識(shí)庫(kù)，然后在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)時(shí)提取車輛特征，通過(guò)結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匹配分析來(lái)確定車型。缺點(diǎn)是易受所獲取圖像質(zhì)量影響，精確度不高，運(yùn)算量大且、處理速度慢。4.2 地感線圈電路及其工作原理地感線圈電路是泊車引導(dǎo)系統(tǒng)的核心部位，是用來(lái)執(zhí)行泊車引導(dǎo)的，已達(dá)到智能化停車的目地。它是利用LC振蕩電路原理來(lái)工作的，其主要電路構(gòu)成如圖12所示，在地面上先造出一個(gè)圓形的溝槽，

57、直徑大概1米，或是面積相當(dāng)?shù)木匦螠喜郏僭谶@CCD攝像機(jī)圖像預(yù)處理車輛區(qū)域定位字符分隔字符識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)顯示圖11 車輛識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖個(gè)溝槽中埋入兩到三匝導(dǎo)線，這就構(gòu)成了一個(gè)埋于地表的電感線圈，這個(gè)線圈是一個(gè)振蕩電路的一部分，由它和電容組成振蕩電路，其原則是振蕩穩(wěn)定可靠，這個(gè)振蕩信號(hào)通過(guò)變換送到單片機(jī)組成的頻率測(cè)量電路，單片機(jī)就可以測(cè)量這個(gè)振蕩器的頻率了。當(dāng)有大的金屬物如汽車經(jīng)過(guò)時(shí)，由于空間介質(zhì)發(fā)生變化引起了振蕩頻率的變化（有金屬物體時(shí)振蕩頻率升高），這個(gè)變化就作為汽車經(jīng)過(guò)“地感線圈”的證實(shí)信號(hào)，同時(shí)這個(gè)信號(hào)的開(kāi)始和結(jié)束之間的時(shí)間間隔又可以用來(lái)測(cè)量汽車的移動(dòng)速度，這就是“地感線圈”。由于地感線圈工作的環(huán)境比較惡劣，如風(fēng)吹、日曬、雨淋等，其周圍有時(shí)也可能存在多個(gè)磁場(chǎng)的干擾。因此在保證其穩(wěn)定準(zhǔn)確工作的同時(shí)，其技術(shù)的最關(guān)鍵要求是要能夠設(shè)計(jì)出的