物联网+智能停车平台项目计划书高校版Word格式文档下载.docx
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找车位、停车场智能导航、室内车位诱导、预定车位、自助停车等功能；
最大化提高车位利用率，为用户办公出行提供更多方便；
优化社会公共资源配置，有效的改善了交通现状，提高了停车场管理的安全性、服务质量和效率。
1.1项目背景及意义
跨入21世纪以来汽车工业迅猛发展。
此外，国家把城市化、城镇化列为我国经济发展的一个方向，城市人口的急剧增长和规模的不断扩大为城市的交通带来更大的发展机遇，同时城市交通也面临着更大的挑战。
为了满足日益增长的交通需求，必须尽快改善城市的交通条件和设施的利用效率。
在1990-2003年的13年里，中国的汽车保有量保持着高速增长的态势，其中汽车保有量的平均增长率达到了12%，低于私家车的平均增长率，与GDP相比，高出了2%。
具2005年的不完全统计，汽车总量达到2800万辆，其中将近60%的车辆都属于个人所有。
根据政府部门和城市交通相关部门的统计，停车场的数量以及停车位的数量都很有限，也就是说停车位远远小于汽车的总量，不能满足当前用户的停车需求。
这就造成了城市交通拥堵的现象，并且越来越严重。
根据目前发展趋势，据专业人士推测，私家车数量的急剧增加势必会提高对停车场的要求，目前的停车场已经不能满足当前的停车需求，因此“停车经济”具有很好的发展前景。
伴随着停车场规模的扩大以及停车位的增加，对停车场的有效管理也越来越重要，所以针对目前对停车场的需求有必要开发一套高效运行的智能停车场管理系统。
经济和汽车行业的飞速发展使得私家车的数量急剧增长，这加大了城市道路的交通压力。
为了缓解道路的交通压力，有效的停车管理显得更为重要。
停车紧张严重影响了城市道路的动态交通，这会降低城市道路的车辆承载量，其中停车又分为停车场内停车和停车场外停车，不论是停车场的静态交通，道路上的动态交通。
它们都是相互影响的，都会影响城市道路的交通。
有效的静态交通能够降低车辆的运输成本，缓解交通压力，减少了汽车废气排放量。
但是，传统的停车场已经不能满足规模正在飞速扩大的停车场需求，车位供不应求，停车管理不够先进，这更加重了交通阻塞，同时也破坏了环境，降低了人们的生活水平。
我们应该及时的采取措施，保证整个城市朝着绿色、可持续和有条不紊的方向发展。
因此，从可持续发展的眼光来看，解决广大用户“停车难”的问题迫在眉睫。
一个城市的中心地带交通比较繁忙，控制的停车需求可以限制机动车的出行量，常用的调节方法包括车位数量的分配、停车费用和备用停车场配给标准三种。
目前城市交通的要求越来越高，不论是信息需求量还是信息信息传输的速度，传统的停车场管理系统己经不能满足当前城市交通的要求，因此提高停车场的智能化程度迫在眉睫，并且智能停车场是整个智能交通系统的一个重要组成部分，要求它必须能实时地向交通管理中心提供泊车信息，交通管理中心根据停车场采集到的泊车信息做出分析来对停车进行调节，因此信息互动对于智能停车场来说也很重要安全性也是停车场管理的一个重要方面，这关系到了用户的切身利益和整个停车场的经济效益。
另外在一些大型停车场，用户和车位都比较多，车主在停车场内部可能会花费很长的时间来找到有效泊车位，因此车位引导对于用户来说也很重要，有效的车位诱导系统可以维持停车场内部的秩序，节省用户的停车时间，加速了停车系统运行因此，车位诱导子系统的设计也是智能停车场管理系统中的一个重要方面。
目前智能停车场管理系统利用先进的科学技术，己经实现了停车场的自动化管理，很大程度提高了管理系统的可靠性、车辆的安全性和运行有效性。
停车场的自动化管理最大程度上减少了人工的参与，从而节省了大量人工方面的开支，也最大限度地降低了人为方面造成的失误和损失，因此也相应提高了停车场的安全性、经济性和使用效率。
但是目前智能停车场管理系统所用到的相关技术还不成熟，智能化程度比较较低，还没有达到所需要的自动化程度，目前智能停车场管理系统的一部分具有智能功能，比如自动收费系统等。
本项目主要内容是如何设计与实现基于嵌入式技术的智能停车场管理系统，使其满足目前停车场管理的需求。
1.2停车场管理系统的国内外发展现状
1.2.1国外发展现状
发达国家的一些大城市的停车场的建设比较先进，它们的停车场管理系统也相对比较完善一些。
目前它们的停车场建设的规模己经很大，规划也比较合理，管理系统也相对完善，场内停车和场外停车能够相互协调，在停车位分配和停车收费问题上得到了合理的解决，例如日本实行的车与车位一一对应的方案，并且总停车位多于车辆的数量，这样有效解决了停车困难的问题，并且这些发达国家投入到停车场建设的投资也很高，能够达到总投资的，这个比例远远高于我国的投入所占的百分比，因此国外己经意识到了停车场管理的重要性，其目前的停车场己经达到了一定的智能化程度，内部工作人员也相对较少，管理也比较轻松，并且自动化程度也很高，实现了不停车进出停车场以及不停车收费。
目前在车位诱导子系统中基于地图的二次开发算法的最优路径搜索应用的比较多，但是不能很好的满足停车需求。
1.2.2国内发展现状
目前国内停车位数远远低于车辆的数量，比例大概是1:
5，这远远低于国外的停车场的比例，给停车带来了巨大的压力，因此道路交通压力也很大。
国内的停车场自动化程度和智能化程度都很低，现场采集的数据是采用人工记录的方式在纸张上存在的，并且记录内容分布比较分散，不利于集中统计和管理，既浪费了人力也浪费大量的财力，不利于用户的查询也不利于管理者的综合管理，因为数据量比较大，所以定量的分析这些数据比较困难，只能定性的分析所存储的数据进行车位监控以及路径导航，现在仍然出现了很多问题，比如入场时间长、出口收费系统不完善等。
国内的停车场管理系统功能比较单一，一般重点是放在收费功能的实现上，根据停车的时间来计算停车的费用。
目前停车场还停留在很原始的管理方式，比如管理介质是磁条、条码卡或者接触式IC卡，比较老式的停车场甚至还在使用人工发放停车卡的形式管理车辆。
很明显，传统的管理方式把车、车主和卡都分隔开来了，记录的资料里边只是卡里所存的信息，包括车辆的入场信息和车牌号码等，不是车主本人拿着卡也能将车取走，车的安全性不能得到保障，因此发生车辆丢失的情况比较常见。
比如:
有些人开着廉价车在入口处趁管理人员不注意时在入口处骗取停车卡，进入停车场后，将豪华车开出停车场。
传统的这种相对比较过时的管理方式不但造成车主损失严重，也给停车场本身带来了巨大的潜在危机。
对于车主来说，安全停车是前提，不能安全停车即使有很多停车位，车主也不会选择在这个停车场停车，安全性是停车场的一项基本要求。
所以，如何加强停车场内的停车安全性是目前停车场管理系统关注的焦点之一。
目前的大型停车场管理系统，没有设智能车位诱导系统，只是简单地向用户提示场内是否还有空停车位以及空停车位的编号，没有为车主提供具体的有效停车位以及如何到达空停车位的最优路径。
因此对于处于大型停车场内部的车主来说，准确而快速的找到有效停车位很困难，快速到达指定停车位更困难，这样既浪费了车主的停车时间，也降低了停车场的整体的运行效率，如果停车数量比较多时，停车场内部可能会处于混乱状态。
因此，在停车场内部设有高效可靠运行的车位诱导系统对车主和停车场来说都意义重大，这样可以帮助车主快速找到停车位，帮助用户快速到达指定停车位，从而很大程度上提高了停车场的人性化程度、自动化程度和智能化程度。
目前随着私家车的急剧增多，城市道路交通压力的增大，停车需求的猛增，停车场建设规模也迅速扩大。
因此要求停车场管理系统更加复杂，功能更加强大和科技含量更加高。
智能停车场是大中型城市的现代智能交通的重要组成部分，也是城市新兴的智能建筑的重要组成部分，目前对智能停车场己经做了很多研究和分析，比如，大连理工大学的学者就设计了基于非接触式IC卡的停车场管理系统，并且己经运用到了现场，更加完善了停车场的收费功能;
北京工业大学的学者设计了基于LonWorks现场总线的停车场管理系统，对场内的通信问题进行了深入研究和分析，解决了传统停车场内部的通信问题;
哈尔滨工业大学的学者重点研究和分析了停车场对智能交通的影响，以及静态停车和动态停车的关系以及它们之间的相互影响;
北京理工大学的学者重点研究和分析了智能停车场中的视觉技术。
这些学者们对智能停车场的建设做出了重大贡献，增强了停车场的功能。
但是他们的一些研究成果还没有很好的应用在实际停车场中，目前停车场的自动化程度仍然很低，智能化程度也不高，安全性也不能得到保障。
智能停车场的每个子系统不能很好的协调工作，这样不能保证安全停车，停车场的整体运行效率也很低。
因此，为了满足停车需求，停车场管理系统朝着更加人性化、更加集成化、更加网络化、更加智能化的方向发展，尽量减少工作人员的人为工作量，提高运行效率，更好的为智能交通服务，目前如何把己经取得的高科技成果灵活的加以转换，运用到智能停车场的建设中是停车场研究领域的首要任务。
1.3目标
1.3.1用户方面：
对于“有车一族”，庞大的人群基数是我们主要用户量的保证，这类用户对停车位的强烈需求是我们移动端开发的主要目标。
能为用户提供：
停车场车位信息获取、停车场智能导航和自助停车这三个核心功能。
“某”找车位APP，基于硬件端车位检测信息，更加时效性的反馈给需要寻找停车位的车主。
力求满足日益提高的消费者需求，提供更舒适、便捷的服务。
1.3.2停车场方面
对于所有与平台合作的停车场来说，最大的得益处在于两点。
第一，使停车场的收益大大提升。
所有“某”找车位APP的用户都能直观地了解所有合作停车场的车位信息，极大程度增加停车场信息的传播。
在缩减用户停车时间的同时也提高了停车场的使用效率。
第二，加强了对停车场的管理。
“某”停车场管理后台在目前停车场的基本需求上增添了很多关于缩小管理人员工作量，规范停车场管理的相关模块。
1.4政府支持
由于张家界交警部门，张家界交警一大队领导对“某”停车管理平台项目长期以来的关注和支持，就停车管理相关业务合作进行可行性讨论。
并委托开发此系统以解决张家界中心城区街道周边停车位管理问题。
并对张家界中心城区停车位、景区停车位、以及特殊情况下车位信息进行规范化管理。
第二章实现方案以及相关技术说明
2.1软件系统总架构设计
“某”智能停车平台通过基于单片机系统的数据采集器发送车位停车数据到ARM服务器，ARM处理好数据及时发送给服务器，WEB服务器接收到数据后，将数据存储到数据库中，在停车场管理人员可以管理自己名下所有停车场信息，APP用户则可以使用移动设备中安装的“某”APP获取实时车位信息等服务。
由硬件端、服务器端、移动端三大模块组成。
图2-1软件系统架构设计图
图2-2系统结构图
2.1.1数据集成方案
数据处理中心是软件与硬件结合的中间介质，通过ARM板把每个单片机处理的数据收集起来发送给数据处理中心，进行处理并把有效的数据存进数据仓库。
然后移动设备通过读取服务器发送过来的数据，并把及时的车位信息展现给用户。
图2-3数据传输图
2.1.2总功能概述
某智能停车平台项目共分为两大模块：
后台管理系统、某APP客户端。
图2-4功能示意图
2.1.3主要模块功能概述
1、服务器端负责：
录入类型数据信息的增删改查，停车场信息，赋予停车位的财务、车位权限管理，数据汇总分析管理，广告投放管理，系统管理；
2、客户端主要是负责：
车位信息的查看，对车位进行增删改等多个操作，还有都有每天、每月、每季度的财务信息进行查看，汇总统计，最后，可以发布、更新停车场的价格，合作共享客户数据功能。
3、移动端主要是负责:
根据车主的情况，来进行语音选择旅游、自驾游、酒店、出差等，诱导车主对最近的停车场进行停车功能，在线预订车位功能，停车计时功能，在线缴费功能，反向寻车功能，车位租赁功能，广告显示功能，常用地址导航历史功能，离线地图下载，我的钱包功能，室内导航功能。
2.2硬件端
硬件平台设计包括两个大模块：
单片机模块、ARM模块。
2.2.1系统功能需求
1、监测停车位状态信息。
2、实时反馈采集信息。
保证数据可靠性、时效性。
3、二维码识读，发送认证数据。
4、车位诱导系统
2.2.2系统总体结构
图2-5系统结构图
2.2.3ARM模块
每个停车场安装一个ARM，负责接收单片机传来的数据，经过内部优化并传送到网络服务器。
子模块包括：
最小单片机模块：
包括单片机组成所需的电源、芯片、复位、振荡电路以及扩展部分等部分；
超声波测距模块：
通过超声波模块实时检测该车位状态，通过串口线把信息传给ARM主机；
图2-6单片机模块设计图
串口通信模块：
发送接收数据；
网络通信模块：
串口信息分析并及时发送到网络服务器。
图2-7通信模块设计图
LED车位诱导模块：
控制LED显示屏将车位信息进行展示。
图2-8LED车位信息显示屏
图2-9室内车位系统诱导结构图
2.2.4管理设备：
道闸：
与二维码识读设备通信，当用户用身份认证二维码进入停车场时、以结算认证二维码离开停车场时，识读正确升起道闸。
图2-10道闸
二维码识读设备：
对用户身份认证二维码和结算认证二维码进行识读。
正确传递认证信号到道闸，错误传递报错信息到服务器。
图2-11二维码识读设备
剩余车位显示屏：
读取服务器停车位数据，显示停车位剩余情况、分布信息。
图2-12剩余车位显示屏
2.2.5技术相关
单片机最小系统：
或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。
单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。
本系统用的STC89C52R芯片，STC89C52R是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
串口通信：
RS-232串口：
由电子工业协会（ElectronicIndustriesAssociation，EIA）所制定的异步传输标准接口。
HC-SR04串口：
超声波测距传感器模块，用于探测是否有车辆停放。
nRF2401A是由Nordic公司出品的单芯片无线收发芯片，工作于2.4GHz～2.5GHz的全球免申请（ISM）频率。
用于单片机数据无线传输，传输距离500-800
LED显示屏控制系统（LEDDisplayControlSystem）：
又称LED显示屏控制器、LED显示屏控制卡。
它是组成LED显示屏的核心部件、主要负责接收来自计算机串行口或DVI接口的画面及视频显示信息，置入帧存储器，按分区驱动方式生成LED显示屏所能识别的串行显示数据和扫描控制时序。
二维条码/二维码（2-dimensionalbarcode）：
是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；
在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：
它具有条码技术的一些共性：
每种码制有其特定的字符集；
每个字符占有一定的宽度；
具有一定的校验功能等。
同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。
2.3服务器端
图2-16服务器端系统结构图
2.3.1系统功能需求
停车位信息管理子后台：
1、车位停车信息显示：
所有车位的状态显示：
忙碌（有车）空闲（无车）警告（违规停车）维护（设备维护）以及车位信息显示。
2、车辆具体信息展示：
车主信息展示（车主姓名、车辆车牌）、车辆停放开始时间、车辆停放总时长、车主付费信息反馈。
3、违规信息显示：
违规项主要包括：
未按照停车规范停车的（占用多个车位）、未使用停车管理系统但占用车位的。
系统将所有违规信息反馈到停车场子后台，工作人员前往问题车位统计车辆信息，在车主驶离停车场时提醒车主完成付费。
4、财务管理模块：
1）付费信息显示：
按日期显示当天缴费详细情况
2）所有交易信息汇总，以便纳入财务档案中
5、广告模块：
1.广告的信息录入、修改、删除、查看等功能；
6、系统维护功能：
注册信息服务、数据交换与接口管理、用户管理、字典维护、指标管理、售后服务管理、权限管理、数据仓库备份等功能来进行对整个系统的运行、维护管理和数据备份。
停车位信息管理总后台：
忙碌（有车）空闲（无车）警告（违规停车）维护（设备维护）。
3、用户个人信用模块：
每月对使用APP用户设置初始信用分，对有违规使用情况的用户扣除信用分（拖欠缴纳停车费用达一定天数的、违规停车的），对信用良好用户实行奖励措施（停车费用折扣等）。
2.3.2实现方案
1.服务器端接收数据流程图
技术原理：
通过Arm发送http请求给服务器端，服务器端开启Apache-tomcat服务器，利用servlet、jsp技术，接收数据。
流程如图所示：
图2-17服务器接收数据流程图
2.移动端向服务器端获取数据业务流程图
移动端通过http请求，访问服务器端，主要是以JSON传输数据给移动端，移动端利用httpclient.jar解析数据。
业务流程如图所示：
图2-18移动端向服务器获取数据图
3.车位信息管理业务流程图
技术原理：
通过输入用户名与密码发送http请求，服务器通过shiro框架判断是否授权，SpringMvc框架中redirect跳转至主界面进行停车场功能、财务功能、类型功能等操作。
图2-19车位信息管理图
2.3.3技术相关
通过Arm发送http请求给服务器端，服务器端开启Apache-tomcat服务器，利用servlet、jsp技术，SpringMvc框架，Hibernate框架，shiro框架，jquery、jqueryeasy-ui前端框架，Mysql数据库，集群技术，接收数据。
移动端通过http请求，访问服务器端，主要是以JSON传输数据给移动端，移动端利用httpclient.jar解析数据。
javaEE开发的管理平台。
二维码生成、处理技术：
手机二维码是二维码技术在手机上的应用。
二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面（二维上）分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术，由一个二维码矩阵图形和一个二维码号，以及下方的说明文字组成，具有信息量大，纠错能力强，识读速度快，全方位识读等特点。
2.4移动端
面向广大车主，“某停车”从用户对停车位迫切需求的角度出发，研发设计了一套找车位APP。
图2-20系统结构图
2.4.1系统功能需求：
1、城市空闲车位显示：
用户能在APP带有的地图上查看所有具有收费停车位的停车场地理位置并显示剩余车位数量。
2、停车场搜索：
用户可根据自身需要查询不同类别的停车场信息。
3、最近停车位推荐：
通过用户GPS地理位置信息，推荐最近具有空闲停车位停车场，按路程长短以列表的形式体现。
4、停车位诱导：
为用户提供停车场空闲车位推荐，以及室内停车位引导。
5、停车场智能导航：
用户选择任意停车场后自动规划行车路线并具有语音导航提示。
6、停车付费功能：
用户通过绑定银行卡或者第三方支付的形式完成停车付费。
7、二维码：
身份认证码获取、交易信息码获取。
2.4.2实现方案
1、用户注册与登录
用例图：
图2-21
图2-22登陆注册用例图
用例说明：
注册时,用户输入所需填写信息,移动端进行初步检查,待输入合格后将注册数据发给服务器端,经服务器验证（服务器数据库中无重复用户）返回成功消息,用户注册成功.
登陆时,用户在移动端输入用户账号密码后,发送给服务器端,经过服务器端验证成功后（在服务器数据库中有注册）则可登入成功。
2、地图显示
图2-23地图显示用例图
用户在保证网络连接的前提下,进入地图界面,显示由XX地图提供的地图数据,可以进行地图放大缩小、地点搜索、定位、线路规划、地点导航等功能。
3、停车场搜索
图2-24停车搜索用例图
用户通过语音或者文字输入目的停车场,数据将发送到XX地图平台,返回搜索数据,在界面上显示出目的停车场.
4、最近停车场推荐
图2-25停车场推荐用例图
用户在地图界面点击停车场推荐图标,发送当前地点到服务器端,服务器端检索,返回停车场数据,经过XX地图端处理,得到地图数据,显示在界面上。
5、空闲车位显示
图2-26空闲车位用例图
用户点击进入车位显示界面,根据服务器数据,显示对应停车场剩余车位信息。
6、停车场诱导
图2-27停车诱导用例图
用户进入停车场显示界面,选择目标停车场,点击导航按钮进入导航页面,导航页面自动规划最优路线,时时定位直达停车场。
7、停车付费功能
图2-28停车付费用例图
用户进入停车界面,将会显示停车场地点及车位编号等信息,当要结束停车时,点击结束停车按钮,停车计时结束,将会生成费用提示弹出框,用户点击则可进入支
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