停车场管理系统需求分析说明书.docx
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停车场管理系统需求分析说明书
停车场管理系统需求分析说明书
1、引言
电子技术的飞速发展，使各行各业受益匪浅，人们过去想都不敢想的技术已经给我们带来了便捷和高效。
最近几年，RFID电子标签及其跟踪系统已经堂而皇之地进入了我们的生活，并已开始得到广泛应用：
在超市内，当你挑选了装满整整一个购货车的商品，走到超市出口的时候，将不需要任何条码扫描，只要推着购物车穿越RFID读码器即可，几秒种的功夫，总货款及商品的信息被清清楚楚地显示在屏幕上。
射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术（以下通称RFID技术）。
RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。
RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。
RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。
随着相关技术的不断完善和成熟，RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。
RFID技术产业将对提高社会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远影响。
作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，RFID已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一，在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。
本说明书主要描述如何实现RFID智能停车场管理系统，以及该系统的实现目的、范围、功能。
供概要实际人员和软件开发人员参考。
1.1目的
RFID智能停车场管理系统是为了提高停车场的运行效率、加强安全性以及与智能交通系统的信息互动，把相关科学技术发展领域的最新成果合理有效的应用到停车场管理系统的完善和发展中，对停车场进行智能管理。
1.2背景
随着国家经济间建设的不断发展，国有综合实力的不断提高，小汽车已经逐步走进千家万户。
面对汽车时代的来临，整个社会对于智能停车场要求也将进入一个全新的物业管理模式。
对城市中的车辆而言，行驶时为动态，停放时为静态，停车设施是静态交通的主要内容。
我国城市共有668个，其中大城市81个，特大城市34个，中等城市203个，小城市384个。
这些城市因多种原因，目前已经不同程度地出现了动态交通的拥堵和静态交通基础设施建设落后于动态交通条件的状况，全国停车位缺口平均在60%以上。
交通基础设施的建设、车辆安全管理是每个城市建设规划者日益面临的一个重要课题。
RFID智能停车场是基于国际上流行、国内正日渐重视的行业——RFID技术的成熟开发和成功应用而产生的。
其不可防制性、抗干扰性、抗击打性、快速识别性、智能鉴别性等等特性毫无疑问的为各类停车场管理提供了一种全新的解决方案。
1.3参考资料
编号
资料名称
作者
出版单位
1
《软件工程课程实践》
陈明
中央广播电视大学出版社
2
《实用软件工程》
郑人杰
殷人昆
陶永雷
清华大学出版社
3
《软件工程课程设计》
李龙澍
郑诚
机械工业出版社
2任务概述
2.1目标
RFID的智能停车场管理系统应具有操作简单、使用方便、功能先进等特点，停车场使用者可以在最短的时间进入或离开停车场，从而提高停车场的管理水平，取得更高的经济效益和良好的社会效益。
它一方面以智能化设备和完善的管理软件来简化人的劳动，实现停车场车辆进入、场内监控以及计费收费等全过程的完全无人化管理；另一方面通过网络化管理实现能够在一个相对广阔的地域内（例如一个城市）了解多个停车场情况，提前预定停车位，最终实现“随意”停车的目标。
2.2系统（或用户）的特点
RFID的智能停车场管理系统利用现在高新科学技术对停车场进行管理，使用方便快捷，系统灵敏可靠，设备安全耐用，能准确地区分自有车辆、外来车辆和特殊车辆，即时收取停车费及其他相关费用，。
自动化设计，车辆出入快速，提高档次和效率提供优质、安全、自动的泊车服务。
由于尽量减少人工的参与，从而最大限度的减少人员费用以及由于人为失误或舞弊造成的损失。
节约管理人员的费用支出，提高工作效率和经济效益。
能提高管理的有效性、安全性、可靠性和停车场运行自动化程度。
2.3假定和约束
（1）开发过程中，增删功能的费用与客户协商。
（2）该软件开发运行的最短寿命为5年。
（3）开发经费是由使用该系统的公司支持。
（4）开发软件投入使用的最迟时间是一个月。
（5）软件的维护经费可以向客户索取。
3需求规定
3.1软件功能说明
包括车辆进出管理与系统管理等功能模块的说明，可根据车辆停放时间及收费标准自动收费。
（1）车场管理：
车辆入场、车辆出场。
车辆进入停车场时，系统记录车辆的车牌号码和进入时间。
车辆离开停车场时，根据车辆车牌号码判断是否为固定车位车辆，如果为固定车位车辆则不收费，只记录车辆离开停车场时间；如果为自由车位车辆则根据进入时间和离开时间计算出停车费用进行收取。
所有进出停车场的信息（包括停车卡号码、进入时间、离开时间、停车费用）都记入一个进出记录表以备查询和统计使用。
下面是针对停车场RFID技术在车辆入场和出厂方面的功能说明。
入场说明：
1）无源电子标签卡持有者、储值卡持有者
将车驶至读卡机前到达天线感应区域，收费电脑自动抓拍、记录车辆图像；
感应过程完毕，发出“嘀”的一声，过程结束；
道闸自动升起，中文电子显示屏显示：
“欢迎入场,请到A区停车（智能调节车场停车情况）”，同时发出提示音，如读卡有误中文电子显示屏亦会显示原因，如：
“金额不足”、“此卡已作废”等；
司机开车入场，进场后道闸自动关闭。
2）临时泊车者
将车驶至读卡机前，司机按动位于读卡机盘面的出卡按钮取卡，取卡过程中自动完成读卡过程，同时收费电脑自动抓拍、记录车辆图像系统分配车位；
感应过程完毕，发出“嘀”的一声，读卡机盘面的中文显示屏显示礼貌语言，并同步发出语音；
道闸开启，司机开车入场，进场后道闸自动关闭。
出场说明：
1）有月卡、储蓄卡的用户
司机将车驶至读卡机前到达天线感应区域；STS无源电子标签卡到达感应区内；感应过程完毕，读卡机发出“嘀”的一声，过程完毕；读卡机接受信息，电脑自动记录、扣费收回，并拍摄车辆图像，供收费人员与入场时该车图像对照，以确保“一卡一车”制及车辆安全；无误后收费人员按电脑确认键；读卡机盘面上设的滚动式LED中文显示屏显示字幕“一路顺风”，如不能出场，会显示原因；道闸自动升起，司机开车离场；
出场后道闸自动关闭。
2）临时泊车者
司机将车驶至车场出场收费处；取出卡在读卡机盘面感应区晃动；读卡机发出“嘀”的一声，读卡过程完毕；读卡机接受信息，收费电脑根据收费程序自动计费，计费结果自动显示在电脑显示屏及中文显示屏上，同时作语音提示；司机缴费；并将卡交给收费员；值班人员按电脑确认键，电脑自动记录收款金额；中文显示屏显示“一路顺风”；
道闸开启，车辆出场；出场后道闸自动关闭。
（2）信息查询：
某时间段的出入场信息，当前在场信息，车辆历史停车记录及收费信息。
系统的查询功能可以查询包括自由车位空闲数目、自由车位停车情况、固定车位使用情况、固定车位车主信息、自由车位使用率等多种信息。
将自由车位空闲数目或自由车位使用率显示在停车场入口处，可以提示即将进入停车场的车主；如果自由车位已满，更可以给出指示，并不允许继续进行车辆进入自由车位停车场的操作。
（3）信息维护：
用户及停车卡信息维护、充值等。
根据系统的需求分析，将系统设计的功能分为三大模块：
车辆进出管理模块、信息查询模块和系统管理模块。
其中车辆进出管理模块包括进入停车场和离开停车场费用结算，信息查询模块包括自由车位空闲数目指示、固定车位停车情况查询、固定车位车主信息查询、自由车位停车情况查询，系统管理模块包括总收取费用显示、停车费率设定及修改、详细收费情况查询、指定车辆进出记录查询、系统初始化功能。
（4）系统管理：
车位信息，计费标准等。
进出记录表中记录了包括固定车位车辆和自由车位车辆的所有进出信息和收费情况，每车每次离开停车场时增加一条记录，非常方便日后查询和统计工作的需要。
其中设定的“免费车辆”字段用来记录免费停车的特殊车辆的进出信息，使该车停车费用记零，不影响总停车费用的统计。
（5）停车场车位划分：
首先将停车场划分为固定车位和自由车位两部分。
固定车位又可以称为专用车位或内部车位，它的特点是使用者固定，交费采用包月制或包年制，平时进出停车场时不再交费。
对于固定车位的车辆，系统有着详细的信息记录，包括车辆信息和车主信息。
自由车位又可以称为公用车位或公共车位，它的特点是使用者不固定，针对临时性散客服务，车辆每次出停车场时，根据停车时间和停车费率交纳停车费用。
固定车位的车辆总是停放在自己的车位上，而不停放在自由车位上。
不同类型停车场的固定车位和自由车位数目比例是不同的，比如商场、车站、机场类停车场的自由车位数目相对较多，而住宅小区、单位自用类停车场的固定车位数目相对较多。
停车场的固定车位和自由车位数目一般情况下是固定不变的，但有时根据停车场规划改变也需要调整，系统可以在系统管理功能里对这两类车位的数目进行设定和修改。
（6）系统包含两类用户：
管理员用户和普通用户。
软件系统可设定多个操作员级别，不同级别的操作员进入软件系统需使用的不同密码。
不同等级的操作人员进入软件系统后，能实现不同的功能。
普通操作员级只能实现基本功能；主管级能实现包括操作员在内的其他一些功能，且能修改操作员密码；经理级是最高等级的操作人员，能实现包括操作级、主管级在内的所有功能，并可修改全部操作人员密码。
所有的软件操作均有操作员日志记录（不可更改），以备查询。
软件系统具有良好的兼容性及资料保护性。
开机等几秒钟自动进入停车场电脑管理系统；显示屏上出现停车场管理登陆界面，操作人移动光标选择自己的账户，再在键盘上敲入自已的密码，登记完毕，按屏幕提示进行各种收费管理操作；操作人员下班时，须进行换班登记，移动光标至“换班登记”处，按回车键，系统弹出当班得的收费总额及分类明细，完成款项交接经确认后完成交班过程；下班人员上岗需重复上岗操作过程，方能开始操作管理。
如图所示为收费人员的工作。
管理人员进入“操作登记”栏，在专用发行读感器上感应高级授权卡，打开管理菜单；
管理人员移动光标进所要执行的栏目，按回车键即可；
授权过程,用光标进入“发行管理”栏，按回车键，即可发行新卡。
如图所示为管理人员的工作。
普通用户只能查询车辆历史记录、用户信息、停车卡充值，查询计费标准。
“停车场管理系统”顶级数据流图
“停车场管理系统”第一层数据流图
3.2对功能和性能的一般规定
对各种类型用户进行的管理标识，对出入车辆进行的识别验证，对用户的计费、收费以及停车引导等过程都存在着大量的数据信息。
为了将这些功能集成到同一系统中，这就要求存在一种介质将各种信息关联起来，以实现数据的集中管理。
收费是停车场最基本的一项功能，它也是停车场管理系统中发展的最早、最快和最完善的一个部分。
传统停车场的收费都是采用人工方式，收费过程繁琐，工作人员劳动强度高，停车场利用率低下，票款易流失。
随着经济的发展以及技术的进步，为了克服这些缺点，各种新技术、新材料的应用使停车场收费系统的功能逐渐完善，可靠新逐步提高，计费收费方式也发生了改变。
管理介质是停车场管理系统用来标识每辆车及车主的唯一标志，介质中储存有一组表明车辆身份的数字标识（ID）。
管理系统中的数据库以此ID作为主键记录和查询车辆的用户类型、使用权限、进出时间、车辆牌照、车辆图像等特征信息，从而实现对出入车辆的计费收费，出入控制、身份验证、停车引导，以达到将各子系统集成为一个整体的停车场综合管理系统的目的。
（1）车位信息查询及更新模块图：
图1.车位信息查询及更新模块图
（2）停车信息查询及更新模块图：
图2.停车信息查询及更新模块图
（3）收费费率查询及更新模块图：
图3.收费费率查询及更新模块图
3.3精度
必须应对正确的车辆，如表3-1所示
输入数据
要求
车牌号
能正确扫描车牌号
进入时间
时间精度到秒
离开时间
时间精度到秒
实际费用
以小时为单位
表3-1进出车辆记录
对于设别车辆，可选用读感距离和近距离两种形式，当远距离时，采用车载源最远可达到2.5米，可根据实际情况而定，无论采用哪种形式，对车辆的识别度都要求精准。
对于进出时间，固定车主可使用常用卡，确定有效的期限，在有效期限内，可自由进出车场。
对于临时车辆，使用临时卡，采用计费方式，实际计费采用小时计费，不足一小时按一小时算。
自动识别永久卡和临时卡，记录存储，对于永久卡有固定车位的，对停车位进行监测，当车辆停在车位时，反馈到系统，系统可判断停车场是否还有空位，从而决定是否让车进入。
3.4时间特性
时间特性分为几个须严格控制的时间，对于进出入车辆的时间记录，射频反应时间严格精确到秒，信息记录精确到秒，抬杆，落杆反应时间严格控制（设备老化或非正常情况例外），以免压车
3.5灵活性
对前面提到的运行环境要求不应存在困难要求，如遇到错误需要及时提示用户错误。
遇到不可抵抗灾害，如雷雨天气等导致射频失效，有可应对的措施，当射频失效，系统不能自动识别车辆，自动系统崩溃的情况下，可人为的操控杆，以免对进出的车辆造成不必要的麻烦。
系统遇到恶劣天气停止工作，当天气恢复正常，并且没有外界因素干扰的情况下，系统有自动恢复的能力，每隔一小时尝试自动恢复，如条件允许，则恢复工作状态，如条件不允许，则继续等待。
4运行环境规定
4.1环境条件
环境温度：
－25℃~＋55℃。
理想湿度：
5％～95％。
使用环境：
室内外全天候条件。
工作电压：
220V±15%，50Hz。
4.2出入口票箱指标
外形尺寸：
宽（W）×长（L）×宽（H）：
330×330×1150mm。
通信接口：
符合RS-232/485标准。
电源：
220V，/50Hz。
读写速度：
0.1秒。
感应距离：
≤15cm。
4.3自动路闸
外形尺寸：
W×L×H=210×300×1100mm
升降时间：
≤3秒
电源：
220V，/50Hz
功率：
0.25KW
栏杆：
折臂式、杆长3m或6m
通信接口；符合RS-232/485标准
4.4车辆感应器
线圈感应系数：
50μH～200μH
线圈激磁频率：
300Hz～250Hz
4.5感应式IC卡
外形尺寸：
宽（W）×长（L）：
54.0±0.08mm×85.6×0.2mm
厚度：
0.9±0.025mm
擦/写次数：
≥10万次
数据保持：
≥10年
4.6图像捕捉卡
总线结构；PCI总线
图像功能：
亮度、对比度、灰度调节
图像分辨率：
16/24bitRGBcolor160×120
4.7远距离智读写器
工作频率：
902MHz～928MHz
工作方式：
以广谱跳频（FHSS）或定频发射脉冲方式工作
灵敏度：
多档可调；
读卡速度：
单卡平均读取每32bits小于10ms
安全机制：
能够对电子标签进行合法性检验。
读卡方式：
可每隔一定时间自动读卡，也可由输入触发信号控制读卡。
数据输出接口：
一个Wiegand26/34口,可兼容国内现有IC卡应用控制器。
一个RS485口或RS232口，可进行双向数据传输，通信协议对用户开放。
一个N型微波天线接口
发光二极管（LED）：
红灯指示电源，黄灯指示是否连接天线，绿灯指示数据输出口通信状态；
供电：
配220V交流输入＋5V直流输出变换器；
功耗：
峰值功率小于12W；
外形尺寸：
240mm*200mm*42mm
重量：
铝合金外壳，整机重约3.0Kg；
5RFID智能停车场解决方案
5.1典型的RFID系统架构
RFID系统由RFID标签、RFID阅读器、RFID中间件和RFID应用组成，如下图所示：
RFID标签是RFID系统中信息数据的载体，在RFID标签（以下简称标签）中存放有识别物体的基本信息，通过将标签与物体绑定，实现了标签与标签附着物的一一对应，从而可有效识别物体。
RFID读写器是RFID系统中的信息录入和信息采集设备。
RFID读写器（以下简称读写器）发送无线信号，与标签进行通讯。
在标签与物体绑定之初，读写器将标识物体信息的数据写入到RFID标签中存储。
在RFID系统运行过程中，RFID读写器可获取存储在标签中的信息数据，从而识别物体。
读写器将获取到的数据传递给RFID中间件和应用进行处理。
RFID中间件介于RFID读写器与RFID应用之间，完成数据处理和传输功能。
RFID中间件实现RFID读写器和后端应用系统之间的信息交互，捕获实时的信息和事件，或上行给后端系统，或下行给读写器。
通过RFID中间件，为RFID系统搭建了应用的RFID网络服务平台，为应用奠定基础。
RFID应用实现系统的业务和流程处理控制。
应用系统通过中间件可实时对系统中的物体进行识别、跟踪和定位，从而可进行可视化的管理和控制，达到提高效率、降低成本的目的，并为系统提供更丰富的功能和增值业务。
5.2系统功能及逻辑设计
5.2.1系统拓扑结构
智能停车场管理系统可以采用各种网络拓扑结构，服务器与管理工作站为局域网（LAN）形式联接，计算机对车场控制器以RS232/RS485方式联接；简洁，投入使用快，系统稳定性好。
投资回报率最高。
其拓扑结构方框图如下所示：
管理控制中心的PC机的配置方法
1、工作站建议配置：
PentlumIII800/128M/40G
2、服务器建议配置：
P1.4G/256M/40G
5.2.2网络拓扑图
对于停车场系统而言，每一台服务器都是真正的业务主机，担负着停车场的关键任务，数据的迅速存取是值得关心的问题，但数据的安全更不容忽视，一旦硬盘出现故障或因操作不当造成数据丢失或损坏，企业将蒙受巨大的损失。
由此可见，这样的一台服务器，它所存储的数据价值远远超过了机器本身的价值。
SQL服务器选型不可忽视。
对停车场工作站而言，选择PentlumIII处理器，对整个系统反应速度起到关建的作用，只须在停车场出口处安装一台电脑管理即可。
网络集线器担负着整个网络的数据联络过程，发行中心主要目的是为了集中发卡，统一管理；一般将服务器放置在财务室。
一级网络通过RS232或RS485联网，主要为各出入口控制机提供通讯，读卡数据的采取，二级网络为LAN以太网联接，完成计算机与计算机的通讯及数据的存贮功能，SQL服务器担负着数据查询及处理，及网络资源的分配，及各工作站的权限分级审查。
5.2.3系统工作流程
升级会员 