陳浩宇　劉健　賴濱濱　黃楷　洪瑋　汪華斌　黃震

摘 要： 針對(duì)傳統(tǒng)停車場(chǎng)管理效率不足、用戶體驗(yàn)不佳等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee無(wú)線技術(shù)與微信公眾平臺(tái)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集停車場(chǎng)內(nèi)車位、亮度等數(shù)據(jù)，借助GPRS模塊傳輸數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器處理數(shù)據(jù)，并通過(guò)PC客戶端和微信公眾號(hào)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，將停車場(chǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)“可視化”。測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行良好，符合預(yù)期要求。

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng)； 停車場(chǎng)； ZigBee； GPRS； 微信公眾平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2016）08-53-03

Abstract： In view of the problems of traditional parking lot management system that the efficiency is insufficient， the user experience is not good， and so on， a parking lot management system based on ZigBee wireless technology and WeChat public platform is designed. The system uses the ZigBee wireless sensor network to collect various data in the parking lot， including the parking spaces and brightness. And uses GPRS module to transmit the data， uses the database server to process the data， and the PC client and WeChat public number to monitor the data， so as to make the parking lot data visualized. Test results show that the system works well and meets the expected requirements.

Key words： Internet of Things； parking lot； ZigBee； GPRS； WeChat public platform

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)汽車保有量不斷增長(zhǎng)，停車場(chǎng)規(guī)模日益大型化。隨著“停車難”等問(wèn)題的突出，傳統(tǒng)停車場(chǎng)的管理效率和可靠性已難以滿足現(xiàn)階段的要求[1-4]。

ZigBee技術(shù)作為一種新興的短距離無(wú)線通信技術(shù)，具有低成本、低功耗、低速率等特點(diǎn)[5]，并已大量應(yīng)用于自動(dòng)控制、工業(yè)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域[6]。

本系統(tǒng)采用ZigBee模塊[7-8]和GPRS模塊[9-10]采集、傳輸數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)服務(wù)中心。通過(guò)本系統(tǒng)，停車場(chǎng)管理員可借助PC客戶端和微信公眾號(hào)實(shí)時(shí)管理停車場(chǎng)；用戶可使用微信公眾號(hào)與停車場(chǎng)進(jìn)行信息交互，使用停車短信提醒等服務(wù)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)初衷在于提升停車場(chǎng)管理效率，改善用戶使用體驗(yàn)。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、PC客戶端和微信公眾號(hào)四大部分構(gòu)成。

系統(tǒng)整體介紹如下：ZigBee終端節(jié)點(diǎn)外接傳感器采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器；ZigBee協(xié)調(diào)器通過(guò)GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；PC客戶端和微信公眾號(hào)顯示數(shù)據(jù)和發(fā)送指令。當(dāng)汽車離開(kāi)所停車位后，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)車位狀態(tài)變化，自動(dòng)向用戶手機(jī)發(fā)送提醒短信[11]。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件主要由ZigBee模塊、GPRS模塊、紅外傳感器、光照傳感器等構(gòu)成。系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。

2.1 ZigBee模塊

ZigBee模塊芯片選用TI公司的CC2530芯片。CC2530芯片支持最新的ZigBee2007/PRO協(xié)議，具有更好的操作性、節(jié)點(diǎn)密度管理、數(shù)據(jù)負(fù)荷管理，并支持網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[12]。

2.2 GPRS模塊

GPRS模塊選用華為GTM900-C無(wú)線模塊，支持GSM/GPRS兩個(gè)頻段，支持標(biāo)準(zhǔn)AT命令及增強(qiáng)AT命令。模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸、短信發(fā)送等功能。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 ZigBee模塊軟件設(shè)計(jì)

ZigBee協(xié)調(diào)器啟動(dòng)后，自動(dòng)選擇信道，組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)。ZigBee終端啟動(dòng)后自動(dòng)搜尋并加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并由ZigBee協(xié)調(diào)器分配一個(gè)隨機(jī)且惟一的短地址。ZigBee終端入網(wǎng)后執(zhí)行相應(yīng)功能，如傳感器采集數(shù)據(jù)。ZigBee模塊軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

3.2 服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)

服務(wù)器程序采用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

3.3 PC客戶端軟件設(shè)計(jì)

PC客戶端采用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。作為停車場(chǎng)管理工具，實(shí)時(shí)顯示停車場(chǎng)內(nèi)部信息，并提供燈光控制等功能。PC客戶端軟件設(shè)計(jì)流程如圖5所示。

3.4 微信公眾號(hào)后臺(tái)設(shè)計(jì)

利用微信公眾平臺(tái)提供的官方接口，后臺(tái)采用PHP語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。通過(guò)微信公眾號(hào)，用戶可與停車場(chǎng)進(jìn)行交互，管理員可隨時(shí)隨地管理停車場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)功能和PC客戶端一致。微信公眾號(hào)后臺(tái)設(shè)計(jì)流程如圖6所示。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)采集與傳輸

ZigBee協(xié)調(diào)器啟動(dòng)后，自動(dòng)通過(guò)GPRS模塊與服務(wù)器建立遠(yuǎn)程連接；ZigBee終端采集并發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)；ZigBee協(xié)調(diào)器接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。服務(wù)器程序數(shù)據(jù)接收結(jié)果如圖7所示。

4.2 PC客戶端功能實(shí)現(xiàn)

PC客戶端啟動(dòng)后自動(dòng)連接服務(wù)器，實(shí)時(shí)更新程序主窗體：顯示各區(qū)域空閑車位、亮度信息和照明燈狀態(tài)；更新車位狀態(tài)圖。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)照明燈控制（自動(dòng)或手動(dòng)）等功能。PC客戶端主窗體界面如圖8所示。

4.3 微信公眾號(hào)功能實(shí)現(xiàn)

微信公眾號(hào)實(shí)現(xiàn)駕車導(dǎo)航、用戶信息、空閑車位信息、停車短信提醒以及管理員模式等功能。停車短信提醒演示效果如圖9所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)結(jié)合ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，大大降低了系統(tǒng)架設(shè)和維護(hù)難度。借助微信公眾平臺(tái)，打破傳統(tǒng)停車場(chǎng)的信息封閉性。本系統(tǒng)簡(jiǎn)單高效，交互性強(qiáng)，具有一定的實(shí)現(xiàn)意義和市場(chǎng)價(jià)值。

本系統(tǒng)目前只能顯示停車位的個(gè)數(shù)，進(jìn)一步的設(shè)想是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)停車位的查詢和引導(dǎo)功能。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 劉鴻智，李雪花，杜宇人.基于ZigBee的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2015.7：124-126，130

[2] 吳志紅，楊躍臣.嵌入式停車場(chǎng)管理系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2010.11：3126-3129

[3] 張?jiān)孪?，劉永超，王加慶，孟令望.基于Android和嵌入式的智能停車場(chǎng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2015.8：2830-2833

[4] 楊清娜，李宥謀，葛茂. 智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011，01：72-75

[5] 趙利芳. 智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 信息通信，2015.1：88-89

[6] 曹永健，錢承山，許強(qiáng)，胡二猛.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的停車場(chǎng)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2014.6：42-44

[7] 岳學(xué)軍，劉永鑫，王葉夫，陳樹(shù)榮，林達(dá)，全東平，燕英偉.基于ZigBee與地磁傳感技術(shù)的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2014.3：884-887

[8] 劉義才.智能檢測(cè)技術(shù)在停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2014.10：67-68

[9] 舒華文，周鵬.手機(jī)與ZigBee結(jié)合的城市停車系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2015.6：1676-1681

[10] 李正明，汪付川.基于嵌入式的智能停車場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子器件，2014.4：742-745

[11] 朱振中，陳向東，張瑾，饒鋮.面向停車場(chǎng)管理系統(tǒng)多協(xié)議網(wǎng)關(guān)研究[J].通信技術(shù)，2013.6：104-105

[12] 李正民，張興偉，柳宏川.基于CC2530的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù)，2013.5：25-28