智慧停車自助終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

1、智慧停車自助終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 摘要：針對(duì)智能停車場(chǎng)自助終端智能化管理問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能停車場(chǎng)自助終端管理系統(tǒng)，提出了由人機(jī)交互系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、自助繳費(fèi)系統(tǒng)、廣告系統(tǒng)等組成的終端系統(tǒng)架構(gòu)。人機(jī)交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)終端機(jī)人性化界面和操作，方便用戶操作終端機(jī)；數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)讀取、計(jì)算、存儲(chǔ)自助終端機(jī)所需處理的數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)終端機(jī)與中控、PLC之間的信息發(fā)送與接收；自助繳費(fèi)系統(tǒng)支持多種支付方式，方便顧客使用；廣告系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)根據(jù)客戶要求調(diào)整。整體而言，本系統(tǒng)較好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)自助終端、挪動(dòng)終端、上位機(jī)、PLC的一體化智能管理，對(duì)顧客而言有較好的操作體驗(yàn)。關(guān)鍵詞：

2、智能停車；系統(tǒng)架構(gòu)；數(shù)據(jù)傳輸；自助繳費(fèi)引言近年來(lái)，隨著現(xiàn)代社會(huì)信息化的開(kāi)展，社會(huì)效勞行業(yè)陸續(xù)推出自助終端設(shè)備效勞，諸如銀行、便利店、火車站等場(chǎng)所都有自助終端機(jī)效勞，自助終端機(jī)可以有效的減輕人員擁擠的問(wèn)題，良好的操作體驗(yàn)以及方便快捷的效勞是自助終端機(jī)最大的特點(diǎn)。在智能停車場(chǎng)中，自助終端設(shè)備已經(jīng)是不可或缺的組成局部【4】。但是對(duì)于智能停車場(chǎng)，自助終端的使用率沒(méi)有到達(dá)期望值，人們更愿意通過(guò)最原始的方式去停車，尤其是一些沒(méi)有用過(guò)自助終端的人，所以在停車場(chǎng)這種即時(shí)效勞場(chǎng)所，終端機(jī)的人性化設(shè)計(jì)顯得格外重要【5】。本文將從自助終端機(jī)的實(shí)際需要出發(fā)，通過(guò)突出其實(shí)用性與審美性，提出了自助終端機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得人們

3、在停車過(guò)程中使用終端機(jī)可以方便快捷的停取車輛【6】。本次設(shè)計(jì)主要目的是開(kāi)發(fā)一個(gè)智能終端系統(tǒng)適配于智能停車場(chǎng)的終端機(jī)，結(jié)合現(xiàn)代城市停車位供不應(yīng)求的問(wèn)題【7】，尤其是在人員集中的地段更加需求。從通訊協(xié)議的開(kāi)發(fā)、交互界面的研究、軟件構(gòu)架等方面出發(fā)與終端機(jī)硬件適配提出解決方案。同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代自助終端機(jī)的應(yīng)用理論，改良現(xiàn)有單功能設(shè)備設(shè)計(jì)中的缺乏，為通用性智能停車場(chǎng)自助終端機(jī)的設(shè)計(jì)提供有效參考。1系統(tǒng)環(huán)境.NETFramework是微軟為開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序而創(chuàng)立的一個(gè)平臺(tái)，可以在Windows操作系統(tǒng)和Windowsmobile操作系統(tǒng)上運(yùn)行，也有在其他系統(tǒng)運(yùn)行的版本，如Linux版本和MACOS，.NETFra

4、mework主要包含一個(gè)龐大的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，可以在客戶端或效勞器端中通過(guò)面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)來(lái)使用這些庫(kù)，局部庫(kù)定義了一些根本類型。類型是數(shù)據(jù)的一種表達(dá)方式，指定最根本類型有助于使用.NETFramework的各種語(yǔ)言之間進(jìn)展交互操作，這統(tǒng)稱類型系統(tǒng)。MySQL是一種開(kāi)放源代碼的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，使用最常用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理語(yǔ)言-構(gòu)造化查詢語(yǔ)言SQL進(jìn)展數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理。MySQL因其速度、可靠性和適應(yīng)性被廣泛使用，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，你可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展添加、刪減、查詢、修改等操作。數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在任意設(shè)備上，從效勞器到桌面電腦和挪動(dòng)終端，無(wú)論何時(shí)何地，數(shù)據(jù)都可控制。具有可信、高效、高速等特點(diǎn)。對(duì)于開(kāi)發(fā)人

5、員而言，可以在答應(yīng)下下載并根據(jù)特定需要對(duì)其進(jìn)展修改，軟件使用簡(jiǎn)便、支持多種操作系統(tǒng)。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)終端機(jī)硬件是整個(gè)系統(tǒng)的載體，在本次設(shè)計(jì)中，每一步流程都需硬件的支持，系統(tǒng)的功能和性能狀況取決于硬件的規(guī)格和質(zhì)量，結(jié)合系統(tǒng)需求與各設(shè)備廠商的產(chǎn)品參數(shù)，終端機(jī)設(shè)備硬件需要具備如下功能和技術(shù)指標(biāo)：主機(jī)需要到達(dá)當(dāng)前主流PC運(yùn)算才能且裝備獨(dú)立顯卡；繳費(fèi)，支持支付寶支付、微信支付以及錢包支付；紙張打印，同時(shí)支持不同規(guī)格的紙張都可以打印出良好的憑條；觸摸操作，屏幕為高清觸摸屏并支持主流分辨率。結(jié)合無(wú)人值守停車場(chǎng)的實(shí)際需求，自助終端系統(tǒng)包括自助停車業(yè)務(wù)、自助取車業(yè)務(wù)以及自助繳費(fèi)業(yè)務(wù)等三個(gè)局部。自助停車主要包含對(duì)用

6、戶信息核實(shí)、停車流程監(jiān)控、車輛信息顯示等業(yè)務(wù)功能。自助繳費(fèi)業(yè)務(wù)那么包含計(jì)算消費(fèi)金額、生成支付寶收款碼、生成微信收款碼以及余額收款碼，待自助繳費(fèi)完成后，才可取出車輛。自助取車業(yè)務(wù)包含用戶個(gè)人信息核實(shí)、車輛出庫(kù)、機(jī)械手抓取等功能，由此實(shí)現(xiàn)了打印憑證碼、自助停車、自助取車、自助繳費(fèi)、掃碼取車等業(yè)務(wù)功能為一體的自助終端系統(tǒng)，其整體硬件架構(gòu)如圖1所示。1主控模塊：主控模塊是控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作、進(jìn)展流程處理的核心部件。本次設(shè)計(jì)中采用搭載Windows64位操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，同時(shí)處理多任務(wù)線程不會(huì)出現(xiàn)卡頓、死機(jī)現(xiàn)象。2人機(jī)交互模塊：用于用戶與自助終端機(jī)的交互。終端機(jī)選用交換了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤(pán)等設(shè)備，用戶通過(guò)

7、點(diǎn)擊觸摸屏即可完成停取車流程。3數(shù)據(jù)傳輸模塊：終端機(jī)同PLC傳輸數(shù)據(jù)基于S7通訊協(xié)議，S7通訊協(xié)議是西門子S7系列PLC內(nèi)部集成的一種通信協(xié)議。它是一種運(yùn)行在傳輸層之上會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層、經(jīng)過(guò)特殊優(yōu)化的通信協(xié)議，其信息傳輸可以基于MPI網(wǎng)絡(luò)、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)以及以太網(wǎng)。S7通信協(xié)議參考模型見(jiàn)表1。4憑條打印模塊：憑條是包含用戶個(gè)人信息和停車憑證重要驗(yàn)證方式，所以終端機(jī)憑條要求紙張具有較好的打印適應(yīng)性和完好的保存性，對(duì)印刷黑標(biāo)要求具有嚴(yán)格的準(zhǔn)確性。采用SDK通信接口的熱敏打印機(jī)，用戶操作方便快捷。5掃描模塊：二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)定在平面上分布的黑白相間的圖像記錄數(shù)據(jù)符號(hào)，

8、而掃描機(jī)器具有超強(qiáng)識(shí)讀各種二維碼才能，屬于高敏感光學(xué)設(shè)備，并自帶自動(dòng)補(bǔ)光燈技術(shù)。3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是終端機(jī)系統(tǒng)的核心，首先軟件可以驅(qū)動(dòng)硬件、實(shí)時(shí)監(jiān)控硬件設(shè)備狀態(tài)并可以遠(yuǎn)程協(xié)助與數(shù)據(jù)管理，其次軟件可以合理分配資源以及系統(tǒng)功能展示，交互界面可以幫助用戶輕松快捷完成停取車、繳費(fèi)、憑證碼打印與掃描等操作，并且可以在界面上播報(bào)通知、警告信息，還有如地圖導(dǎo)航、語(yǔ)音播報(bào)、天氣查詢、人臉識(shí)別等功能。此外，完善的日志管理系統(tǒng)以及統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能也是必不可少。自助終端機(jī)是用戶將車輛停取在車庫(kù)的重要媒介，自助終端系統(tǒng)不僅僅是一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)軟件，更應(yīng)該是終端機(jī)硬件、系統(tǒng)軟件、效勞器、web效勞、數(shù)據(jù)庫(kù)以及相關(guān)效勞應(yīng)用

9、構(gòu)成的結(jié)合體。所以在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合各模塊功能需求對(duì)自身以及其它效勞的要求，既要完善各模塊功能，也要保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和平安性。用戶將車輛行駛進(jìn)停車場(chǎng)后，在確保車輛內(nèi)沒(méi)有人員和貴重物品后，關(guān)閉好車門車窗，在終端機(jī)上點(diǎn)擊觸摸屏按鈕進(jìn)展停車操作，在進(jìn)展停取車操作之前，用戶都需輸入賬戶信息，終端機(jī)系統(tǒng)通過(guò)訪問(wèn)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)展比照驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后終端機(jī)打印出憑證條，隨后車庫(kù)進(jìn)展停車操作，在車輛停至停車區(qū)時(shí)，停車過(guò)程完畢，系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)保存，至此停車流程完畢。用戶取出車輛時(shí)，只需將憑證條放在終端機(jī)上的掃描設(shè)備進(jìn)展識(shí)別，終端系統(tǒng)得出掃描信息后，訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)展消息認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)那么會(huì)提示可以

10、取出車輛，終端機(jī)界面轉(zhuǎn)至支付界面，終端系統(tǒng)會(huì)通過(guò)停車時(shí)間和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出所需繳納費(fèi)用，用戶根據(jù)提示繳納費(fèi)用后，車庫(kù)隨即會(huì)將車輛抓取至待取區(qū)域，用戶即可將車輛駛出車庫(kù)。流程如圖2所示。憑證碼技術(shù)是將通信技術(shù)與二維碼編碼技術(shù)相結(jié)合，把一些重要內(nèi)容信息及用戶信息編譯成二維碼，并通過(guò)打印機(jī)打印成憑條或發(fā)送至挪動(dòng)端，用戶即可通過(guò)專門的讀碼設(shè)備掃描憑證碼進(jìn)展識(shí)別認(rèn)證。在本次設(shè)計(jì)中，憑證碼主要包含用戶車輛信息、用戶個(gè)人信息、停車信息和計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)信息等諸多信息，因此用到QR碼，QR碼是一種可以快速讀取、儲(chǔ)存更豐富信息的二維碼，包括對(duì)文字、URL地址和其它類型的數(shù)據(jù)加密，相對(duì)于其他二維碼，QR碼讀取速度更快、數(shù)據(jù)

11、密度更大、占用空間更小。C#中有生成QR碼的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)ThoughtWorks.QRCode.dll，結(jié)合憑證條紙張大小，生成指定尺寸和邊框?qū)挾鹊亩S碼，從而可以保證憑證條美觀、簡(jiǎn)潔。程序啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)先會(huì)驅(qū)動(dòng)打印機(jī)和掃描設(shè)備，自助終端機(jī)裝備有CCD掃描設(shè)備，主要負(fù)責(zé)讀取憑證碼，憑證碼上的三個(gè)角各有一個(gè)標(biāo)記，使用讀取設(shè)備通過(guò)探測(cè)標(biāo)記得出憑證碼的位置，大小，角度并加以解讀，讀取出的信息為一段長(zhǎng)字符串，中控程序?qū)ψ址M(jìn)展分割處理后，得出驗(yàn)證信息與遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)信息作驗(yàn)證，信息一致才會(huì)驗(yàn)證通過(guò)，并進(jìn)展后續(xù)操作。數(shù)據(jù)庫(kù)作為文件系統(tǒng)，可以把數(shù)據(jù)按照特定的格式保存起來(lái)，并且可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)展增加、修改、

12、刪除以及查詢等操作。其中MySQL是一種開(kāi)源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)管理和控制方面有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以保證數(shù)據(jù)庫(kù)的平安性和完好性，數(shù)據(jù)庫(kù)建立完成后，管理員即可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中表格內(nèi)的數(shù)據(jù)。為方便數(shù)據(jù)庫(kù)管理，先將MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)安裝在終端機(jī)中，配置其安裝途徑和環(huán)境變量，利用Navicat將數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)格式更改為UTF-8，通過(guò)localhost訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且以表格形式呈現(xiàn)，將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)分別寫(xiě)進(jìn)戶個(gè)人信息表、車輛信息表、停車記錄表、車庫(kù)表、車位表、管理員表等表格中。其中車輛信息表記錄著包括車輛號(hào)牌、停取車位編號(hào)、車庫(kù)編號(hào)、發(fā)送停車指令時(shí)間、車輛進(jìn)入停

13、車庫(kù)時(shí)間等信息，每一個(gè)數(shù)據(jù)都有字段名稱、類型、大小、字段信息等屬性。4終端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行智能終端程序，如圖4所示，界面主要包含兩個(gè)按鈕，停車按鈕和取車按鈕，用戶將車輛停至指定位置后，在界面上點(diǎn)擊停車按鈕，系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)場(chǎng)停車操作，同時(shí)會(huì)得到唯一的憑證碼，待取車時(shí)，輸入該憑證碼，就可以取出車輛。同時(shí)在PLC程序中添加一個(gè)非優(yōu)化訪問(wèn)的DB塊，命名為m_data;，DB塊中定義構(gòu)造體數(shù)據(jù)Data0，構(gòu)造體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)車輛信息，比方高度、寬度、長(zhǎng)度、前輪間距、后輪間距等等，數(shù)據(jù)類型為Uint，在PLC中DB塊的數(shù)據(jù)構(gòu)造如表2所示。在終端機(jī)上啟動(dòng)通訊程序，輸入PLC的IP地址、端口號(hào)、站號(hào)等，與PLC建立連接，由于PLC數(shù)據(jù)保存在DB11區(qū)域，在實(shí)時(shí)讀取地址欄輸入DB塊的編號(hào)11，設(shè)置讀取間隔