基于无线传感网络的停车场管理系统设计

　　摘要：采用传统技术管理停车场不仅耗费大量人力、物力、财力，而且实际管理效率较低，一些特殊时段仍需要人工对车辆进行识别，导致车辆管理安全性存在一定缺陷。文章在无线传感网络技术的基础上提出了新的停车场管理系统，该车牌识别技术辅助停车场管理，解放了停车场管理中的人力，提高城市中停车场管理效率。

　　关键词：无线传感,网络,停车场,管理系统,车牌识别

　　国民经济的不断提高推进城市化的不断发展，当下人们对代步工具的要求以及国家对汽车行业的扶植使居民的机动车持有量迅猛增长。车辆的增多给城市停车场管理带来一定挑战，传统停车场管理自动化程度不高，相应安全性能低，不能满足居民停车需求。以无线传感网络技术为支持的停车场管理系统在停车场出入口设置管理设备，封闭停车场，抓拍并识别出入车辆的车牌号，对进出车辆监控，实现有效监控和管理作用。

　　1无线传感网络技术

　　无线传感(WSN)网络技术是以传感器节点自感应形式形成的无线网络，该网络技术具有协作感知、信息采集、信息处理、信息反馈的能力。无线传感网络技术在硬件上由数据采集、数据处理、无线收发通讯、电池电力供应组成[1]。

　　硬件整体上体型小巧、成本低廉、能耗小、多功能等特点。无线传感网络技术软件上由节点传感器感应区域温度、湿度、光强、压力等数据，检测对象的电压、电流，以此实现高效感知，以互联网技术将信息传递到处理中心，对信息处理分析后执行操作。无线传感网络技术属于当下成熟的新型技术，在许多领域应用。

　　2设计分析

　　传统停车场自身管理模式单一，主要采用人工实现停车场管理，实际管理内容具有随意性，且管理成本高昂[2]。在采用无线传感网络技术设计停车场管理系统时，要确保管理系统的科学性、稳定性和实用性。停车场管理系统设计核心在于车辆出入，要根据不同停车场的实际情况，在出入口设置感应式硬件设备，确保设备工作和车辆行驶之间互不影响。把两卡感知的实际信息传递给管理系统处理，管理系统分析信息，做出合理判断，形成方便、安全、高效的管理系统[3]。其对车辆要求在于，除临时停车，其他车辆以车辆左侧感应区识别车牌。

　　当下停车场中，只对车辆出入进行感应处理，而无线传感网络技术设计是将整个停车场纳入安全管理范畴，避免不法分子对停车场内财物造成威胁，在出入口设置监控设备，捕捉图像并储存数据库中，传递给管理系统，系统传递给停车场探头，实现全面监控，若发现车辆发出异常音频信号，则启动报警设备，提醒管理人员赶赴现场。

　　3系统功能

　　系统设计采用RS422双工总线管理，网络方面以对应系统服务器实现对设备管理控制，系统对停车场的车辆信息、状况、用户信息等进行管理。软件设计需设计人性化界面。系统工作中，停车场入口出卡，读卡后挡车器抬起，车辆进入(临时停车需车主自行保管卡片，在车辆出口缴费)。停车场内车辆离开时，系统自动感知，对临时停车车辆自动计算需缴费额度，对长期停车的车主由卡片识别后感应费用管理系统，自动扣费后传递给挡车器，其自动抬起，放行车辆。为实现高效率管理，系统设计上要设置车牌识别系统，对小区停车场而言，业主将车辆行驶到感应区后，系统自动识别车牌号，发现为登记的车牌后发出放行命令，车辆放行。

　　4节点设计

　　以JN5148芯片实现节点无线传输。JN5148芯片自身能耗较低，可通过无线芯片SOC嵌入32位CPU，融入128KBROM、RAM。外设通信接口设置4路12位模数转换器、2路12位数模转换器、2比较器、3定时器、21IO口、2UART串口等等。JN5148芯片以JN5148为核心，其外围电路元件价格低廉，利于推广无线通信。

　　4.1终端节点

　　CPU、无线通信、磁芯片、传感器、激活单元、电源构成终端节点电路。终端节点电路引入单片机以实现数据处理，降低JN5148电路能源消耗。磁信号收集磁场数据并转换，磁传感器感可知停车场磁场变化(一芯片可连接三个传感器)，完成磁场数据采集后对信号放大并滤波处理，传入处理系统。处理器以SPI通信，不仅对接收信号处理，还完成对UART串口控制。JN5148完成磁场数据、芯片状态发送。通过锂电池供应设备工作，电路中磁芯片电源供电以JN5148IO口控制，需采集后才供电，采集结束，IO口关闭电源，避免芯片处于长久运作，降低能耗。

　　4.2路由节点设计

　　路由节点设计包括数据采集、信息控制。JN5148系统可实现相应数据处理，其外围电路由复位电路、JATG电路及编程复位电路组成，电路图如下。JN5148系统程序烧写具有多样化特点，可借助Flash选择烧写工具，以UART烧写程序。确保SPIMISO引脚低电平，JN5148重置。程序烧写后，对芯片重置。电路以两按键形式为操作提供便利。程序烧写要确保SPISSM和SPISSZ相连接。

　　4.3协调器节点设计

　　采集磁场数据将传递给协调器，协调器处理不同车位磁场数据，获取停车场实际剩余车位信息。协调器节点和路由节点具有相似性，其电路为JN5148最小系统，协调器将JN5148输出R/D信号控制N1芯片进行发送接收。R/D信号为“1”，N1发送有效，禁止接收，JN5148发送数据。R/D信号为“0”，N1芯片接收有效，禁止接收，JN5148接收数据。电路中以多个(3个)稳压管实现对总线保护，避免总线受到高压破坏。

　　5软件设计

　　5.1终端节点软件

　　JN5148支持多种协议栈，可采用JenNet协议栈，终端节点检测信号并发送信息。通电后，设备及网络参数初始化，自身网络开启并加入相适应的网络，建立连接后实现数据通信。终端节点以断电实现定时启动、休眠，减少能耗。路由节点是协调器及终端节点信息交互的平台，其不能实现休眠。

　　5.2协调器软件设计

　　协调器收集车位信息，以UART串口接受上位机信息。通电后配置参数、寄存器，初始化外围电路，之后网络开启，协调器实现子节点入网、停车场车位处理、串口命令处理，以结构化设计实现高效管理。

　　6无线传感网络设置

　　停车场管理中通过设置无线传感网络系统，其在停车场入口放置液晶显示屏，显示停车场内部情况。停车场管理中无线传感网络技术自动识别车位是否空闲，红外线测定空闲住位，摄像系统采集车位图像。通过网络协调器、路由器、终端装置构成整个无线传感网络，以Mesh拓扑结构为支持，车位处安装终端设备采集车位信息后，由路由器确保网络稳定，协调器汇总信息，给用户提供停车场当前车位变化。

　　7结束语

　　综上所述，无线传感网络相比于有线通信其管理设备安装简便，可实现远程监控和管理，可以和智能化交通对接后有较广泛应用前景，可切实提高停车效率和停车场管理水平。此无线传感网络下的停车场管理系统设计能耗低、成本低，具有广泛推广价值。

　　参考文献：

　　[1]余攀,邹承俊,张玲.基于无线传感网络的农田远程监测系统设计[J].中国农机化学报,2016.

　　[2]肖燕.基于ZigBee的大城市停车场管理系统设计[J].电子设计工程,2016.

　　[3]傅康.基于无线传感网络的泊车位监控系统设计[J].技术与市场,2017.

　　相关刊物推荐：《电子设计工程》是1993年创刊，原名《国外电子元器件》，主要介绍具有较高学术水平的、电子领域相关的理论、技术、方法的专业性技术期刊。国内刊号CN：61-1477/TN，国际刊号ISSN：1674-6236。主要介绍当前比较先进的国内外电子技术、元器件技术及其应用的科学技术类期刊，主要囊括电源技术应用、工业自动化、网络与通信工程、测控与仪器仪表、图像与多媒体技术、汽车电子、消费类电子、嵌入式系统、信息安全以及计算机应用等领域。