一、选题背景及意义
1.1选题背景
随着我国经济水平的提升，居民汽车拥有量迅速增长，为此我们就要建造更多的停车场以供外出车辆的停放。目前我国大多数的停车场还是人工值守，进行收费管理，需要花费大量的人力物力去管理停车场，势必在某种程度上造成人力物力等资源的浪费。
据网上资料显示，近几年国内也相应的出现了一些智能停车场的解决方案和公司，据2014年资料显示，国内停车场约有200多家，其中具有一定研发实力的约40家，他们主要分布在北上广深等大城市，这些公司一般出售解决方案和设备，而且收费还比较高，对于中小城市还不能普及。目前国内的智能化停车场管理系统也存在很多缺陷，比如，摄像头捕捉识别，如果车牌号模糊将不能准确识别，系统无法处理，给客户带来不必要的麻烦，将不能很好的实现无人监管，停车对于用户来说将丧失主动权。
近几年，安防行业随着宽带网，物联网，移动互联网以及智能化技术的互相交织叠加的影响而发生剧变，停车场也将在这几个热门方向的影响下变得真正智能化和普及化。
综上所述，停车场的智能化管理就显得尤为重要，其中，多种的支付通行方式会为用户带来很大的方便。多种通行方式包括，办理永久性RFID标签卡片（永久会员卡），办理充值类标签卡，其运用超高频 UHF-900M 读卡器模块，通过刷卡的方式控制门禁，智能出入；另外，还有移动终端自助支付，自主控制门禁闸机，达到车辆进出自由,亦可检测停车位状况并为用户推荐车位。关于收费，运用数据库以及收费管理程序对非永久会员进行计时收费。基本可提供无人化停车服务。后台网页端可实现对停车场的远程监控，方便实时查看停车场动态，还增加环境检测模块，可检测停车场温湿度状况，烟雾状况，检测高温火灾状况并及时报警。
1.2设计的意义
目前信息化时代到来，停车场已经不像以前那种只是简单的停车收费，在宽带网，物联网和移动互联网三网的带动影响下，对停车进行智能化处理，信息验证，数据共享等，这些信息在网络的承载流通下，将提升个人的生活品质，提高社会公共秩序；显然通过人工管理方式的停车场已经落伍，其不能处理越来越多的停放车辆以及车辆信息的处理，终将淘汰。
本系统利用物联网，宽带网和移动互联网技术，设计了一套自助停车管理系统。本系统可在无人值守情况下，完成计费停车和停车信息存储，亦可在后台实现网页端远程监控和环境检测，实时查看停车场状况。本系统采用两种自助支付方式，刷卡支付和手机终端支付，标签卡和手机都可控制门禁，实现车辆智能进出，系统检测并推荐停车位给用户。关于充值，两种支付方式都可在网页端或者手机端实现充值。在移动互联网的时代，这种支付停车方式必将给用户带来很大的方便，实现足不出户，自助停车。刷卡用户主要面向中老年群体，这一群体对网络和手机接触比较少，相比手机终端支付方式，他们更愿意选择普通的刷卡支付，营业网点充值。终端支付方式主要面向中青年群体，他们思维活跃，对新鲜事务接受比较快，熟悉网络知识和手机的使用，生活节奏追求高效快速，这一群体比较偏向于终端支付，时尚快捷。
本系统采用三星公司的集成了 ARM 的 Cortex-A8 核的S5PV210 嵌入式微处理器，具有体积小，低成本，低功耗，高性能等优良品质，适用于移动设备和广泛的应用开发，A8核心板和嵌入式的QT应用程序为本系统的处理和控制设备，稳定高效。本系统使用的超高频UHF-900M读卡器模块，超高频射频识别系统采用ISO（国际标准化组织）18000-6标准，工作频率是18M频段，可实现距离稍远的非接触式识别，更易识别。读卡器模块和门禁模块通过串口与处理器进行数据传输，不受距离限制，稳定可靠。ARM处理器与后台服务器采用Socket通信，可实现双向通信，手机与后台通过局域网采用socket非阻塞式通信方式，可实现多个手机客户端的同时接入访问，在以后推广使用中，亦可实现手机接入外网，代替局域网，从而不会受局域网的覆盖范围和稳定性限制。
综上所述，本系统采用ARM处理器，读卡器模块，门禁闸机模块，后台处理和手机终端，利用RFID技术，socket通信技术，QT应用技术以及JAVA开发技术等，可组成一套比较完备的自助停车场收费管理系统，且具有成本低，运行稳定，使用方便等优点。
二、国内外研究现状
2.1国内研究现状
目前，国内专门的停车场厂商还比较少，其销售产品一般面向北上广深等一线城市，出售设备和方案，收费比较高，中小城市还不能普及。国内的厂商一般没有比较成熟的产品，技术水平和可靠性都不能达到要求，能同时提供设备和服务的品牌厂家少之又少，那么用户在选取设备时也面临选择困难；国内市场存在的另一个矛盾是，价钱和质量的冲突，许多厂家为了追求价格战，在质量上大打折扣，本设备采用嵌入式物联网技术和互联网技术，在保证质量的情况下，成本还比较低。还有一些缺点，比如，同质化严重，低质劣质，没有创新，缺乏后劲。目前国内智能停车场做的比较好的有北京紫光，该公司除提供设备硬件和停车管理系统外，还单独投资运营了51park无忧停车网站，可实现网上车位查询，车位预定，月卡交易等人性化服务，另外也加入了移动手机终端供客户下载，其主要采用摄像头取像，图像处理分析，缺点是用户会比较被动，误差也难以控制，目前业务只在北京开展。未来也将朝着自动化，无人化发展。在智能停车场领域这些成果的取得，为智能化停车场管理体系的研究提供了理论和实践的基础。
2.2国外研究现状
然而国外的智能停车场技术和市场成熟度很高，其发展也是分布走的，临时停车管理系统发展过程为卡片收费、打孔纸票、条码纸票、磁条纸票。收费方式也从出口收费方式，中央收费方式发展到自动收费方式。对于固定用户，发展过程为磁卡、近距离感应卡、有源远距离感应卡、无源远距离感应卡，也就是本系统要用到的基于ISO-18000-6标准的超高频感应卡，另外还有车牌自动识别系统，编码遥控停车管理系统等。停车场管理系统也根据场所设计不同的管理系统，简易型停车场只要求闸杆控制车辆进出，不进行收费，一般适用于企业、学校、军队等；管理型停车场一般是收费的，场内监控设备等齐全，主要为停车用户提供高效安全的停车环境。目前香港采用电子车牌，目前国内的上海仁微电子科技有限公司开发了国内首创的半有源标签，其标签集成了有源电子标签和125K低频标签，远近距离皆可识别。由于卫星导航系统的发展，汽车上的导航系统可探测最近距离的停车场内是否有空位。今后真正的智能化停车将变成现实。
三、研究主要内容
本设计基于RFID综合平台，硬件采用基于Samsung公司最新的S5PV210 嵌入式微处理器。S5PV210 属于32位的精简指令集微处理器，被广泛应用于移动终端和便携设备的开发，性价比极高。其集成了 ARM 的 Cortex-A8 核。运用了平台提供的UHF-900M超高频读卡器模块、高速闸机控制器模块、电子锁控制器模块和门禁闸机控制器模块，外加STM32单片机，dht11温湿度传感器，烟雾传感器模块，红外循迹模块和超声波模块。软件设计分为基于QT的平台软件设计和基于JAVA的网页设计以及手机终端APP设计。
本系统分为四部分：ARM平台端、环境检测端、PC端和手机端，四者之间通过socket通信。ARM平台端通过A8网关处理刷卡或手机客户端信息，控制各个门禁开关以及在界面显示相关信息；环境检测端检测温湿度烟雾状况，车辆通过状况以及停车位状况，经STM32处理后由树莓派无线传输至PC端；PC端为后台，为平台端和手机端提供数据库支持和信息转发，同时可在网页查看远程监控视频；手机端为用户端，可注册新用户，充值，控制门禁开关以及显示消费记录。
四、关键技术
1.系统技术方案
本系统在所用技术上做了选择，读卡器模块选择了UHF超高频读卡器模块进行卡片的识别，门禁闸机模块选择由STM32 单片机控制的独立模块；采用socket编程建立两套服务器和客户端程序，实现ARM平台、环境检测端、PC后台和手机四者之间的通信；ARM平台移植嵌入式web服务器和流媒体服务器，在网页端请求，实现图片、视频等信息的传输。
2.系统功能方案
本系统设计按照运行环境分为四部分：ARM平台端，环境检测端，PC后台端和手机端。
在ARM平台端，设计停车场内的标签读卡器模块，用于用户刷卡识别；用到三个门禁模块，用户可通过刷卡或者手机终端实现对门禁的控制；另外配有显示屏，实时显示用户在进出状态时的消费记录；还配有摄像头，便于在后台远程查看停车场状况。
在环境监测端，检测停车场内温湿度烟雾状况，车辆通过状况以及停车位占用状况，经STM32单片机处理后经树莓派网关将信息传输到PC端，PC后台处理信息后再将信息传输给ARM平台，显示或控制平台模块。
在后台端，通过网页可远程实时查看停车场状况；建立强大的数据库，socket通信为平台端和手机端搭建通信的桥梁，实现信息的互相转发。
在手机端，可注册新用户，充值后即可手机远程控制停车场内的三个门禁开关，同时可查看消费记录。
综上所述，要完成这些功能，我们用到的关键技术有：RFID射频识别技术，嵌入式WEB服务器技术，数据库技术，socket通信技术和HTML、JAVA和安卓开发技术等。
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