基于物联网的城市停车场智能管理系统.doc

(完整版)基于物联网的城市停车场智能管理系统

安徽建筑大学

毕 业 设 计 (论 文)

专 业 通信 工程
班 级 11通信2班
姓 名 王珊珊
学 号 11205090330
课 题 基于物联网的城市停车场智能管理系统
——停车场管理及信息发布平台设计
指导教师 夏巍

2015 年 6 月 4 日

摘 要
随着我国的汽车市场的高速发展,汽车对其配套设施尤其是停车场提出了更高的要求。为了降低运营成本,提高停车场的管理效率和服务质量,RFID（无线射频识别技术)和Web等技术被越来越多的应用于停车场管理系统。
本课题的主要目标是设计并实现一个基于RFID、 ZigBee无线传感网络的物联网技术和Web技术的停车场管理系统.结合实践，利用成熟的RFID读写技术，基于SpringMVC整合Hibernate的设计模型，使用Oracle数据库管理系统来完成上位机与下位机串口通信的功能并设计出停车场管理平台。实现用户刷卡入库登记和管理，并自动计费以及停车场管理员应对特殊情况能控制闸门开关，查看停车场车位状况（包括是否被占用、湿度、温度和可燃气体浓度），并通过无线网络在手机等智能终端上进行实时发布，也可以通过手机等智能终端对区域内的停车场的车位进行查询、充值和支付。

关键词:物联网；上位机；串口通信；停车场管理平台
I

Abstract
With the development of China's auto market， the car has higher requirements for its facilities， especially the parking lot. In order to reduce the operating costs, improve the management efficiency and service quality of the parking lot， RFID （radio frequency identification technology） and Web technology are more and more applied to the parking management system.
The main goal of this thesis is to design and implement a parking management system based on ZigBee and RFID wireless sensor network technology and Web technology。。 Combined with practice, using mature RFID technology to read and write， springmvc hibernate integration design model based on using Oracle database management system to complete the upper machine and the lower position machine serial communication function and design of the parking lot management platform。 Realize the user card warehousing registration and management, and automatic charging and parking administrator to deal with special circumstances can control opening and closing of the gate， view parking parking status (including is occupied, humidity， temperature and concentration of combustible gas) and through a wireless network in mobile phones and other intelligence can terminal release real time, you can also query, reservation， recharge and payment by intelligent terminals such as mobile phone within the area of parking spaces。

Keywords:The Things Of Internet;Upper Computer;Serial Communication；Parking Management Platform

目录
摘 要 1
Abstract 2
目录 3
1 绪论 5
1。1 选题背景 6
1.2 停车场管理系统发展现状 7
1。3 停车场管理系统研究内容 7
2 系统方案的设计 9
2.1 系统功能 9
2。2 系统框图 9
2.3 系统方案选择 10
2.3.1 选择B/S开发 10
2。3。2 采用Spring整合Hibernate框架 11
2。3。3 采用Oracle数据库 11
2。3。4 选取Eclipse作为开发环境 12
2。2.5选取Tomcat7.0作为web服务器 13
2.2.6选取JDK6.0作为软件开发工具包 13
2。2.7选取jQgrid作为Web前台表格控件 13
2.2.8选取artDialog作为web对话框组件 14
3 系统软件设计与实现 15
3.1 上位机与下位机的通信协议 15
3.2 Java串口通信的具体实现 18
3。2.1 常见的Java串口包 19
3。2.2 串口包的安装（Windows下) 19
3.2.3串口API概览 19
3.3 登陆和注册功能的实现 20
3.4 验证码的生成和校验 21
3.4.1 验证码的生成 21
3.4。2 验证码的校验 21
3。5 登陆拦截功能的实现 22
3。6 查看车库实时信息功能的实现 23
3。7 预约超时 24
3。8 计时和计费 25
3.9 充值和支付、查看余额 25
4.数据库相关设计 26
4.1 用户表 26
4.2 管理员表 26
4。3 车表 26
4。4 车位表 27
5 数据导入模块的设计和实现 28
5。1工具类 28
5。2 实体层 28
5。3 Dao层 28
5.3.1 Dao接口 28
5。3.2 Dao实现类 29
5.4 Service层 29
5。4.1 Service接口 29
5。4.2 Service实现类 29
5.5 Controller层 29
5。6 SpringMVC的运行原理 30
5。7 Spring整合Hibenate的步骤 31
5.8 Ajax请求 31
5.9 iQuery框架简介 32
6 设计总结 34
7 致 谢 35
参考文献 36
附录 37
管理员 47

基于物联网的城市停车场智能管理系统
——实现上位机的串口通信和软件设计
电子与信息工程学院 通信工程专业 2011级2班 王珊珊
指导教师 夏巍
1 绪论
目前市场上的相对先进的停车场管理系统配置大部分实现了远距IC卡的读取，车辆出入感应等功能.在一定程度上实现了停车场的监控与管理。但针对于目前越来越严重的车位紧缺、车位浪费等情况，现有的管理系统并不能有效解决. 
物联网技术现在是国内外研究的热点，国外已经在物流管理、超市等领域尝试性的运用了物联网技术。而在我国国内，物联网的应用仍是不多.我国与国外相比，在车辆管理方面存在巨大的差异。国外发达国家，类似于美国等，地广人稀，在可预见的未来,并不存在车辆车位、车库紧缺的情况。因此将物联网技术运用于车辆管理方面的仍然少。
由于我国人口众多，且随着人民生活水平的提高,汽车的数量也逐年增长，这给有限的城市空间带来了巨大的挑战。现在出现的车位费用上涨,无车位等现象皆缘于此。目前政府仍没有针对此问题提出十分恰当的解决办法.
基于物联网技术的智能车位管理系统首次将RFID技术、Zigbee无线传感器网络技术、数据库技术、嵌入式技术等技术综合运用于一体，有效的实现了用户车位预约查询、停车场车位具体信息、环境参数等信息实时上传、车辆身份自动识别认证、收费计时等“无人化”管理。最大程度4的降低了停车场的成本，有效地解决了车位的紧缺与浪费等问题。该系统设计新颖，技术独特,管理更加科学性、人性化。
在上海，首个物联网停车场也将现身新天地太平桥停车场。这是上海政府主导的一项物联网应用示范工程，完工后将提供200个智能停车位。驾驶者可以提前一天在网上预定停车位，如果没有预订到车位,新天地停车场也将协助驾驶者向周边停车场提出车位预定申请，实现“停车场车位联网预订”。这项服务目前在欧美国家的许多停车场已成熟应用。而加载了RFID技术的会员卡免去了停车刷卡开闸的麻烦，能够自动计算出停车费用，并通过会员卡与银行卡的绑定，自动完成扣款。此外，停车场内架设的超声波车位探测装置,也解决了驾驶者在停车场内找不到空位的尴尬.
本次设计的初衷是减少车位的浪费和实现停车场智能化管理，便于用户及时查看实时的停车场车位状态，并可随时预约、取消预约、充值、支付、查看余额，方便停车场服务人员的查看和管理.
1.1 选题背景
随着工业化对城市交通的影响、经济的迅速发展、城市机动车保有量的猛增、特别是大量私有汽车的出现，使得包括中国在内的很多国家的大城市的停车问题日趋严重。车辆停放是交通过程不可分割的组成部分.世界上许多大城市的交通阻塞，其重要原因之一就是停车紧张对动态交通的影响。一方面动静态的交通相互干扰造成道路通行能力的下降，增加了运输成本；另一方面长期低速、怠速行驶的汽车排放出的废气又给城市环境带来严重污染。较长时期以来，我国大中城市的停车设施建设相对滞后于机动车辆的快速增长,致使停车矛盾愈加严重，“停车难、乱停车”的恶性循环成为城市交通管理的难点和热点问题.停车位供给短缺直接引发出行不便、堵塞交通、损毁绿化、破坏环境、威胁安全等问题，从而影响生活质量,提高生产成本，阻碍社会经济的正常发展，其危害不言而喻.如果不早采取措施，将不利于城市有序、健康、可持续的发展。因此，建设现代化的停车场，增加城市有效停车位对于城市交通的畅通意义重大。
车场的智能化管理,是指利用现代高新科学技术对停车场进行自动化管理，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。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，大大提高整个停车场的经济性、安全性与使用效率。但由于目前智能化停车场需要的相关技术要么没有成熟运用于停车场智能管理系统中，要么只是实现了局部的智能化，例如单纯的自动计费系统等.所以目前的停车场管理系统综合自动化程度和智能化程度还不是很高。
在本课题主要是利用RFID技术、 ZigBee无线传感网络技术和Web技术实现智能化的停车场管理系统.希望能给当今的城市停车场系统带来灵感和启发.
1。2 停车场管理系统发展现状
智能交通系统 ITS (Intelligent Transportation system）是目前世界交通运输领域研究的前沿课题,其核心是针对日益严重的交通需求、资源过度开发和环境保护的压力，采用信息技术、数字通信传输技术、计算机技术、电子控制技术及系统集成等高新技术对传统交通运输系统进行深入的改造,以提高整个交通运输系统资源的使用效率、改善和提高交通运输系统的安全性、减少资源的消耗和减轻环境污染。智能停车场是智能交通系统 ITS 的重要组成部分。它采用先进技术和高度自动化的机电设备、图像处理设备、数据处理设备并结合用户在停车场收费管理方面的需求,以及交通管理方面的经验而开发的系统。系统能提供一种效率的管理方式，为用户提供更方便、更有效的服务。停车场智能管理系统采用图形人机界面操作方式，具有操作简单、使用方便、功能先进等优点，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或取代人的劳动，实现停车场车辆出入、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）了解多个停车场车位情况，提前预定停车位，最终实现“随意”停车,这是停车场管理系统的最终目标，也是智能交通系统的目标.
1。3 停车场管理系统研究内容
本课题的任务主要是设计基于物联网的城市停车场智能管理系统，主要运用应用RFID技术实现车辆不停车入库登记和管理，并实现自动计费;应用红外等传感器感知停车场车位状况，并通过无线网络在手机等智能终端上进行实时发布,也可以通过手机等智能终端对区域内的停车场的车位进行查询和预约，并实现实时提醒.
本课题中要求使用单片机通过红外传感器实时的监测停车场内车辆信息，要求单片机有较高的处理速度和较低的工作功耗。采用基于ARM 32-bit Cortex-M3 STM32F103处理器，最高运行频率为72MHz，超低功耗支持睡眠、停机、待机三种模式，以72MHz全速运行，功耗仅为22.5mA.
本课题中要求实现车辆不停车入库登记和管理、车辆进出库非接触识别，因此采用射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术,又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。目前RFID技术应用很广,如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。
本课题中通过无线网络将车库内的信息发布在PC等智能终端，基于功耗问题，亦要考虑用于公寓、别墅等多遮挡多阻隔的环境,采用ZigBee作为无线通信方案。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。对于终端和多个车库之间通信的采用星型拓扑结构也称主从结构，该拓扑网络属于集中控制型网络，整个网络由中心节点执行集中式通行控制管理,各节点间的通信都要通过中心节点。一般由主控制中心不断切换通信目标进行轮询控制。
本课题中采用上位机作为PC和手机智能终端的显示界面，实时显示车库内的车辆信息，并计时收费.用户还可进行预约、取消预约、充值、支付的操作。同时，管理员应对特殊情况可对某一车库的闸门控制打开或关闭。

2 系统方案的设计
2.1 系统功能
本次设计是基于物联网的城市停车场管理系统,利用web技术实现智能化的管理。此次设计将平台用户和系统管理员分开管理。
平台用户的权限:
1） 在平台上注册（用户名不可重复，一个ID号只能绑定一个用户）。
2)登陆后查看停车场车位的实时情况，如某个车位是否被预约、是否被占用，停车场是否已满.
3）可对指定车位进行预约（若不指定则由系统分配)、取消预约、充值和支付、查看余额。
4）可查看用户在本停车场的进出、预约、车费支付情况等记录,支持通过条件检索查询。
5）支持手机、PC等智能终端的注册、登录、浏览、操作。
系统管理员的权限：
1)在平台上注册（须填写邀请码）
2）登陆后查看停车场车位的实时情况，如某个车位是否被预约、是否被占用，停车场是否已满。
3)可查看所有用户在本停车场的进出、预约、车费支付情况等记录，支持通过条件检索查询。
4）可查看停车场所有车位的实时环境情况，如湿度、温度、可燃气体浓度。
5）应对特殊情况对某个车位闸门的开关控制。
6）支持手机、PC等智能终端的注册、登录、浏览、操作。
2。2 系统框图
下图为软件部分的系统框图.首先，上位机向下位机发送指令，下位机接收并执行命令后返回执行结果。上位机接收到返回的数据后,根据通信协议判断是否属于一条完整且准确的命令，显示执行结果。同时,也可通过手机和PC等智能终端进行查询和预约等操作。

图2-1 系统框图
2。3 系统方案选择
2。3。1 选择B/S开发
C/S (Client/Server）结构，即大家熟知的客户机和服务器结构.它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构,由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server 应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。这也就是目前应用系统的发展方向。功能强大，可以减轻服务器端压力，如果用户的需求特别复杂，用C/S。
B/S(Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构.在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server)实现，形成所谓三层3—tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本（TCO）。以目前的技术看，局域网建立B/S结构的网络应用,并通过Internet/Intranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN， WAN， Internet/Intranet等)访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全 。特别是在JAVA这样的跨平台语言出现之后，B/S架构管理软件更是方便、快捷、高效。
综上所述,B/S 建立在浏览器上， 有更加丰富和生动的表现方式与用户交流，为客户端免维护,适用于用户群庞大,或客户需求经常发生变化的情况。符合本次设计的主题，所以选取B/S开发。
2。3。2 采用Spring整合Hibernate框架
Spring为系统提供了一个整体的解决方案,开发者可以利用它本身提供的功能外，也可以与第三方框架和技术整合应用，可以自由选择采用哪种技术开发。
MVC的目的是增加代码重用率,减少数据表达、数据描述和应用操作的耦合度，同时也使得软件的可维护性、可修复性、可扩展性、灵活性以及封装性得到提高。
Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库.
SpringMVC整合Hibernate的好处:
(1)通用的资源管理： Spring 的ApplicationContext 能管SessionFactory ，使得配置值很容易被管理和修改,无须使用Hibernate 的配置文件.
（2)有效的Session 管理: Spring 提供了有效、简单和安全的Hibernate Session 处理。
（3）IOC 容器提高了DAO 组件与业务逻辑层之间的解耦。
（4)DAO 模式的使用，降低了系统重构的代价.
（5）方便的事务管理： Hibernate 的事务管理处理会限制Hibernate 的表现,而Spring的声明式事务管理力度是方法级。
（6）异常包装:Spring 能够包装Hibernate 异常，把它们从checked exception 变为runtimeexception; 开发者可选择在恰当的层处理数据中不可恢复的异常,从而避免烦琐的catch/throw 及异常声明。
所以，根据本设计的要求，选择SpringMVC 整合Hibernate作为软件系统的开发框架比较合适.
2。3。3 采用Oracle数据库
Oracle是甲骨文公司的一款关系数据库管理系统。它是在数据库领域一直处于领先地位的产品。可以说Oracle数据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统，系统可移植性好、使用方便、功能强，适用于各类大、中、小、微机环境。它是一种高效率、可靠性好的适应高吞吐量的数据库解决方案。
Oracle相对MySQL的优点：
（1）Oracle是大型数据库而Mysql是中小型数据库,Oracle市场占有率达40%,Mysql只有20％左右，同时Mysql是开源的而Oracle价格非常高。
(2）Oracle支持大并发,大访问量，是OLTP（联机事务处理）最好的工具.
（3）开放性：Oracle 能所有主流平台上运行（包括 windows）完全支持所有工业标准采用完全开放策略使客户选择适合解决方案对开发商全力支持；可伸缩性.
(4）并行性:Oracle 并行服务器通过使组结点共享同簇工作来扩windowNTT能力提供高用性和高伸缩性簇解决方案windowsNT能满足需要用户把数据库移UNIXOracle并行服务器对各种UNIX平台集群机制都有着相当高集成度.
（5）安全性：获得最高认证级别的ISO标准认证. 
（6）性能：Oracle 性能高，保持开放平台下TPC-D和TPC-C世界记录;客户端支持及应用模式：Oracle 多层次网络计算支持多种工业标准用ODBC、JDBC、OCI等网络客户连接 。
(7）使用风险:Oracle 长时间开发经验完全向下兼容得广泛应用地风险低。
从可用性、可扩展性、数据安全性和稳定性角度考虑，选择Oracle数据库能更快的保存、查询数据，且安全性能高。
2。3.4 选取Eclipse作为开发环境
 Eclipse，跨平台的自由集成开发环境(IDE)。最初主要用Java语言开发，但是目前亦有人通过插件使其作为其他计算机语言比如C++和Python的开发工具。Eclipse的本身只是一个框架平台，许多软件开发商以Eclipse为框架开发自己的IDE。
MyEclipse企业级工作平台(MyEclipse Enterprise Workbench ，简称MyEclipse)是对Eclipse IDE的扩展,也就是所说的插件,利用它可以在数据库和J2EE的开发、发布，以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。
从功能上说，两者都符合我们对开发工具的选择,由于Eclipse是免费的，而MyEclipse是需要付费的，所以从成本的角度考虑，选择采用Eclipse。
2。2.5选取Tomcat7.0作为web服务器
Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试JSP 程序的首选.因为Tomcat 技术先进、性能稳定，而且免费，因而深受Java 爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可，成为目前比较流行的Web 应用服务器。
Tomcat7.x是目前的开发焦点。它在汲取了Tomcat 6。0。x优点的基础上,实现了对于Servlet 3.0、JSP 2。2和EL 2。2等特性的支持。所以，我们选取Tomcat 7.0为web服务器比较合适。
2。2.6选取JDK6。0作为软件开发工具包
JDK(Java Development Kit） 是 Java 语言的软件开发工具包(SDK)。没有JDK的话，无法编译Java程序，如果想只运行Java程序，要确保已安装相应的JRE.
因为Tomcat7.0支持JDK6.0及以上版本，所以我们这里选取JDK6。0作为软件开发工具包。
2。2.7选取jQgrid作为Web前台表格控件
jqgrid是非常棒的Web前台表格控件,用它可以轻松的显示，格式化,与前后台通过ajax进行互动。
jqGrid包主要用于将需要展示的数据动态的展示在页面的上，即动态画出表格，并封装了增、删、改、查、分类显示、在线编辑修改等功能。
下面的图是利用jQgrid的表格效果图。

图2-2 jQgrid的表格效果图
2.2。8选取artDialog作为web对话框组件
artDialog是一个精巧的web对话框组件，压缩后只有十多KB，并且不依赖其他框架。
artDialog的特殊布局结构能够原生的适应内容变化，不必去考虑消息内容大小,它能自己去适应内容。当然它仍然可以接受一个固定高宽的参数,它能够防止内容溢出或截断，同时也不会产生难看的滚动条，甚至能够自动处理文本对齐方式。artDialog所有功能是不需要其他库就可以使用的，但是如果页面引入了jQuery，artDialog会奉献自己成为它的插件，利用它增强自身功能.下图是利用artDialog作为对话框的界面。

图2-3 artDialog作为对话框的界面

3 系统软件设计与实现
3.1 上位机与下位机的通信协议
本次设计，上位机与下位机的通信协议有五种命令，命令的组成部分是：
A. 协议头：AA55 (两个字节)
B. cmdlen: 一条命令的字节总长度 （一个字节)
C. cmd: 属于几号命令 （一个字节）
D. checksum： 除本字节外，其他字节的总和 （一个字节）
E. 主从判断：00（上位机）/01（下位机) (一个字节）
F. 车位号：几号车位（一个字节）
G. data：根据不同的协议有不同的数据和字节数
1号命令：心跳检测.
上位机给下位机发送心跳检测命令，下位机返回湿度，温度和可燃气体浓度。上位机校验是否符合通信协议,若符合则改变车位环境数据并显示出来。

图3-1心跳检测命令流程图

2号命令：开关闸门
上位机发送命令控制指定车位的开/关闸门，下位机执行后原样返回给上位机.
00代表关闸，01代表开闸.

图3—2 开/关闸门控制流程图
3号命令：入库身份验证
下位机检测到RFID,将卡号发送给上位机，上位机首先判断是否符合通信协议,若符合,则从数据库中验证ID，若为有效ID，再判断车位是否被占用，若没有被占用，则允许进库，若被占用且已被预约,如果预约的ID和检测到的ID号相同，则向下位机发送命令允许入库，其他情况则不允许入库.
00代表允许入库,01代表不许入库。
图3-3 入库身份验证流程图
4号命令：出库扣费验证
下位机检测到车辆有出库趋势，向上位机发送即将出库的车的ID号，上位机首先判断是否符合通信协议，若符合且为有效ID，再判断车的状态是否为已进库状态,若为已进库状态且余额减去费用不小于0，则开始自动扣费，并发送允许出库命令。

图3-4 出库身份验证流程图

5号命令：预约和解除预约
用户登录系统,点击预约，上位机首先判断车位是否被占用，若被占用,则预约失败,若没有被占用，则向下位机发送预约信息，下位机绑定ID号。

图3—5 预约流程图
同理，用户点击取消预约，上位机首先判断车位是否被预约，若已被预约，则判断当前ID号是否为预约的ID号,若是预约的ID号，则向下位机发送取消预约的命令,下位机解除ID号的绑定。
图3-6 取消预约流程图
3。2 Java串口通信的具体实现
嵌入式系统或传感器网络的很多应用和测试都需要通过PC机与嵌入式设备或传感器节点进行通信。其中，最常用的接口就是RS—232串口和并口（鉴于USB接口的复杂性以及不需要很大的数据传输量,USB接口用在这里还是显得过于奢侈,况且目前除了SUN有一个支持USB的包之外，还没有看到其他直接支持USB的Java类库）。SUN的CommAPI分别提供了对常用的RS232串行端口和IEEE1284并行端口通讯的支持.RS—232-C（又称EIA RS—232-C，以下简称RS232）是在1970年由美国电子工业协会（EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。RS232是一个全双工的通讯协议，它可以同时进行数据接收和发送的工作。
3.2。1 常见的Java串口包
目前，常见的Java串口包有SUN在1998年发布的串口通信API:comm2.0。jar(Windows下)、comm3.0。jar（Linux/Solaris）；IBM的串口通信API以及一个开源的实现。鉴于在Windows下SUN的API比较常用以及IBM的实现和SUN的在API层面都是一样的，那个开源的实现又不像两家大厂的产品那样让人放心，这里就只介绍SUN的串口通信API在Windows平台下的使用.
3.2.2 串口包的安装（Windows下）
a.将文件comm。jar拷贝到%JAVA_HOME％\jre\lib\ext;
b。文件m。 properties拷贝到％JAVA_HOME%\jre\lib;
c.文件win32comm.dll拷贝到％JAVA_HOME%\bin。
d。注意％JAVA_HOME%是jdk的路径,而非jre。
e.设置环境变量
CLASSPATH=〈JAVA_HOME>/jre /lib/ext /comm。jar;%classpath％
3。2.3串口API概览
接口:SerialPortEventListener 传递串行端口事件
类：CommDriver串口驱动
CommPortIdentifier通讯端口管理
PortInUseException当碰到制定端口正在使用中时抛出
SerialPort RS-232串口通讯端口
UnsupportedCommOperationException驱动程序不允许指定操作时抛出。
a. javax。comm.CommPort
这是用于描述一个被底层系统支持的端口的抽象类。它包含一些高层的IO控制方法，这些方法对于所有不同的通讯端口来说是通用的。SerialPort 和ParallelPort都是它的子类，前者用于控制串行端口而后者用于控这并口，二者对于各自底层的物理端口都有不同的控制方法。这里我们只关心SerialPort。
b。javax。comm。CommPortIdentifier
这个类主要用于对串口进行管理和设置,是对串口进行访问控制的核心类。主要包括以下方法 ：确定是否有可用的通信端口；为IO操作打开通信端口;决定端口的所有权;处理端口所有权的争用;管理端口所有权变化引发的事件（Event）。
c。m.SerialPort
这个类用于描述一个RS—232串行通信端口的底层接口，它定义了串口通信所需的最小功能集。通过它，用户可以直接对串口进行读、写及设置工作。
3.3 登陆和注册功能的实现
用户登陆前先判断是否已注册,若没有注册,则要先进行注册操作，填写账号、密码、确认密码、邮箱、验证码等信息，注册验证操作完成，方可进行登陆,登陆的用户名和密码以及验证码填写正确后,跳转到用户查看车库实时信息的页面。同理,管理员的登陆和注册操作也是如此。

图3—7 登录—注册流程图
3.4 验证码的生成和校验
3.4。1 验证码的生成
（1)定义图片的宽、高等尺寸。
（2) 获得图片的画笔类Graphics,设置背景颜色和添加干扰线。
(3）将0—9和26个英文字母定义在一个数组里，因为此次设计的验证码是由4个字符组成的，所以获取四个字符的方法是,随机生成一个下标序号（不大于数组的长度），根据下标取得该数组中的字符，取四次,将字符拼在一个字符串里保存。
3.4。2 验证码的校验
（1）从生成的图片中获取验证码字符串，放入session里。
（2)从前端中获取用户输入的验证码字符串，再从session中获取到生成的验证码，两者相比对，如果相同（这里不区分大小写)，则验证码的校验通过，否则，验证不通过。

图3—8 验证码生成和校验的流程图

3。5 登陆拦截功能的实现
为防止他人对用户信息的非法操作，例如预约、取消预约、支付及查看余额等，也为了获取当前登陆用户的所有信息,需要设置登陆拦截功能。用户在访问系统中任何一个功能（除了登陆和注册外）时，需要判断是否已经登陆,若用户没有登陆则将其跳转到登陆页面，反之则允许继续访问当前的功能。由于这个业务是通用业务，使用拦截器处理比较合适.

图3-9 登录拦截的流程图
3.6 查看车库实时信息功能的实现
首先根据车库的不同状态(暂无信息，已有车辆，已被预约）显示不同的图片。在页面初始化时，指定图片所在表格，根据表格的ID进行每隔一秒的异步刷新。这样，上位机接收到车库信息后,如果车库信息发生了变化，则保存在数据库里，前端的异步请求则不断的访问数据库，获取最新的车库状态.

图3—10 实现车库实时信息显示功能的流程图
3.7 预约超时
我们规定,预约时间超过1小时,即判断为预约超时。用户点击预约且预约车位成功后,定时器在1小时后判断该车是否处于预约状态，若是预约状态，则判断预约时间是否已有1小时,若已达到1小时,此时上位机向下位机发送取消预约的命令，下位机解除绑定的ID号。

图3—11 预约超时流程图
3.8 计时和计费
当车驶进车库，下位机检测到卡号,向上位机发送进库申请,上位机允许入库后，开始计时，取当前系统时间为车的到来时间.当下位机检测到车有离库的趋势，向上位机发送离库申请,上位机假设当前时刻为离库时刻，计算车停靠的时间，根据1小时以内是10元，超过1小时的时间按1小时10元的价格计算.如果用户的余额减去车费大于等于0，则允许离车,车位的状态变成“暂无信息”，车费自动从用户余额中扣除，车的状态设定成“已离库”状态.如果用户的余额不足以支付车费，则离车失败。
3.9 充值和支付、查看余额
充值：当用户登陆平台，进入查看车库实时信息页面时，点击充值按钮，前端页面向后台发送ajax请求,查询到用户余额后,使余额增加充值的数目。
支付：首先判断车是否在车库中,如果存在车库里,且用户余额减去车的费用不小于0，则自动扣费，进行出库操作。
查看余额：点击“查看余额按钮”，会查看到当前用户ID卡里的余额信息。

4。数据库相关设计
4.1 用户表

图4-1 用户表
表名：user_wss，user_id是指用户的主键；user_name是用户在平台中的账号；password是用户登录平台的密码；email是用户注册时填写的邮箱；balance是用户卡中的余额；car_no