智能停车场综合管理系统.doc

自动化系统工程设计(论文)

题目：智能停车场管理系统

院 （系）： 电子信息工程学院
专 业： 自动化
班 级： 120401
学 生： 齐鹏策
学 号：

11月

智能停车场管理系统

摘要
对于智能停车场管理系统，本文关键对其控制原理和系统组成部分进行了初步分析，对停车场管理系统功效需求进行了合理估计后，依据停车场管理系统必需发展趋势，经过系统分析和归纳，提出了一个智能停车场管理系统设计方案。
关键词：停车场，智能停车场管理系统，智能控制

Intelligent Park Management System Design

Abstract
This paper focuses on the intelligent park management system control principle and system is an important part of a preliminary analysis.For intelligent park management system unction demand the reasonable forecasting.Then according to the development trend of intelligent park management system,through comprehensive analysis inductive, put forward a kind of intelligent park management system design scheme.
Key Words: intelligent park; intelligent park management system; intelligent control
目录
汉字摘要 1
英文摘要 2
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2功效概述 1
2 智能停车场管理系统中国外现实状况 2
2.1 国外现实状况 2
2.2 中国现实状况 3
3 智能停车场管理系统原理和组成 4
4 智能停车场管理系统设计 5
4.1控制系统设计 5
4.2综合管理系统设计 6
4.3结果和分析 8
5 能停车场管理系统应用潜力分析 8
6 结论 9
致谢 10
参考文件 11

1 绪论

1.1引言

伴随社会发展，科学技术进步和大家生活水平不停提升，以车代步并不在是一个梦想。汽车数量日益激增，诸如车辆安全、停车便利性等问题出现，使得原先停车场管理面临着前所未有挑战。为了提升停车场管理水平以适应和满足新形势要求，采取高科技提升停车场管理水平是肯定选择。
1.2功效概述

智能停车场管理是一个以非接触式IC卡或ID卡为车辆进入停车场凭证、用计算机对车辆收费、车位检索、保安等进行全方位智能管理系统。在智能停车场管理系统中，持有月租卡和固定卡额车主在出入停车场时，经车辆检测器检测到车辆后，将非接触式IC卡活着ID卡在出入口控制机读卡区擦过，读卡器读卡并判定该卡有效性，同时将读卡信息送到管理计算机和收银计算机处，计算机自动显示对应该卡车牌和车型，且将此信息统计存档，开启道闸给放行。
临时停车车主在车辆检测器检测到车辆时，按自动出卡机按键取出一张临时IC卡或ID卡，并完成读卡、摄像、计算机存档兵给放行。在出场时，在出口控制机读卡器上读卡，计算机显示出该车进场时间、停车费用，同时进行车辆图像对比，在收费确定自动读卡器收卡后，道闸自动升起放行。
采取智能停车场管理系统，能够实现以下功效：
（1） 计算机联网管理：停车场管理者可在管理中心对整个停车场进行全方面自动化管理，包含对收费站和出入口信息汇总和报表打印。
（2） 适应各类停车需要：既能对长久停车进行管理，又能对临时停车进行管理。两种设备在外形和功效上协调一致。
（3） 防逃票：临时停车用户在入场时只需按键读卡即可进入，出场时只有在确定缴费后才能出场。
（4） 对临时车辆进行图像对照判别，有效预防盗车现象。
（5） 各出入口和收费站之间对讲功效。
（6） 非法闯进检测报警。当有车辆非法闯进时，向保安中心发出报警。

2 智能停车场管理中国外现实状况

2.1国外现实状况

自1971年在德国亚琛市建立了停车诱导系统起，这被认为是世界上最早停车诱导系统，该系统对市内12处停车场在关键交叉路口设置了光电显示停车场诱导标志。促进了现有停车场有效利用。日本在1973年建立了日本最早停车诱导系统。提供信息包含停车场使用情况、车位数和停车场位置等为主。日本停车诱导信息公布系统集成在日本警察厅开展UTMS（universal traffic management system）项目中，经过UTMS交通管理综合集成系统公布停车诱导信息。大约在同一时期，法国、英国、瑞士等过也相继建立了类似系统。
现在，国外停车管理系统经过多年发展已经基础进入智能无人化收费阶段，其使用收费介质已由传统接触读写型转变为非接触性新型收费介质。国外停车场收费系统通常采取高度智能化专用设备，能够实现收费系统无人化操作。
当下，国外停车设备厂商正在研究能够实现“网络化存车”停车场管理系统。这种系统依靠Internet网络，能够实现在一定地域内(比如一座城市)多个停车场间随意停车。管理系统会统一调度车位资源，统一进行收费交易结算等。
需要停车车主在家中经过网络就能够预定停车车位，交纳停车费用，查询出行目标地各类停车信息。这种新型停车场管理方法适应了Internet网络在大家日常生活中越来越关键现实状况，使停车场管理系统作用范围和功效得到了极大扩展和延伸。

2.2中国现实状况

近十年来，伴随中国停车行业不停发展壮大，中国停车场管理系统企业整体技术水平和实力得到了大幅度提升，已经从早期“模拟”形式转向真正意义上技术自主研发模式，并结合中国行业现实状况和特点提出优异停车场管理技术和理念，紧跟国际优异技术时尚，表现出较强科研水平，很多国际上优异停车技术全部已经完全能够在中国进行自主研发和生产。
伴随中国停车场管理系统行业技术不停升级，该行业也进入了由传统管理系统向新型管理系统升级高峰时期，落后传统接触读写管理系统正在逐步被淘汰，这些新型停车场管理系统关键以非接触式IC卡、远距离射频电子标识、车牌图像识别技术等非接触类型收费介质为代表。
尽管中国停车场管理系统行业处于不停发展和壮大之中，但同也暴露出部分问题，关键表现为未全方面结合中国停车行业实际情况，系统设计不够合理，造成新型停车场管理技术无法在实际应用中表现出应有技术优势，甚至成为制约其发挥管理功效枷锁。比如现在市场上最优异平面停车场技术之一——车牌识别快速系统，理论上能够实现进出口无人看管，不过在实际应用中，因为施工或设计等原因，出现了车牌无法自动识别问题，需要人工补录，影响了系统功效发挥，同时还为停车场增加了无须要麻烦和人工、设备成本。
3智能停车场管理系统原理和组成

智能停车管理系统是以计算机信息技术为基础，采取优异智能卡技术和图像识别技术数字化、模块化，分布式总线型控制系统。模块和中央处理器间利用网络总线进行通信，利用总线使得停车场出入口智能化、自动化和安全化管理。
智能停车管理系统关键由入口系统、出口系统和管理系统组成。各部分关键组成以下：
入口系统：入口系统由彩色摄像机、道闸、停车场出入口控制机，车辆检测器，自动发卡系统，远距离读卡设备等组成，关键负责对进入停车场内部车辆进行自动识别、身份验证并自动起落道闸;对外来车辆进行发卡，抓拍统计进入时间、车辆信息并自动起落道闸。该部分有时候需要安装停车场管理系统车位显示器系统，还有需要安装停车场诱导系统。
出口系统：出口系统关键由彩色摄像机、道闸、停车场出入口控制机，车辆检测器，远距离读卡设备，临时计费器等组成，关键负责对驶出停车场内部车辆进行自动识别、身份验证并自动起落道闸。对外来车辆进行计费，收费后自动起落道闸。
管理系统：管理系统由高性能工控机、打印机、停车场系统管理软件组成，管理控制中心负责处理进、出口设备采集信息，并对信息进行加工处理，控制外围设备，并将信息处理成合乎要求报表，供管理部门使用。该部分关键用得接口转换器通常是485转换卡，TCP/IP集线器，光纤转换器，停车场卡授权器等设备。
工作原理：固定卡用户车辆进入停车场时，入口控制机主动检测到车辆进入，并检测卡是否有效。如有效，则道闸开启，车辆便可开进停车场，摄像机并抓拍下该车辆照片，并存放在管理电脑。车辆离开停车场时，出口控制机自动检测到车辆到来，并判定所持卡有效性。如有效，则道闸开启，并触发出口摄像机对车辆进行抓拍，车辆便可离开停车场。
临时卡用户车辆进入停车场时，从入口控制机领取临时卡，入口摄像机抓拍下该车辆照片，并存放在电脑里，控制器统计下该车辆进入时间，联机时传入电脑。离开停车场时，入口控制机能检测到是临时卡，提醒司机必需交费，临时车必需将临时卡交回，缴费后方能离开。

4 智能停车场管理系统设计

4.1控制系统设计

系统为分布式结构，通讯方法为无线通讯方法。整个系统包含计算机、控制器，自动道闸、摄像机、读卡器、车位探测器等被控设备。
(1)自动道闸：主控对象是出入口道闸，以此控制车辆出入。
道闸控制由管理中心机、控制器、道闸控制板和实施机构（开关、继电器、电动机、传动机构）等四级硬件组成。道闸控制板控制实施机构完成升闸、降闸、停止等移动，输入/输出端口采取光电耦合器件及对应隔离和抗干扰方法；用PLC可编程控制器控制电机运动方法，判定磁感应霍尔限位开关或光电型限位开关状态，对机械传动进行过程控制；经过PLC时间保护，和四连杆机构使闸杆缓启渐停无冲击快速平稳动作，限制闸杆在90°范围内运行并不出意外。
配置四种道闸控制方法，一个是管理中心机在完成ID卡信息查对，车辆图片查对和费用结算查对并确定无误后发出控制指令，经控制器控制道闸实施机构自动升闸，以后设置在道闸下地感线圈检测车辆经过后自动落闸，落闸过程若检测到有车误入立即自动回升，预防砸车事故，实现对道闸自动化控制；另一个是操作连接在道闸板上按钮，直接控制道闸运动方法；第三种是使用遥控器无线遥控；第四种，是掉电手动控制道闸，便于调试和确保通道在紧急情况全部能通畅。
（2） 摄像控制：当车辆抵达出入口处完成读卡操作，在读卡信息上传中心计算机同时，自动触发出入口摄像捕捉系统和辅助光源设备进行实时拍摄。利用光学字符识别技术（OCR）和视频处理技术，统计图像中车牌号码及车辆前部外形；两幅图用于查对车号，确定车况，对比识别出入车辆信息。选择CCD摄像头，摄像头拍照时和汽车距离控制在一定范围之内，为保障图象清楚可辨所需要亮度，依据环境确定是否配置照明设备。
（3） 智能卡控制：安全监控包含视频监视外，还有智能卡出入控制，即每辆车对应一张ID卡。同一辆车在取卡同时读卡无效，或在读卡同时取卡无效，车辆取卡或读卡后没有进场，在车辆退出后该张卡或该次读卡自动失效；入场有效后，在没有出场之前无法再次读卡进入，若一张卡没有进场就不能在出口处读卡出场。
（4） 出入控制器采取单片机控制技术，一边和出入口读卡器和出入口道闸等下位机连接，另一边经RS485~232转换器和上位计算机管理中心连接，组成主从式计算机网络。出入控制器对用户刷卡请求作出响应，并向上位计算机传送信息，接收管理机下达抬杆指令，控制道闸升起。一样，车位控制器是和车位探测器和车位指示屏等下位机连接，还和上位计算机连接，将车位信息上传管理机，并控制车位显示器显示车位信息。控制器在此负担着上位机和下位机之间通讯任务，实时接收下位机从现场采集多种状态、控制、报警信号，利用这些信号驱动中心机控制界面实时显示现场情况。为避免死机等故障而中止系统运行，控制器不配置外接键盘和鼠标等交互设备。
(5)车位探测：车位探测是用在车位管理系统中，设计车位管理有两种模式：一个只需判定有没有车位，由管理中心计算机负担，每当计算机发出道闸抬杆指令，许可车辆入场时，空余车位数减1,许可车辆出场时，空余车位数加1，自动更新车位数据库。计算机判定车场内车位是否已满，将车位信息显示在入口处显示牌上。
4.2综合管理系统

控制管理和信息管理组成了停车场管理系统综合信息平台，其关键是建立起人机交互界面，对数据库进行操作和维护。控制管理将ID卡识别、安全监控、缴费结算、道闸控制和信息提醒融为一体，对底层设备发出多种控制指令；信息管理内涵智能ID卡信息、车辆信息、安全信息和维护信息等各类信息等等，均由管理中心计算机负担。设计综合管理系统就应考虑以下几点。
(1) 系统软件：设计系统软件首先要求灵活多样人机交互，其次要依据停车场规模。对于中小型停车场，选择基于Windows系统直观可视化人机界面，应用MSCCOMM控件提供上位计算机串行通信数据接收和发送，主机RS-232COM串行接口实现总线转换，为停车场控制器、彩色摄像机和收费终端提供系统和网络接口。后台采取自带数据库Access进行储存、检索、调用、处理，用ODBC将操作应用程序和数据库文件联结，建立相关联数据表，如统计发卡情况表（Card）、车辆进出资料表（User）和统计停车收费情况表（Cost），设置车牌号码这一列将3张表关联起来，方便对数据表进行读写操作，快速访问数据库语言设计出管理软件，含有车辆信息查询、数据统计、收费报表和收费人员考勤等功效。
(2) 智能卡识别和缴费系统:汽车驶入停车场管理系统，智能ID卡作为车辆进场时信息采集，出场时识别确定和费用结算载体，完成从入场至出场全过程管理。对于有效刷卡请求，中心机根据读卡器上传状态信息随时修改数据库中状态标志；对于无效刷卡请求，中心机只进行统计而不生成新数据状态，同时会给出对应错误提醒。对于使用月租卡车辆，到物业管理处办理缴费手续，系统自动识别车辆缴费时效性（是否挂失、注销、或过期卡），确定其出场所法性。临时车辆用时租卡，从入口票箱取卡读卡后开始计时，依据停车时间和设定收费标准在出口处自动计时收费。特殊卡是尤其使用无偿卡。
（3）智能卡识别和图像查对：应用摄像机和图像自动捕捉系统组成车辆图像监控系统，当图像监控系统收到汽车入场信息时自动开启、捕捉拍摄该车辆图像信息（车牌号、车型、颜色等），结合ID卡信息（凭证类型、编号、进库日期、时间等等）组成停车基础信息，并存人数据库。在车辆出场读卡和摄像同时，计算机自动调取该车入场图像和ID信息进行双重查对，只有确定为同一卡号、同一辆车才放行，异者报警，使得进出车辆时刻处于系统电脑监控之下，确保安全，谨防丢失。
（4）指示信息：显示器和语音器为用户提供车辆通行指示、停车位指示、收费指示、和安全信息等等。车辆驶近入口，能够看到车位指示信息，显示入口方向和场内车位情况，若场内车位满，则满灯亮，拒绝车辆进入，若车位未满，许可车辆进入。当进场车辆经过地感线圈时，检测信息向上位机即时上传，触动显示器显示和语音提醒“请取卡或读卡”等字样。一样，出口显示器和语音器提醒“请读卡”，用户经出口读卡机识别验证卡有效性，并将车辆停车信息：卡号、入场日期时间、车辆入场照片，出场日期时间、车辆出场照片、和停车起始时间、所需费用等信息显示在计算机屏幕上，并送入数据库存档；同时在出口显示器上向用户显示需要缴纳费用，传送打印指令至收款台票据打印机打印收费项目。
（5）人员和设备管理：综合管理系统选择管理员、操作员等多级管理制度，各等级设定不一样操作权限，用登入密码识别验证身份。操作员经过密码验证身份才能登入系统并进行出入管理和IC卡管理；以管理员密码登入，不仅能完成操作员权限功效，还能对数据库进行增加、删除、修改等操作，并可修改操作人员密码。全部软件操作全部有日志统计（不可更改），以备查询。系统维护是对计算机、出入口读卡器、控制器等设备参数进行设定，实时监视设备状态，当设备发生故障立即提醒管理人员维修。
4.3结果和分析

中央管理系统、出口设备和入口设备之间经过无线方法进行数据传输，出入口设备中车辆检测器、读卡机、等输入设备将采集到信息传输到管理系统加以处理，处理后传输到打印机、停车场出入口控制机等输出设备。停车场出入口控制机依据中央管理系统传输指令来控制对应设备实施命令。系统实现高度自动化管理，能够依据所设定程序对特殊卡、长久卡和临时卡用户停放车做出对应处理，降低了对应人力物力消耗，提升了系统效率。
5 智能停车场管理系统应用潜力分析

（1）良好可靠和安全性能
全程程序化自动控制相比起一般停车场管理系统有着更高可靠性，程序相比人力有了愈加好稳定操作，出入口车辆比对功效和智能卡控制无疑大大提升了停车场安全性能，降低了盗车换车隐患。
（2）规范性和实用性高
智能停车场管理系统高度自动化控制相比传统停车场管理系统有着相当大效率优势，计费系统、车位管理、道闸升降和报表生成自动化使得系统效率上升。自动发卡机和读卡设备使得系统能够满足不一样用户需求，和传统相比提升了实用性。
（3）维护方便和较高经济回报率
智能停车场管理系统控制是以模块式自动控制为主，手动控制为辅，控制程序存放在中央机以对应下位机中，信息设置和更换十分方便，使停车场管理系统和设备维护变得愈加简单。
智能停车系统智能化管理节省了对应部位人力使用，降低了开支，鉴于停车场系统本身投资回报周期长，系统高效性可提升经济回报率。
6结论

停车诱导系统在中国逐步普及为智能停车场管理系统使用拉开了帷幕，鉴于智能停车场管理系统高效性、安全性、可靠性、可维护性、实用性、规范性等这些特点，智能停车场管理系统在很快未来将会普及到各个停车场中。

致谢

首先对高嵩老师在此次设计中给耐心指导和仔细审查表示强烈感谢，高老师给大量提议和设计中细节问题，她对自动化系统工程设计专业研究和对该课题深刻见解使我受益匪浅。高老师一丝不苟工作态度，和其教学严谨工作作风和严厉认真治学风格给我留下深刻印象，感谢陈超波老师和秦刚老师在自动化系统工程设计课程中耐心认真讲课和讲解，使我对自动化系统在生产生活中设计有一个更深刻了解和认识。由衷感谢这三位老师在这学期课程中付出，让我在大四这个充满了躁动阶段能好好地学习这门课程。谢谢老师们！

参考文件

[1]王再英，韩养社，高虎贤.《楼宇自动化系统原理和应用》.电子工业出版社，.
[2]袁萍，张宏庆，张言荣.《智能建筑安全防范自动化技术》.中国建筑工业出版社，.
[3]陈一才.《大楼自动化系统设计手册》.中国建筑工业出版社，1995.
[4]张九根，马小军，朱顺兵.《建筑设备自动化系统设计》.人民邮电出版社，.