基于M2M平臺的智能停車系統的設計與實現

杜文龍，秦 澄，徐雪峰

DU Wen-long, QIN Cheng, XU Xue-feng

（淮安信息職業技術學院，淮安 223003）

0 引言

停車誘導信息系統（PGIS）作為智能交通系統(ITS)的重要組成部分，歐美等國家已經進行了大量研究工作，并進行了大規模的推廣。國內如北京、上海、南京和廣州等地也有類似的示范性工程，并取得了一些效果，但 PGIS系統在涉及范圍、平臺功能方面，也還需作進一步整合及功能拓展。歸納國內停車誘導信息系統存在的問題如下：

1）停車誘導過程重查詢、輕預訂，由于駕駛者不能隨時隨地獲得停車位動態變化信息，因此停車過程中仍然存在一定的盲目性；

2）缺乏低成本實現的、滿足個性化需求的誘導發布手段；

3）停車誘導缺乏統一電子支付平臺和支付手段；

4）停車誘導范圍多僅限于停車場外誘導，較少涉及停車場內誘導，造成停車場內擁堵和無序停車；

5）停車后，駕駛者與車位／車失去聯系，大型停車場面臨尋車困難；

6）缺乏停車地圖支持(包括車場內和車場外)。

本課題正是在這樣的背景下，開發基于M2M平臺的智能停車誘導系統，它將停車位查詢和預訂相結合，以低成本的方式方便地將停車場、車位和預訂信息提供給駕駛者，以現代電子支付平臺和支付手段相結合，便于提供通用、快速、方便的結算服務，同時也符合未來智能交通技術發展的趨勢。

1 關鍵技術

1.1 無線傳感器網絡

無線傳感器網絡(WSN，Wireless Sensor Networks)是集計算機、通信、網絡、智能計算、傳感器、嵌入式系統、微電子等多個領域交叉綜合的新興學科，它將大量的多種類傳感器節點(傳感、采集、處理、收發、網絡于一體)組成自治的網絡，實現對物理世界的動態智能協同感知。WSN是由傳感器節點、匯聚節點和管理節點構成的三級網絡系統。

1.2 手機NFC支付技術

NFC(Near Field Communication)是近距離通信的簡稱，是非接觸式射頻識別(RFID)及互連技術的融合演變而來的升級技術，通過此技術可以使用集成NFC芯片的手機接觸讀卡裝置，實現電子支付和數據下載等多種功能。NFC可用于電子票證，即用于小額的支付。這個功能可以有效將銷售終端、售票廳、住宅鑰匙、交通卡、借貸卡和電子商務卡之類的應用集成到移動通信終端中，這樣消費者只要攜帶一個這樣的設備就可以方便地出行。

1.3 LBS服務

LBS(Location.based services，基于位置的服務)是通過移動網絡獲取移動終端用戶的位置信息(經緯度坐標)，在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應服務的一種增值業務。定位系統同時支持GSM、TD.SCDMA等多種網絡下的定位功能，支持統一的控制面和用戶面定位功能，為客戶提供多種精度的位置信息。

2 系統需求分析

2.1 總體要求

通過系統的開發，以基于移動業務應用及信息發布平臺的機場智能停車誘導管理系統體系結構，提供具有車位查詢、車位預訂、停車查詢、尋車引導、計費支付等多種增值服務業務在內的支撐系統，具體要求如下：

1）實現駕駛者、手機、車輛之間的關聯；

2）實現實時對停車場內部動態停車信息的掌控；

3）實現方便的、低成本、個性化的信息發布，實現有效誘導：

4）引入通用的電子支付平臺和支付手段，計費和支付結算快速完成；

5）兼顧停車場內誘導和場外誘導，精確誘導到車位；

6）解決尋車難問題；

2.2 設計原則

2.2.1 先進性

PGIS系統的設計，越來越依賴于現代信息技術的發展，對提升停車系統的工作效率和管理水平的起到極大的推動作用。因此本系統必須采用先進的技術和設備，這一方面反映了系統所具有的先進水平，另一方面又使得系統具有強大的發展潛力。

2.2.2 經濟性

停車場系統的整體造價較高，其本身的投資回報期較長長，因此PGIS系統應在滿足性能要求的前提下盡量使整個系統能獲得更大的收益。

2.2.3 可靠性

必須考慮采用成熟的技術與產品，在技術選型和系統的設計中都盡量減少故障的發生。

2.2.4 可維護性

可維護性是應用系統成功與否的很重要的因素。這里的可維護性包含二層含義：日常管理操作簡便和易于故障的排除。

2.2.5 安全性

目前車輛在停車場內的安全也是一個重要的問題。因此采用有效的高科技措施，防止場內車輛被盜或被破壞十分必要。系統運作設計必須規范，保證系統自身的安全。

2.2.6 實用性

設計本系統，應首先考慮能滿足停車場功能要求和實際應用的需要，同時考慮司機出入的方便與安全。

3 系統方案設計

本系統是面向停車場管理處以及個人用戶推出的停車場信息化服務平臺，它通過安裝在各個停車場的無線傳感器網絡收集停車場信息、通過移動通信網絡傳送到停車信息服務平臺，利用無處不在的移動網絡向任何能接收到信號的用戶提供便捷的停車服務，并通過對網關的監控實現對各停車場管理處提供故障管理等功能。系統的總體結構在邏輯上分為3個部分：停車場信息采集系統，移動運營商網絡，業務集成服務平臺，如圖1所示。

圖1 系統基本結構

3.1 停車信息采集系統

停車信息采集系統主要通過部署在現場的無線傳感器網絡節點、控制機構、匯聚節點等實現，其主要功能體現在兩個方面：

一是信息采集，即對停車場車位的使用情況進行采集，如停車場各個車位是處于“使用”狀態還是處于“空閑”狀態.并將采集的信息通過停車信息服務系統網關發送給停車信息服務平臺。

二是控制執行：停車信息服務平臺通過無線傳感器網絡對現場的控制機構下達指令，以便執行如車位鎖開啟或鎖閉等控制功能。

3.2 停車信息服務系統網關

停車信思服務系統網關是停車場車位信息采集系統接入停車信息服務系統的統一接口，完成對停車場車位信息采集系統的管理、信息匯聚及非移動通用協議到標準通用協議的數據格式轉換。

3.3 M2M管理平臺

M2M管理平臺是一個綜合管理平臺，主要完成對網關傳送車位信息向停車信息服務平臺的傳送、對網關設備的控制和管理、對停車信息服務平臺的管理等功能，并完成對用戶進行認證、鑒權、計費等功能。

3.4 停車信息服務平臺

停車信息服務平臺是提供停車信息服務的綜合管理平臺。主要完成對停車場車位信息采集系統采集數據的存儲、管理及為用戶提供車位信息查詢、車位預訂、車費支付等多種相關增值業務。

3.5 LBS系統服務平臺

定位服務又叫做移動位置服務(Location Based Service，LBS)，它是通過移動運營商的網絡(如GSM網、CDMA網)獲取移動終端用戶的位置信息(經緯度坐標)，在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應服務的一種增值業務。

4 結論

本文設計的停車誘導系統以中國移動M2M平臺應用為核心，結合無線傳感器網絡技、二維碼技術等技術，較好的實現了具有車位查詢、車位預訂、停車查詢、尋車引導、計費支付等多種功能。從而進一步解決城市經濟發展帶來的停車難問題，提高停車設施利用率，收到較好的效果。

[1] 王躍.城市停車難問題的解決思路[J].城市道橋與防洪.2007,8(8)：25-27.

[2] 王殿東,趙彥芬,張文書,胡海冰.北京城市停車現狀及緩解停車難問題初探[J].中國電梯,2007,23：38-40.

[3] 崔莉.無線傳感器網絡研究進展[J].計算機研究與發展,20 05,42(1)：163-174.

[4] 劉瑋,肖青,劉越,趙立君.基于SaaS的M2M業務實現[J].電信技術,2008,(9)：85-87.

[5] 楊彥格,杜杏蘭.二維碼業務實現及其典型應用[J].信息通信技術.2008,(1)：23-30.