對于停車場的功能需求分析本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：交通管理部門、停車場管理者和用戶。交通管理部門對停車場的功能需求是滿足停車需要、調(diào)節(jié)交通，能夠讓需要停車的車輛進(jìn)入停車場停車，避免車輛在……

　　本方案致力于設(shè)計(jì)出達(dá)到目前自動(dòng)化程度最高和安全防盜性能最優(yōu)的停車場管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)以提高系統(tǒng)自動(dòng)化、人性化程度和安全性為主。

　　傳統(tǒng)的停車場管理系統(tǒng)重點(diǎn)均放在計(jì)費(fèi)收費(fèi)管理功能上，關(guān)注的是各個(gè)車輛進(jìn)出的時(shí)間以便于收費(fèi)，而在停車場的安全性、運(yùn)行效率和針對顧客的人性化要求方面考慮得較少。針對這種情況，該停車場管理系統(tǒng)既保留了傳統(tǒng)停車場管理系統(tǒng)的所有功能，又以原有收費(fèi)介質(zhì)為依托，對管理介質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了基于遺傳算法的自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)和基于數(shù)字圖像與處理的車輛識(shí)別安全監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)車輛進(jìn)入停車場時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)攝取車輛圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、車輛顏色信息，并將這些信息與用戶卡唯一的對應(yīng)起來一同存入用戶數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)車輛駛離停車場時(shí)，用戶卡、車牌號(hào)碼或車輛圖像等相關(guān)指標(biāo)匹配后才能放行。另外每次停車過程中，管理系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)停車場的實(shí)時(shí)停車情況為用戶指定一個(gè)符合最短路徑的有效停車位，并在整個(gè)停車過程中，系統(tǒng)都將通過電子顯示屏對顧客給予路徑信息指示。

　　本系統(tǒng)采用“一車一卡一位”的管理模式，即從車輛進(jìn)入停車場一直到車輛駛離停車場，與這輛車相關(guān)的所有數(shù)據(jù)均與卡的ID號(hào)唯一相關(guān)，通過這個(gè)唯一的ID號(hào)，我們可以將諸如用戶信息、車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、車輛顏色信息、車輛圖像、車輛進(jìn)出場時(shí)間、停車時(shí)長、指定停車位編號(hào)、泊車路徑、應(yīng)繳費(fèi)用等信息在數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)一起來，便于查詢和存儲(chǔ)。這樣便使收費(fèi)管理、泊車引導(dǎo)和車輛識(shí)別安全監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息建立在同一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)上，從而將各子系統(tǒng)有效的集成為一個(gè)統(tǒng)一的停車場智能管理系統(tǒng)。

　　功能需求分析

　　系統(tǒng)分析也稱為邏輯設(shè)計(jì)，是系統(tǒng)開發(fā)周期的一個(gè)重要階段，系統(tǒng)分析的主要任務(wù)包括可行性研究和需求分析。需求分析是整個(gè)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，是指用戶要求系統(tǒng)必須滿足的所有功能和限制。

　　在智能交通系統(tǒng)中，對智能停車場的要求是既作為整個(gè)交通系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，又作為一個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)。前者指的是作為整個(gè)智能交通系統(tǒng)的一部分，要求它能與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行信息互動(dòng)，即停車場不但能實(shí)時(shí)提供停車位的狀態(tài)信息，為整個(gè)交通系統(tǒng)的疏導(dǎo)和指揮提供參考，又能接收來自交通指揮中心的指令信息，接受統(tǒng)一調(diào)度安排；后者指的是它能獨(dú)立運(yùn)行，具備諸如計(jì)費(fèi)收費(fèi)、控制車輛出入、滿足用戶停車需求等停車場的基本功能。碩士學(xué)位論文要建立智能停車場的體系結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的用戶服務(wù)要求，也就是明確停車場管理系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能。

　　對于停車場的功能需求分析本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：交通管理部門、停車場管理者和用戶。交通管理部門對停車場的功能需求是滿足停車需要、調(diào)節(jié)交通，能夠讓需要停車的車輛進(jìn)入停車場停車，避免車輛在道路上滯留，以此來緩解交通壓力，使整個(gè)交通有序運(yùn)行。因此，停車場必須具有方便停車、提供停車場停車位狀態(tài)信息的功能。停車場管理者對停車場的功能需求是保證車輛安全、計(jì)費(fèi)收費(fèi)、方便用戶停車等，這樣停車場應(yīng)該具有車輛出入控制、停車時(shí)長統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、泊車引導(dǎo)、車輛識(shí)別的功能。從用戶這一方面來說，車輛安全是第一位的，對于費(fèi)用收取的透明度和停車、取車的方便快捷也是一個(gè)重要考慮因素。因此，綜合以上三方面對停車場管理的功能需求，把智能停車場中的停車服務(wù)功能和交通導(dǎo)行服務(wù)功能歸納起來，智能停車場應(yīng)至少具備以下幾個(gè)功能：

　　(1)車輛的出入控制功能；

　　(2)計(jì)費(fèi)、收費(fèi)功能；

　　(3)車輛識(shí)別功能；

　　(4)泊車引導(dǎo)功能；

　　(5)安全監(jiān)控功能；

　　(6)停車場狀態(tài)信息收集、處理功能；

　　(7)與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能。

　　對于停車場的功能需求分析本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：交通管理部門、停車場管理者和用戶。交通管理部門對停車場的功能需求是滿足停車需要、調(diào)節(jié)交通，能夠讓需要停車的車輛進(jìn)入停車場停車，避免車輛在……

　　本方案致力于設(shè)計(jì)出達(dá)到目前自動(dòng)化程度最高和安全防盜性能最優(yōu)的停車場管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)以提高系統(tǒng)自動(dòng)化、人性化程度和安全性為主。

　　傳統(tǒng)的停車場管理系統(tǒng)重點(diǎn)均放在計(jì)費(fèi)收費(fèi)管理功能上，關(guān)注的是各個(gè)車輛進(jìn)出的時(shí)間以便于收費(fèi)，而在停車場的安全性、運(yùn)行效率和針對顧客的人性化要求方面考慮得較少。針對這種情況，該停車場管理系統(tǒng)既保留了傳統(tǒng)停車場管理系統(tǒng)的所有功能，又以原有收費(fèi)介質(zhì)為依托，對管理介質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了基于遺傳算法的自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)和基于數(shù)字圖像與處理的車輛識(shí)別安全監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)車輛進(jìn)入停車場時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)攝取車輛圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、車輛顏色信息，并將這些信息與用戶卡唯一的對應(yīng)起來一同存入用戶數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)車輛駛離停車場時(shí)，用戶卡、車牌號(hào)碼或車輛圖像等相關(guān)指標(biāo)匹配后才能放行。另外每次停車過程中，管理系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)停車場的實(shí)時(shí)停車情況為用戶指定一個(gè)符合最短路徑的有效停車位，并在整個(gè)停車過程中，系統(tǒng)都將通過電子顯示屏對顧客給予路徑信息指示。

　　本系統(tǒng)采用“一車一卡一位”的管理模式，即從車輛進(jìn)入停車場一直到車輛駛離停車場，與這輛車相關(guān)的所有數(shù)據(jù)均與卡的ID號(hào)唯一相關(guān)，通過這個(gè)唯一的ID號(hào)，我們可以將諸如用戶信息、車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、車輛顏色信息、車輛圖像、車輛進(jìn)出場時(shí)間、停車時(shí)長、指定停車位編號(hào)、泊車路徑、應(yīng)繳費(fèi)用等信息在數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)一起來，便于查詢和存儲(chǔ)。這樣便使收費(fèi)管理、泊車引導(dǎo)和車輛識(shí)別安全監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息建立在同一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)上，從而將各子系統(tǒng)有效的集成為一個(gè)統(tǒng)一的停車場智能管理系統(tǒng)。

　　功能需求分析

　　系統(tǒng)分析也稱為邏輯設(shè)計(jì)，是系統(tǒng)開發(fā)周期的一個(gè)重要階段，系統(tǒng)分析的主要任務(wù)包括可行性研究和需求分析。需求分析是整個(gè)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，是指用戶要求系統(tǒng)必須滿足的所有功能和限制。

　　在智能交通系統(tǒng)中，對智能停車場的要求是既作為整個(gè)交通系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，又作為一個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)。前者指的是作為整個(gè)智能交通系統(tǒng)的一部分，要求它能與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行信息互動(dòng)，即停車場不但能實(shí)時(shí)提供停車位的狀態(tài)信息，為整個(gè)交通系統(tǒng)的疏導(dǎo)和指揮提供參考，又能接收來自交通指揮中心的指令信息，接受統(tǒng)一調(diào)度安排；后者指的是它能獨(dú)立運(yùn)行，具備諸如計(jì)費(fèi)收費(fèi)、控制車輛出入、滿足用戶停車需求等停車場的基本功能。碩士學(xué)位論文要建立智能停車場的體系結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的用戶服務(wù)要求，也就是明確停車場管理系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能。

　　對于停車場的功能需求分析本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：交通管理部門、停車場管理者和用戶。交通管理部門對停車場的功能需求是滿足停車需要、調(diào)節(jié)交通，能夠讓需要停車的車輛進(jìn)入停車場停車，避免車輛在道路上滯留，以此來緩解交通壓力，使整個(gè)交通有序運(yùn)行。因此，停車場必須具有方便停車、提供停車場停車位狀態(tài)信息的功能。停車場管理者對停車場的功能需求是保證車輛安全、計(jì)費(fèi)收費(fèi)、方便用戶停車等，這樣停車場應(yīng)該具有車輛出入控制、停車時(shí)長統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、泊車引導(dǎo)、車輛識(shí)別的功能。從用戶這一方面來說，車輛安全是第一位的，對于費(fèi)用收取的透明度和停車、取車的方便快捷也是一個(gè)重要考慮因素。因此，綜合以上三方面對停車場管理的功能需求，把智能停車場中的停車服務(wù)功能和交通導(dǎo)行服務(wù)功能歸納起來，智能停車場應(yīng)至少具備以下幾個(gè)功能：

　　(1)車輛的出入控制功能；

　　(2)計(jì)費(fèi)、收費(fèi)功能；

　　(3)車輛識(shí)別功能；

　　(4)泊車引導(dǎo)功能；

　　(5)安全監(jiān)控功能；

　　(6)停車場狀態(tài)信息收集、處理功能；

　　(7)與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能。

　　管理介質(zhì)的確定

　　對各種類型用戶進(jìn)行的管理標(biāo)識(shí)，對出入車輛進(jìn)行的識(shí)別驗(yàn)證，對用戶的計(jì)費(fèi)、收費(fèi)以及泊車引導(dǎo)等過程都存在著大量的數(shù)據(jù)信息，為了將這些功能集成到同一系統(tǒng)中，這就要求存在一種介質(zhì)將各種信息關(guān)聯(lián)起來，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理。

　　收費(fèi)是停車場最基本的一項(xiàng)功能，停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)是伴隨著公用收費(fèi)停車場這一新生事物而誕生的。它也是停車場管理系統(tǒng)中發(fā)展得最早、最快和最完善的一個(gè)部分。傳統(tǒng)停車場的收費(fèi)都是采用人工方式，收費(fèi)過程繁瑣，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度高，停車場利用率低下，票款易流失。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及技術(shù)的進(jìn)步，為了克服這些缺點(diǎn)，各種新技術(shù)、新材料的應(yīng)用使停車場收費(fèi)系統(tǒng)的功能逐漸完善，可靠性逐步提高，計(jì)費(fèi)收費(fèi)方式也發(fā)生了改變。收費(fèi)介質(zhì)的變化使得停車場的自動(dòng)計(jì)費(fèi)收費(fèi)成為可能。隨著停車場朝著大型化、現(xiàn)代化方向發(fā)展，許多現(xiàn)代控制領(lǐng)域及智能交通領(lǐng)域的前沿技術(shù)在停車場管理系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，從而使當(dāng)今停車場管理系統(tǒng)呈現(xiàn)功能多樣化的特點(diǎn)。各種子系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展使停車場的功能越來越豐富的同時(shí)，也使管理的難度加大了。這就需要有一種介質(zhì)將停車場智能管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)聯(lián)系起來，這里我們以發(fā)展相對成熟的收費(fèi)介質(zhì)作為管理介質(zhì)的平臺(tái)和依托，以便對各子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

　　管理介質(zhì)是停車場管理系統(tǒng)用來標(biāo)識(shí)每輛車及車主的唯一標(biāo)志，介質(zhì)中儲(chǔ)存有一組標(biāo)明車輛身份的數(shù)字標(biāo)識(shí)(ID)。管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫以此ID作為主鍵記錄和查詢車輛的用戶類型、使用權(quán)限、進(jìn)出時(shí)間、車輛牌照、車輛圖像等特征信息，從而實(shí)現(xiàn)對出入車輛的計(jì)費(fèi)收費(fèi)、出入控制、身份驗(yàn)證、泊車引導(dǎo)，以達(dá)到將各子系統(tǒng)集成為一個(gè)整體的停車場綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)的目的。

　　管理介質(zhì)是管理系統(tǒng)的重要技術(shù)特征。通過使用何種管理介質(zhì)可以反映其系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)程度。以停車場管理系統(tǒng)使用的管理介質(zhì)為核心特征，停車場管理系統(tǒng)歷了磁卡、條形碼、接觸式IC卡以及非接觸類型管理介質(zhì)等幾個(gè)發(fā)展階段。每個(gè)階段的停車場管理系統(tǒng)都是在克服其上一代系統(tǒng)在管理介質(zhì)不足的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了管理系統(tǒng)的工作效率和可靠性，并豐富了管理系統(tǒng)的管理服務(wù)功能。

　　各種管理介質(zhì)性能對比

　　停車場管理系統(tǒng)中曾經(jīng)出現(xiàn)過的管理介質(zhì)有磁卡(紙質(zhì))，條形碼(紙質(zhì))，接觸式IC卡等多種，其優(yōu)缺點(diǎn)各有不同。

　　1.紙質(zhì)磁卡

　　紙質(zhì)磁卡70年代開始應(yīng)用，是最早出現(xiàn)的停車場管理介質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)成本較低(0.1元以下)，結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，便于組成大容量發(fā)卡系統(tǒng)(數(shù)千張)，設(shè)計(jì)靈活。

　　缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量小，不易保存(折損或磁化后數(shù)據(jù)即破壞)，無法重復(fù)使用，安全保密性差(數(shù)據(jù)未加密容易復(fù)制)，讀寫設(shè)備復(fù)雜且維護(hù)費(fèi)用高(接觸讀寫，需要經(jīng)常清理維護(hù))，對使用環(huán)境要求較高(對灰塵、溫度、濕度有要求)。

　　2.條形碼

　　常見的二維條形碼是PDF417碼，在1997年底被定為我國國家標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理，收費(fèi)全部自動(dòng)化。成本低，即使票據(jù)污損或者殘破，也可以使丟失的數(shù)據(jù)100%恢復(fù)。

　　缺點(diǎn)：信息是一次性的，不能改寫。

　　3.接觸式IC卡

　　近幾十年發(fā)展起來的一種集成電路芯片技術(shù)。

　　優(yōu)點(diǎn)：相對磁卡安全可靠(數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)，加密讀寫)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大，可以一卡多用，可靠性及壽命比磁卡高，讀寫機(jī)構(gòu)比磁卡讀寫機(jī)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，維護(hù)較方便。

　　缺點(diǎn)：成本略高，由于觸點(diǎn)外露而容易導(dǎo)致污染、損傷及靜電損毀。多次讀寫時(shí)會(huì)造成觸點(diǎn)磨損損壞，卡本身壽命低。用戶使用時(shí)需要將IC卡插入讀卡器的-插卡口中才能實(shí)現(xiàn)讀寫過程，造成系統(tǒng)對卡的識(shí)別時(shí)間較長。讀卡器的插卡口外露，易受污染，造成讀卡困難，需定期清理。

　　4.射頻卡(簡稱RF卡)

　　射頻卡是近十幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源(卡中無電池)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)可靠性高、使用壽命長、維護(hù)成本低。射頻卡與讀卡器之間無機(jī)械接觸，避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障。此外，射頻卡表面無裸露的芯片，無須擔(dān)心芯片脫落、靜電擊穿、彎曲損壞而使卡片失效等問題，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。因此，在正常使用的情況下，可以保證IC卡的使用壽命在10年以上。

　　(2)操作方便、快捷。由于非接觸通信，讀寫器在5cm～10m甚至更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)都可以完成對卡片的操作，避免了灰塵、油污等外部惡劣環(huán)境對讀寫卡的影響。射頻卡使用時(shí)非常簡單，不需固定方向和位置，沒有方向性，卡片以任意方向掠過讀寫器表面，都可以完成操作，大大提高了每次使用的速度。

　　(3)加密性能好、安全可靠。每張卡片在出廠時(shí)都寫有不可更改的唯一編號(hào)(全球唯一的序列號(hào)，制造廠家在卡片出廠前已將此序列號(hào)固化，不可再更改)。射頻卡與讀卡器之間采用雙向驗(yàn)證機(jī)制，即讀卡器驗(yàn)證射頻卡的合法性，同時(shí)射頻卡也驗(yàn)證讀卡器的合法性；處理前，卡要與讀卡器進(jìn)行三次相互認(rèn)證，而且在通訊過程所有的數(shù)據(jù)都加密。此外，卡中各個(gè)扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問條件。這些都確保了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

　　(4)抗干擾性強(qiáng)、防沖突。射頻卡中存在快速防沖突機(jī)制，能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此終端可以同時(shí)處理多張卡片。

　　(5)多種權(quán)限級別管理?？稍O(shè)置多個(gè)權(quán)限級別，增加了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

　　通過各種管理介質(zhì)的對比，我們不難發(fā)現(xiàn)，射頻卡擁有其他幾種介質(zhì)不可比擬的優(yōu)勢。目前，使用以射頻卡為代表的非接觸類型作為管理介質(zhì)的收費(fèi)管理系統(tǒng)已經(jīng)成為建設(shè)的主流方向。從操作簡便性、系統(tǒng)可靠性和管理的有效性角度出發(fā)，本設(shè)計(jì)選用射頻卡作為系統(tǒng)的管理介質(zhì)。

　　射頻識(shí)別系統(tǒng)的介紹

　　最基本的射頻識(shí)別系統(tǒng)由三部分組成：

　　(1)射頻標(biāo)簽：在這個(gè)系統(tǒng)中即分配給用戶的射頻卡。由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。停車場智能管理系統(tǒng)

　　(2)讀卡器(閱讀器)：用來讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，在停車場管理系統(tǒng)中，一般安放在出入口處，讀取射頻卡上的用戶信息。另外它還可以用來初始化卡片和

　　當(dāng)用戶充值時(shí)對卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入。

　　(3)天線：在標(biāo)簽和讀卡器間傳遞射頻信號(hào)。

　　系統(tǒng)還通過讀卡器的RS232或RS485接口與外部計(jì)算機(jī)(上位機(jī)主系統(tǒng))連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將讀取的信息上送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理或存儲(chǔ)。

　　系統(tǒng)的基本工作流程是：讀卡器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀卡器，讀卡器對接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。按照不同的方式，射頻卡有以下幾種分類：

　　(1)按供電方式分為有源卡和無源卡。有源是指卡內(nèi)有電池提供電源，其作用距離較遠(yuǎn)，但壽命有限、體積較大、成本高；無源卡內(nèi)無電池，它利用波束供電技術(shù)將接收到的射頻能量轉(zhuǎn)化為直流電源，為卡內(nèi)電路供電，其作用距離相對有源卡短，但壽命長且對工作環(huán)境要求不高。

　　(2)按載波頻率分為低頻射頻卡、中頻射頻卡和高頻射頻卡。低頻射頻卡主要有125kHz和134.2kHz兩種，中頻射頻卡頻率主要為13.56MHz，高頻射頻卡主要為433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、校園卡、動(dòng)物監(jiān)管、貨物跟蹤等。中頻系統(tǒng)用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)；高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合，其天線波束方向較窄且價(jià)格較高，在火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)中應(yīng)用。

　　(3)按調(diào)制方式的不同可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器；被動(dòng)式射頻卡使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀寫器的載波來調(diào)制自己的信號(hào)，該類技術(shù)適合用在門禁或交通應(yīng)用中，因?yàn)樽x寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。在有障礙物的情況下，用調(diào)制散射方式，讀寫器的能量必須來去穿過障礙物兩次。而主動(dòng)方式的射頻卡發(fā)射的信號(hào)僅穿過障礙物一次，因此主動(dòng)方式工作的射頻卡主要用于有障礙物的應(yīng)用中，距離更遠(yuǎn)(可達(dá)30m)。

　　(4)按作用距離可分為密耦合卡(作用距離小于1cm)、近耦合卡(作用距離小于15cm)、疏耦合卡(作用距離約1m)和遠(yuǎn)距離卡(作用距離至少1m以上)。

　　(5)按芯片分為只讀卡、讀寫卡和CPU卡。

　　系統(tǒng)工作流程

　　停車場管理系統(tǒng)運(yùn)行過程是以顧客停車取車的過程為基礎(chǔ)的，停車場的工作流程也始終以用戶車輛進(jìn)出停車場的流程為中心。停車場用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶兩大類。

　　1.臨時(shí)用戶

　　臨時(shí)用戶是指臨時(shí)使用停車場停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有臨時(shí)性，隨機(jī)性，使用頻次低的特征。臨時(shí)用戶潛在數(shù)量龐大且身份不確定。

　　2.固定用戶

　　固定用戶是指長期固定使用停車場停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有長期性、規(guī)律性、使用頻次高的特征。固定用戶一般是停車場附近單位的工作人員或生活區(qū)的住戶，數(shù)量在一定時(shí)間內(nèi)是確定的。

　　針對停車場用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶的實(shí)際情況，系統(tǒng)出入場工程流程也分為針對臨時(shí)用戶和固定用戶的兩種情況。

　　為了在方便管理的同時(shí)盡量降低成本，停車場管理系統(tǒng)針對不同用戶采用不同的管理介質(zhì)。由于臨時(shí)用戶使用的頻率較低，針對這類用戶一般采用的是入場時(shí)臨時(shí)發(fā)卡，出場時(shí)即時(shí)收費(fèi)并回收卡片的方式。這里臨時(shí)用戶選擇采用近距離的無源射頻卡(臨時(shí)卡)；針對固定用戶使用頻率較高的狀況，為了方便管理，簡化收費(fèi)手續(xù)，系統(tǒng)為這類用戶建立個(gè)人檔案，把用戶的姓名、性別等個(gè)人基本資料以及包括用戶車輛型號(hào)、車牌、品牌等在內(nèi)的車輛信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。另外，在我國2.4GHz～2.4835GHz的頻段是無需向國家無線電管理委員會(huì)申請使用許可證的公用頻段，所以系統(tǒng)選擇給用戶分配一張帶鍵盤的遠(yuǎn)距離2.4GHz有源射頻卡(長期卡)。帶鍵盤主要是為固定用戶在駛離停車場時(shí)作輸入密碼之用，通過密碼確認(rèn)的方式來杜絕因卡片被竊所導(dǎo)致的車輛被盜現(xiàn)象的發(fā)生。卡的ID作為數(shù)據(jù)庫中各關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表的主鍵。收費(fèi)一般采用按月或按年預(yù)充值的形式。遠(yuǎn)距離射頻卡與自動(dòng)化的出入口控制系統(tǒng)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對于固定用戶在不停車的情況下完成所有的操作，大大方便了用戶的停車，提高了停車場的通行效率，減少了出入口的擁塞現(xiàn)象出現(xiàn)。

　　入場工作流程

　　臨時(shí)車輛入場工作流程

　　臨時(shí)車輛進(jìn)入停車場時(shí)，設(shè)在車道下的車輛感應(yīng)線圈檢測到車輛的到來。將有車信號(hào)傳送給入口控制器，入口控制器獲取車輛到來的信號(hào)后，向相關(guān)設(shè)備發(fā)出指令，啟動(dòng)攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)。經(jīng)計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理后，記錄車輛的牌照信息、顏色信息、車型信息等。語音提示設(shè)備提示用戶按動(dòng)取卡按鈕，入口控制器檢測到取卡信號(hào)后，通過串口給發(fā)卡機(jī)發(fā)送發(fā)卡命令。發(fā)卡機(jī)接到命令停車場智能管理系統(tǒng)后，發(fā)出一張臨時(shí)用戶卡，剛才系統(tǒng)所獲取的信息即與此卡的ID號(hào)對應(yīng)起來。

　　同時(shí)語音提示器提示用戶取走臨時(shí)卡。如果用戶在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不取卡，發(fā)卡機(jī)將自動(dòng)吞回用戶卡，入口控制器取消此次入場工作。用戶取走卡后，發(fā)卡機(jī)發(fā)出用戶已取走卡的信號(hào)給入口控制器，入口控制器抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲觥Ｈ肟陔妱?dòng)欄桿檢測到配套車輛檢測器信號(hào)出現(xiàn)“有車→無車”變化后，才自動(dòng)將欄桿放下，以杜絕砸車事件的發(fā)生。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬桿→落桿”的動(dòng)作后，確認(rèn)本次入場過程已經(jīng)完成。

　　長期卡入場工作流程

　　當(dāng)持長期卡的用戶車輛進(jìn)入入口讀卡器的感應(yīng)范圍時(shí)，讀卡器即與射頻卡之間建立起信息交換系統(tǒng)，射頻卡向讀卡器發(fā)送卡信息，讀卡器判斷射頻卡的合法性和時(shí)間有效性，如有效則獲取射頻卡的ID號(hào)，并將其上送至數(shù)據(jù)處理中心。

　　同時(shí)，攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)將啟動(dòng)。攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識(shí)別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等；數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)讀卡器上傳的ID號(hào)，查詢數(shù)據(jù)庫中與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息，并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯(cuò)提示信息。另外，數(shù)據(jù)處理中心還會(huì)檢查此固定卡是否過期，如果過期則會(huì)提示“用戶余額不足，請盡快充值”等信息。若符合條件，則給入口控制器一個(gè)有效信號(hào)，抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲?。入口電?dòng)欄桿檢測到配套車輛檢測器信號(hào)出現(xiàn)“有車→無車”變化后，將欄桿放下。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬桿→落桿”的動(dòng)作后，確認(rèn)本次入場過程已經(jīng)完成。由于長期卡與讀卡器的信息交換距離在從十幾米到數(shù)十米，并且都是在空間里完成的，時(shí)間花銷短，所以當(dāng)車輛到達(dá)入口時(shí)，電動(dòng)欄桿已經(jīng)抬起，這樣便實(shí)現(xiàn)了固定用戶的不停車操作。

　　出場工作流程

　　臨時(shí)卡出場工作流程

　　用戶駕駛車輛進(jìn)入停車場離場通道，停在出口處，車輛檢測器檢測到有車后，向出口控制器發(fā)出有車信號(hào)。攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識(shí)別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等；用戶將入場時(shí)取得的用戶卡交給管理人員，管理人員通過出口讀卡機(jī)讀取用戶卡ID信息，并將用戶卡收回循環(huán)使用。數(shù)據(jù)中心通過檢索數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)ID號(hào)，獲得該用戶卡的類型(臨時(shí)卡)、入場時(shí)間，并查詢數(shù)據(jù)庫中與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息，并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯(cuò)提示信息。若符合，數(shù)據(jù)中心根據(jù)車輛在場內(nèi)停留時(shí)間和計(jì)費(fèi)費(fèi)率，計(jì)算出用戶應(yīng)繳費(fèi)額，并顯示在金額顯示器屏幕上。同時(shí)語音提示設(shè)備提示用戶應(yīng)繳納的金額，用戶交納相應(yīng)費(fèi)用后，管理人員將找零和打印的收費(fèi)票據(jù)一并交給用戶，按交易完成鍵，確認(rèn)交易完成后，通過出場控制器打開出口電動(dòng)欄桿，用戶駕車駛出停車場。出口電動(dòng)欄桿檢測到配套車輛檢測器信號(hào)出現(xiàn)“有車→無車”變化后，自動(dòng)將欄桿放下。計(jì)算機(jī)接收到出口欄桿出現(xiàn)“抬桿→落桿”動(dòng)作后，確認(rèn)本次出場過程已經(jīng)完成，將先前獲得的用戶卡號(hào)、入場時(shí)間、出場時(shí)間保存到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中備查，完成一次出場過程。

　　長期卡出場工作流程

　　持長期卡用戶的車輛到來時(shí)，用戶通過鍵盤輸入密碼，讀卡器獲取該卡的信息，將信息上送到數(shù)據(jù)處理中心，啟動(dòng)車輛圖像識(shí)別系統(tǒng)，判斷用戶卡的有效性和密碼，并將數(shù)據(jù)中心查詢到的與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息與車輛識(shí)別系統(tǒng)獲取的信息進(jìn)行比對，如果符合，則給出口控制器一個(gè)有效信號(hào)，由出口控制器控制抬起出口電動(dòng)欄桿，用戶駕車離開停車場，完成一次出場過程。

　　內(nèi)部工作流程

　　內(nèi)部工作流程主要是用戶從入口出發(fā)找到停車位存車以及取車出場的過程。自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)停車場中最佳有效停車位和最短路徑的尋找，停車路徑和停車位編號(hào)指示，以便用戶快速找到空的有效停車位。當(dāng)車輛檢測器檢測到有車來時(shí)，停車場內(nèi)部的車位檢測系統(tǒng)便將檢測到的車位信息送給中心處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，找到當(dāng)前的最佳有效停車位和最短路徑，并且將有效停車位的編號(hào)和路徑一起顯示在指示屏上，為了方便顧客，路徑信息中還包括了每個(gè)交叉口的轉(zhuǎn)向信息，即在每一個(gè)交叉路口都有相應(yīng)的顯示屏顯示顧客向左向右等轉(zhuǎn)向信息，方便顧客在停車場中快速、準(zhǔn)確的找到指定停車位。

　　泊車引導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心還可以通過專線方式將停車場當(dāng)前的車位信息上送給城市或區(qū)域交通指揮中心，為城市智能交通信息系統(tǒng)提供信息支持，使其完成城市交通誘導(dǎo)功能，起到緩解交通壓力的作用。

　　管理系統(tǒng)組成

　　有了系統(tǒng)功能需求以后就可以確定系統(tǒng)的外部實(shí)體，根據(jù)系統(tǒng)功能和系統(tǒng)外部實(shí)體，我們就可以從總體上對停車場管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　系統(tǒng)設(shè)備組成

　　停車場管理系統(tǒng)組成主要分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。按照停車場的工作流程和管理系統(tǒng)的功能以及設(shè)備的安裝位置，可以把硬件系統(tǒng)設(shè)備分為以下7大類。

　　(1)入口設(shè)備包括：入口自動(dòng)吐卡機(jī)，入口讀卡器，微波天線，車輛檢測器，入口語音提示設(shè)備，入口控制器，入口電動(dòng)欄桿，入口欄桿用車輛檢測器，入口車道攝像機(jī)，車位滿指示屏，入口聲光報(bào)警裝置；

　　(2)出口設(shè)備包括：出口讀卡機(jī)，出口讀卡機(jī)用車輛檢測器，出口語音提示設(shè)備，出口控制器，停車費(fèi)用顯示屏，出口電動(dòng)欄桿，出口欄桿用車輛檢測器，出口車道攝像機(jī)，出口聲光報(bào)警裝置；

　　(3)用戶收費(fèi)終端設(shè)備包括：計(jì)算機(jī)，視頻捕捉卡，485通信卡，收費(fèi)票據(jù)打印機(jī)；

　　(4)數(shù)據(jù)處理中心設(shè)備包括：數(shù)據(jù)服務(wù)器，中心讀寫卡機(jī)，后備電源，通信Modem；

　　(5)自動(dòng)泊車引導(dǎo)設(shè)備包括：車位信息處理計(jì)算機(jī)，車位信息檢測系統(tǒng)，泊車引導(dǎo)電子顯示屏，語音提示設(shè)備；

　　(6)停車場監(jiān)控設(shè)備包括：監(jiān)控?cái)z像頭，視頻卡，顯示器，聲光報(bào)警裝置；

　　(7)其他設(shè)備包括：照明設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備，消防設(shè)備等。

　　系統(tǒng)設(shè)備功能

　　入口設(shè)備是車輛進(jìn)入停車場(停車)過程中所使用設(shè)備的集合。其應(yīng)具備的功能包括車輛檢測、發(fā)卡、讀卡、攝取車輛圖像信息、控制車輛進(jìn)場、顯示停車位信息等。其核心功能是車輛檢測設(shè)備檢測車輛到來，管理介質(zhì)識(shí)別設(shè)備獲得用戶在管理系統(tǒng)中的身份標(biāo)識(shí)，攝像設(shè)備獲取車輛的相關(guān)特征信息，檢驗(yàn)用戶是否具有存車的權(quán)限并通過相關(guān)設(shè)備控制用戶的存車行為。

　　出口設(shè)備是車輛駛離停車場(取車)過程中使用的設(shè)備的集合。其功能包括檢測車輛、讀卡、車輛特征信息匹配、通過電動(dòng)欄桿控制車輛出場等。其設(shè)備的核心功能是通過管理介質(zhì)識(shí)別設(shè)備獲得用戶車輛在管理系統(tǒng)中的身份標(biāo)識(shí)，獲取車輛的相關(guān)特征信息，將車輛入場和出場車輛特征信息進(jìn)行對比，檢驗(yàn)用戶是否具有取車的權(quán)限，控制用戶的取車行為。

　　用戶收費(fèi)管理設(shè)備是停車場管理系統(tǒng)底層硬件設(shè)備的控制中心，負(fù)責(zé)所有底層硬件設(shè)備狀態(tài)檢測、數(shù)據(jù)通信及控制功能。用戶收費(fèi)管理設(shè)備作為系統(tǒng)前端應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，應(yīng)為管理者提供友好的管理系統(tǒng)界面，顯示設(shè)備運(yùn)行情況和停車場管理信息，負(fù)責(zé)停車計(jì)費(fèi)收費(fèi)，執(zhí)行用戶發(fā)出的管理命令，給出口設(shè)備下發(fā)控制信息。通過停車費(fèi)用金額顯示器、票據(jù)打印機(jī)等配套設(shè)備，收費(fèi)終端可以完成停車交易的結(jié)算功能。

　　數(shù)據(jù)處理設(shè)備是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理的硬件平臺(tái)，其功能是保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、車輛特征信息數(shù)據(jù)、以及泊車路徑信息等被全可靠的存儲(chǔ)和查詢以及車輛識(shí)別系統(tǒng)的正常運(yùn)行。自動(dòng)泊車引導(dǎo)設(shè)備是在為顧客進(jìn)行泊車引導(dǎo)中所使用的停車位檢測設(shè)備，引導(dǎo)信息顯示設(shè)備以及車位信息處理設(shè)備的集合，其功能是當(dāng)有車輛到來時(shí)，快速的為顧客找到符合最短路徑的有效停車位編號(hào)及泊車路徑，并在停車過程中對顧客給予車位指示和路徑指示。

　　停車場智能管理系統(tǒng)

　　停車場監(jiān)控及報(bào)警設(shè)備是對停車場內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的攝像機(jī)、聲光報(bào)警、自動(dòng)拔號(hào)報(bào)警等設(shè)備，主要功能是對停車場內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控并結(jié)合報(bào)警裝置在有危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，以引起工作人員注意，保證停車場安全。

　　小結(jié)

　　本章對停車場智能管理系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。通過需求分析，明確了停車場應(yīng)具備的功能，并對實(shí)現(xiàn)這些功能的硬件設(shè)備作了一個(gè)簡要的介紹。通過對各種管理介質(zhì)的分析比較，選定了射頻卡作為系統(tǒng)的管理介質(zhì)。以此為基礎(chǔ)，針對停車場的臨時(shí)用戶和固定用戶進(jìn)行了工作流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了固定用戶的不停車出入。