淺析IC卡智能停車場系統中的相關技術

文章出處：http://5052h112.com 作者：鄭州興邦 人氣： 發表時間：2011年06月21日

        傳統的停車場管理系統重點均放在計費、收費管理功能上，關注的是各個車輛進出的時間以便于收費，而在停車場的安全性、運行效率和針對顧客的人性化要求方面考慮得較少。針對目前現狀，筆者提出了智能停車場管理系統，以實現車輛自動識別和信息化管理，提高車輛的通行效率和安全性，并統計車輛出入數據，方便管理人員進行調度，以減輕管理人員的勞動強度，從而提高工作效率。

　　該停車場管理系統既保留了傳統停車場管理系統的所有功能，又以原有收費介質為依托，對管理介質進行了改進。當車輛進入停車場時，系統自動攝取車輛圖像，經計算機處理后得到車輛型號、牌照、顏色信息，并將這些信息與用戶卡唯一的對應起來一同存入數據庫中。當車輛駛離停車場時，用戶卡、車牌號碼或車輛圖像等相關指標匹配后才能放行。

　　系統采用“一車一卡一位”的管理模式，即從車輛進入停車場一直到車輛駛離停車場，與這輛車相關的所有數據均與卡的ID號唯一相關，通過這個唯一的ID號，我們可以將諸如用戶、車輛型號、車輛牌照、車輛顏色等信息和車輛圖像、車輛進出場時間、停車時長、指定停車位編號、泊車路徑、應繳費用等信息在數據庫中統一起來，便于查詢和存儲。這樣便將收費管理、泊車引導和車輛識別安全監控子系統的數據信息建立在同一個數據平臺上，從而將各子系統有效的集成為一個統一的智能停車場管理系統。

　　智能停車場管理系統是以管理系統和通道識別系統組成的計算機網絡，網絡通訊協議采用TCP/IP協議。系統能有效、準確、智能地對進出停車場的系統車輛(裝有電子車牌的車輛)和非系統車輛(未裝有電子車牌的車輛)的數據信息識別、采集、記錄并按需駐留、上傳、處理，并在必要時可以通過相應的人工干預進行補充，以避免非正常事件(非系統車進出)的影響，確保系統有高效的車輛智能放行能力。

　　對于智能停車場系統來說，要求靈敏度應該較高，使用的適應性較大，安裝不太復雜，同時應該不受晝夜影響可以確保在任何環境下對車輛進行穩定可靠的監控，工程應用方便、免維護、成本也不應該很高。

        射頻識別設備要能實現汽車正常速度通過時，能與電子車卡進行通信;車輛的時間、空間信息、車卡信息及數據處理中心下傳指令需在本地保存;系統應定期自檢和故障自檢，及時上傳設備工作狀態，以供系統運行中心處理;故障排除或供電恢復后，系統自動重啟，確保停車場工作正常、數據傳輸完整;軟件結構模塊化;能夠滿*通控制設備與監控設備(如道閘、信號燈、電子稱、視頻抓拍等)的接口需求。

　　智能停車場系統性能特點如下：

　　(1)采用了射頻識別技術和計算機控制，自動化程度高，控制準確。

　　(2)采用遠距離智能識別標簽技術，防偽性能良好。停車的車輛擁有一個唯一序列號的標簽卡，該序列號不能更改。多重加密技術，唯一識別，無法仿制。而且只有該系統發行認可。

　　(3)非接觸式智能標簽卡使用時無機械接觸動作，遠距離感應通訊，無方向性，卡片可以在讀寫器的遠距離讀卡范圍內，在車輛不停車的同時就可以完成讀卡的操作，方便用戶的使用。

　　(4)道閘根據車輛的通行情況自動升起和降落，并具有防砸車功能。

　　(5)停車收費由計算機統計和確認。

　　(6)采用計算機網絡和收費軟件相結合的方法，防止了非法的修改和越權查閱資料。

　　(7)管理計算機和各個收費計算機可以實現實時通訊，并且管理計算機具有外接接口，網絡擴展性強。

　　(8)采用標準的工業控制系統結構，可根據用戶的不同要求組織不同系統的配置，方便靈活。

　　(9)安裝、調試、維護簡單方便，易于更換及檢修。

　　(10)整個系統性能穩定，使用可靠。

　　智能停車場系統工作流程

　　射頻識別系統有著其他識別系統無法比擬的優勢，再加上射頻識別系統中數據載體的防污、防磨損性能很好，這有利于提高載體的重復使用率，增加其使用壽命，減少使用成本，因此智能停車場管理系統采用射頻識別系統。

　　停車場管理系統運行過程是以顧客停車取車的過程為基礎的，停車場的工作流程也始終以用戶車輛進出停車場的流程為中心。停車場用戶一般分為臨時用戶和固定用戶兩大類。

        當車輛駛入/出停車場天線通信區時，天線以微波通訊的方式與車載射頻卡進行雙向數據交換，從射頻卡上讀取車輛的相關信息，自動識別射頻卡并判斷車卡是否有效和合法性，車道控制電腦顯示與該射頻卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息;車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關信息存入數據庫中，車道控制電腦根據獨到的數據進行判斷來做出放行或禁止的決策。

　　(1) 臨時用戶

　　臨時用戶是指臨時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性、隨機性、使用頻次低的特征。臨時用戶潛在數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的住戶，數量在一定時間內是確定的。

　　針對停車場用戶一般分為臨時用戶和固定用戶的實際情況，系統出/入場流程也分為臨時用戶和固定用戶的兩種情況。

　　車輛出場工作流程

　　臨時車輛出場工作流程

　　用戶駕駛車輛進入停車場離場通道，停在出口處，車輛檢測器檢測到有車后，向出口控制器發出有車信號。攝像系統和車輛識別系統啟動，攝入車輛圖像，經車輛識別系統分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等;用戶將入場時取得的用戶卡交給管理人員，管理人員通過出口讀卡機讀取用戶卡ID信息，并將用戶卡收回循環使用。

        數據中心通過檢索數據庫中對應ID號，獲得該用戶卡的類型(臨時卡)、入場時間，并查詢數據庫中與此ID號相關的車輛信息，與剛才實時獲取的信息進行比對，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯提示信息。若符合，數據中心根據車輛在場內停留時間和計費費率，計算出用戶應繳費額，同時顯示在金額顯示器屏幕上，語音提示設備提示用戶應繳納金額，用戶交納相應費用后，管理人員將通過出場控制器打開出口電動欄桿，用戶駕車駛出停車場。

　　長期卡車輛出場工作流程

　　持長期卡用戶的車輛到達停車場出口時，讀卡器獲取該卡的信息，將信息上送到數據處理中心，啟動車輛圖像識別系統，判斷用戶卡的有效性和密碼，并將數據中心查詢到的信息與此ID號相關的車輛信息與車輛識別系統獲取的信息進行比對，如果符合，則給出口控制器一個有效信號，由出口控制器控制抬起出口電動欄桿，用戶駕車離開停車場，完成一次出場過程。

　　智能停車場管理系統設計

　　硬件系統

　　智能停車場管理系統框圖如圖1所示。智能停車場管理系統數據中心控制管理入口控制系統、車輛識別系統、安全監控系統、用戶管理系統和出口控制系統等。智能停車場管理系統主要設備有：
 

　　(1)入口控制設備，包括入口自動吐卡機、入口讀卡器、車輛檢測器、電動欄桿等;

　　(2)用戶收費終端設備，包括計算機、視頻捕捉卡、票據打印機等;

　　(3)數據處理中心設備，包括數據服務器、中心讀寫卡機、通信設備等;

　　(4)停車場監控設備，包括監控攝像頭、視頻卡、顯示器、報警裝置設備等;
 

攝像頭

　　攝像頭是一種輸入器件，是用來組成電腦或其他機器的視覺系統的重要部件。攝像頭如今已成為人們日常溝通，視頻會議，安防監控和遠程醫療等活動不可或缺的器材之一。

　　(5)出口控制設備，包括出口讀卡機、車輛檢測器、電動欄桿、出口語音提示設備、停車費用顯示設備等;

　　(6)其他設備，包括照明設備、通風設備等。

　　軟件系統

　　三級操作員制

　　軟件系統分操作員級、主管級、經理級三個不同級別。不同級別對應著進入軟件系統的不同密碼，故軟件系統具有良好的保密性與可靠性。不同等級的操作人員進入軟件系統后，能實現不同的功能。

        操作員級只能實現基本功能;主管級能實現包括操作員在內的其他一些功能，且能修改操作員密碼;經理級是最高等級的操作人員，能實現包括操作級、主管級在內的所有功能，并可修改全部操作人員密碼。軟件系統具有良好的兼容性及資料保護性。

　　圖像捕捉對比

　　圖像的圖幅大小和清晰度、顏色等參數可自行設置;車輛圖像可供有關人員隨時查閱。圖像的總存儲量根據硬盤容量大小而定，最少可保證留有一周以上的車輛出入圖像(10000幅)備查。

　　臨時車收費功能

　　臨時車離開停車場時，控制器能自動檢測到臨時卡，并提示應交納一定的費用。臨時車必須在交完一定的費用后，經保安確認，才能離開停車場。道閘開啟時，數字錄像機

錄像機

　　錄像機是能夠記錄視頻圖像及背景音，將其儲存到音箱介質中，以后可以把這些音像重新發送到播放系統中得以重現的記錄裝置。

抓拍下該車輛的照片文件，并存儲在電腦里。

　　查詢、更改資料

　　查詢各種相關資料。例如：常用卡資料清單、被鎖常用卡清單、操作人員密碼清單、臨時卡清單等。
 

　　資料打印

　　執行操作過程中，可即時打印出實施該項操作的操作人員代碼以及操作內容，打印機打印出該車入/出場日期、時間、序號、時間，以及操作人員代碼等。