基于非接触式IC卡的混合型停车场管理系统设计

　　应用背景 

　　近几年，随着国内经济迅猛增长，以及国家对汽车产业发展，和汽车消费的政策性鼓励，使得城市中汽车的保有量持续上升，对停车位的需求，也相应增加。而停车场的建设，相对发展缓慢，所以需要更好的管理措施，提高现有停车场使用效率，缓解城市停车需求的压力。停车场收费系统在停车场中的应用，对于城市管理，可以极大的提高停车场利用率，缓解停车位需求压力；对于停车场管理方，可以提高停车场营业收入，降低停车场管理成本，规范管理模式；对于车主，提高了停车的便利，减少寻找车位的麻烦。 

　　系统概述 

　　混合型停车场系统是以RFID射频识别，蓝牙无线传输，图像分析对比等技术为核心的综合车辆管理系统。该系统可以适用于非营业性收费管理方式或收费管理方式，根据发放不同卡类型，也可两种模式混合使用。系统中临时卡采用可读写的非接触式IC卡，临时车进入入口取卡区，系统检测到车后，允许取卡。车主按取卡键取卡，系统自动记录取卡时的入场时间并拍摄现场图片，同时抬闸放行。出场时，计算停车时间，根据自定义的收费费率，计算停车费用。
　　系统中的月卡或固定卡，采用蓝牙远距离卡，读卡距离远，稳定可靠，车辆进入感应，系统读取到卡信息，判断卡有效性，自动开闸放行，达到不停车通行的目的，最大限度的方便车辆通行。系统可以脱离软件，独立运行，也可结合软件，实时运行。能够，临时卡根据费率计算停车费用。系统中的收费信息，车辆进出信息，图像等数据，可查询，统计，便于对停车场使用情况分析，改进停车场管理模式。 

　　系统设计原则 

　　根据系统应用需求，及未来发展的趋势，系统设计遵循以下原则：
　　保证停车场停放车辆安全：车辆进入停车场后，停车场就有责任保护好车辆安全。本系统采用车卡绑定，一车一卡模式，结合图像对比，车牌识别技术，保证车辆不被交换或非法离场。
　　车辆进出过程安全：车辆通过出入口时，道闸根据车辆的通行情况自动升起和降落，并具有防砸车功能，即只要进出场车辆尚在闸杆下，道闸将保持其初始状态不会下落，如果在下落过程中，闸杆下突然出现车辆，闸杆也必须立即返回打开，防止砸车。
　　车辆进出方便快捷：在保证通行安全的前提下，也需要方便固定车辆的出入，做到不停车，无障碍通行。同时，判断固定车辆的有效性，使用期限，缴纳租金情况的信息。采用蓝牙远距离卡，读卡距离最远可达20米，当车辆进入感应区时，且卡信息判断有效，则自动抬闸，车辆可不停车通行。
　　收费符合地方规定：对于临时车，采用按停车时间方式计算费用，同时，可以自定义收费方式。停车场收费方式设计灵活多变，符合多个地区停车场管理及收费标准。
　　系统软硬件可扩展：数据库和管理计算机通过标准TCP/IP连接，网络可扩展性强，可以根据需要在网络中增加管理工作站，增加其他应用工作站。硬件部分预留多个I/O口，RS232口等，可扩展功能模块。同时，可无缝扩展IC卡考勤，门禁，消费等一卡通系统。 

　　系统设计方案 

　　本停车场系统主要由四层结构组成： 

　　数据服务层：为系统最上层，存储，管理系统数据。
　　管理层：分出入口管理和系统管理。出入口管理是停车场出入口现场管理系统，负责现场控制设备的监控，现场出入车辆管理监控，主要有监控电脑、管理软件构成。
　　逻辑控制层：主要是逻辑控制，向下管理控制终端设备，向上接收管理层命令，并上传出入口数据信息。也可脱离管理层，独立工作。
　　终端设备层：是建立在控制层的基础上的功能模块，可以根据实际需要扩充新的模块，或减少不用的模块，当然，有些模块在系统中必可少。
　　下面，对主要的功能模块做介绍。
　　IC射频卡识别：IC射频卡识别，是射频通讯技术，不接触地读取卡内芯片内的数据，从而判别出卡的类型，再根据系统中设定的参数判断，控制道闸放行。
　　蓝牙远距离卡识别：是采用红外光激励定位与CDMA 扩频多址数字式技术，蓝牙通讯相结合的方法，同时具有红外线方向性好和微波二种方式的优点，又克服了二者的缺点，是停车场远距离读卡的理想方案。 

　　系统结构图 

　　系统入口流程
　　(1)固定卡车辆
　　固定卡车辆是持有蓝牙卡的车辆，是远距离读卡。
　　◇车辆驶入进站通道，车上的蓝牙卡接收到红外激励信号激活。
　　◇蓝牙卡以蓝牙无线通讯方式发送卡数据信息。
　　◇进制发卡器通过蓝牙读卡器，接收到卡信息，判断卡有效性。
　　◇发卡器上传电脑，显示该车登记的图像信息，并记录当前图像。
　　◇发卡器驱动道闸开闸放行
　　◇司机开车进入
　　◇道闸检测到车辆进场后自动关闭
　　(2)临时卡车辆
　　临时卡车辆是未登记车辆信息和发卡的车辆，进场时使用IC卡。
　　◇司机开车至进站发卡器旁，地感线圈感应到车辆
　　◇进站发卡器通过文字和语音提示司机取卡或读卡
　　◇司机按动进站发卡器的“取卡”按钮，发卡器自动吐出一张卡临时卡，并在卡上记录进场时间，控制电脑记录图片信息等。
　　◇司机将卡从吐卡口吐出后，道闸自动开启，司机开车进入。
　　◇道闸检测到车辆进场后自动关闭
　　车辆进场流程图： 

　　系统出口流程
　　(1)固定卡车辆
　　固定卡车辆是持有蓝牙卡的车辆，是远距离读卡。
　　◇车辆驶入出站通道，车上的蓝牙卡接收到红外激励信号激活。
　　◇蓝牙卡以蓝牙无线通讯方式发送卡数据信息。
　　◇进制发卡器通过蓝牙读卡器，接收到卡信息，判断卡有效性。
　　◇发卡器上传电脑，显示该车登记的图像信息，并记录当前图像。
　　◇发卡器驱动道闸开闸放行
　　◇司机开车进场
　　◇道闸检测到车辆出场后自动关闭
　　(2)临时卡车辆
　　临时卡车辆是未登记车辆信息和发卡的车辆，进场时使用IC卡。
　　◇司机开车至出站口，将临时卡交给值班人员，或在出站收费机上刷卡。
　　◇值班人员读卡成功后，输入选择车辆类型，收费机根据卡上记录的入场时间和当前的出场时间，计算停车费用。
　　◇计算结果显示在LED屏，电脑显示屏上，并用语音播报。
　　◇司机付款，值班人员收款后确认
　　◇电脑自动发出开闸信号，道闸自动升起，车辆出场
　　◇道闸检测到车辆出场后自动关闭
　　车辆出场流程图： 

　　车牌识别系统 

　　车牌识别的原理 
　　停车场车牌识别是基于数字图像分析处理技术，从摄像枪拍摄的现场车辆图片，识别出车牌号。具体过程为：摄像枪将拍摄到的包含车辆牌照的图像，通过传输通道，传输到计算机中进行预处理，再由检索模块对牌照进行搜索、检测、定位并分割出包含牌照字符的矩形区域，然后对牌照字符进行二值化并将其分割为单个字符，最后识别出车牌号的数字。 

　　车牌识别的用途
　　车牌识别技术应用于停车场系统，极大的提高了系统的安全，和操作的便利。
　　防止盗车：车辆入场时，识别出车牌号，将车牌号和卡自动绑定。在出场时，系统自动再次识别车牌，并根据读卡信息，从数据库查找入场信息，与入场车牌自动对比，判断是否进出同一辆，有效地杜绝偷车盗车的现象，保证车辆安全。同时省去人工对比图像的繁琐和失误。
　　一卡一车：通过车牌识别，将车牌和卡自动绑定，刷卡时可判断卡是否与车对应，防止一张卡重复进或出，逃避停车费用的问题。 

　　车牌识别的系统组成 

　　车牌识别系统配合停车管理软件，形成一套整的停车场管理系统，实现完善的停车场管理功能。系统的前端是网络摄像枪，在入口和出口采集进出的现场图像，通过网络传到管理电脑，输入车牌识别软件识别出车牌号。设备简洁，符合统一布线标准，安装施工方便。