停车场系统“一车一卡一位”管理模式设计方案

　　(2)按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡主要有125kHz和134.2kHz两种，中频射频卡频率主要为13.56MHz，高频射频卡主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统;高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。

　　(3)按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器;被动式射频卡使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波来调制自己的信号，该类技术适合用在门禁或交通应用中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。在有障碍物的情况下，用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频卡发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频卡主要用于有障碍物的应用中，距离更远(可达30m)。

　　(4)按作用距离可分为密耦合卡(作用距离小于1cm)、近耦合卡(作用距离小于15cm)、疏耦合卡(作用距离约1m)和远距离卡(作用距离至少1m以上)。

　　(5)按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。

　　系统工作流程

　　停车场管理系统运行过程是以顾客停车取车的过程为基础的，停车场的工作流程也始终以用户车辆进出停车场的流程为中心。停车场用户一般分为临时用户和固定用户两大类。

　　1.临时用户

　　临时用户是指临时使用停车场停车的用户，这类用户的停车行为一般具有临时性，随机性，使用频次低的特征。临时用户潜在数量庞大且身份不确定。

　　2.固定用户

　　固定用户是指长期固定使用停车场停车的用户，这类用户的停车行为一般具有长期性、规律性、使用频次高的特征。固定用户一般是停车场附近单位的工作人员或生活区的住户，数量在一定时间内是确定的。

　　针对停车场用户一般分为临时用户和固定用户的实际情况，系统出入场工程流程也分为针对临时用户和固定用户的两种情况。

　　为了在方便管理的同时尽量降低成本，停车场管理系统针对不同用户采用不同的管理介质。由于临时用户使用的频率较低，针对这类用户一般采用的是入场时临时发卡，出场时即时收费并回收卡片的方式。这里临时用户选择采用近距离的无源射频卡(临时卡)；针对固定用户使用频率较高的状况，为了方便管理，简化收费手续，系统为这类用户建立个人档案，把用户的姓名、性别等个人基本资料以及包括用户车辆型号、车牌、品牌等在内的车辆信息存储在数据库内。另外，在我国2.4GHz～2.4835GHz的频段是无需向国家无线电管理委员会申请使用许可证的公用频段，所以系统选择给用户分配一张带键盘的远距离2.4GHz有源射频卡(长期卡)。带键盘主要是为固定用户在驶离停车场时作输入密码之用，通过密码确认的方式来杜绝因卡片被窃所导致的车辆被盗现象的发生。卡的ID作为数据库中各关联数据表的主键。收费一般采用按月或按年预充值的形式。远距离射频卡与自动化的出入口控制系统结合可以实现对于固定用户在不停车的情况下完成所有的操作，大大方便了用户的停车，提高了停车场的通行效率，减少了出入口的拥塞现象出现。

　　入场工作流程

　　临时车辆入场工作流程

　　临时车辆进入停车场时，设在车道下的车辆感应线圈检测到车辆的到来。将有车信号传送给入口控制器，入口控制器获取车辆到来的信号后，向相关设备发出指令，启动摄像系统和车辆识别系统。经计算机对图像进行处理后，记录车辆的牌照信息、颜色信息、车型信息等。语音提示设备提示用户按动取卡按钮，入口控制器检测到取卡信号后，通过串口给发卡机发送发卡命令。发卡机接到命令停车场智能管理系统后，发出一张临时用户卡，刚才系统所获取的信息即与此卡的ID号对应起来。

　　同时语音提示器提示用户取走临时卡。如果用户在规定时间内不取卡，发卡机将自动吞回用户卡，入口控制器取消此次入场工作。用户取走卡后，发卡机发出用户已取走卡的信号给入口控制器，入口控制器抬起栏杆，用户驾车驶入停车场。入口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号出现“有车→无车”变化后，才自动将栏杆放下，以杜绝砸车事件的发生。入口控制器接收到入口栏杆出现“抬杆→落杆”的动作后，确认本次入场过程已经完成。

　　长期卡入场工作流程

　　当持长期卡的用户车辆进入入口读卡器的感应范围时，读卡器即与射频卡之间建立起信息交换系统，射频卡向读卡器发送卡信息，读卡器判断射频卡的合法性和时间有效性，如有效则获取射频卡的ID号，并将其上送至数据处理中心。

　　同时，摄像系统和车辆识别系统将启动。摄入车辆图像，经车辆识别系统分析后，获得牌照信息、颜色信息、车型信息等;数据处理中心根据读卡器上传的ID号，查询数据库中与此ID号相关的车辆信息，并与刚才实时获取的信息进行比对，若不符合则拒绝放行，并给出告警信息和出错提示信息。另外，数据处理中心还会检查此固定卡是否过期，如果过期则会提示“用户余额不足，请尽快充值”等信息。若符合条件，则给入口控制器一个有效信号，抬起栏杆，用户驾车驶入停车场。入口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号出现“有车→无车”变化后，将栏杆放下。入口控制器接收到入口栏杆出现“抬杆→落杆”的动作后，确认本次入场过程已经完成。由于长期卡与读卡器的信息交换距离在从十几米到数十米，并且都是在空间里完成的，时间花销短，所以当车辆到达入口时，电动栏杆已经抬起，这样便实现了固定用户的不停车操作。

　　出场工作流程

　　临时卡出场工作流程

　　用户驾驶车辆进入停车场离场通道，停在出口处，车辆检测器检测到有车后，向出口控制器发出有车信号。摄像系统和车辆识别系统启动，摄入车辆图像，经车辆识别系统分析后，获得牌照信息、颜色信息、车型信息等；用户将入场时取得的用户卡交给管理人员，管理人员通过出口读卡机读取用户卡ID信息，并将用户卡收回循环使用。数据中心通过检索数据库中对应ID号，获得该用户卡的类型(临时卡)、入场时间，并查询数据库中与此ID号相关的车辆信息，并与刚才实时获取的信息进行比对，若不符合则拒绝放行，并给出告警信息和出错提示信息。若符合，数据中心根据车辆在场内停留时间和计费费率，计算出用户应缴费额，并显示在金额显示器屏幕上。同时语音提示设备提示用户应缴纳的金额，用户交纳相应费用后，管理人员将找零和打印的收费票据一并交给用户，按交易完成键，确认交易完成后，通过出场控制器打开出口电动栏杆，用户驾车驶出停车场。出口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号出现“有车→无车”变化后，自动将栏杆放下。计算机接收到出口栏杆出现“抬杆→落杆”动作后，确认本次出场过程已经完成，将先前获得的用户卡号、入场时间、出场时间保存到相应数据库中备查，完成一次出场过程。

　　长期卡出场工作流程

　　持长期卡用户的车辆到来时，用户通过键盘输入密码，读卡器获取该卡的信息，将信息上送到数据处理中心，启动车辆图像识别系统，判断用户卡的有效性和密码，并将数据中心查询到的与此ID号相关的车辆信息与车辆识别系统获取的信息进行比对，如果符合，则给出口控制器一个有效信号，由出口控制器控制抬起出口电动栏杆，用户驾车离开停车场，完成一次出场过程。

　　内部工作流程

　　内部工作流程主要是用户从入口出发找到停车位存车以及取车出场的过程。自动泊车引导系统主要负责停车场中最佳有效停车位和最短路径的寻找，停车路径和停车位编号指示，以便用户快速找到空的有效停车位。当车辆检测器检测到有车来时，停车场内部的车位检测系统便将检测到的车位信息送给中心处理计算机进行数据处理，找到当前的最佳有效停车位和最短路径，并且将有效停车位的编号和路径一起显示在指示屏上，为了方便顾客，路径信息中还包括了每个交叉口的转向信息，即在每一个交叉路口都有相应的显示屏显示顾客向左向右等转向信息，方便顾客在停车场中快速、准确的找到指定停车位。泊车引导系统的数据处理中心还可以通过专线方式将停车场当前的车位信息上送给城市或区域交通指挥中心，为城市智能交通信息系统提供信息支持，使其完成城市交通诱导功能，起到缓解交通压力的作用。

　　管理系统组成

　　有了系统功能需求以后就可以确定系统的外部实体，根据系统功能和系统外部实体，我们就可以从总体上对停车场管理系统进行设计。

　　系统设备组成

　　停车场管理系统组成主要分为硬件系统和软件系统两大部分。按照停车场的工作流程和管理系统的功能以及设备的安装位置，可以把硬件系统设备分为以下7大类。

　　(1)入口设备包括：入口自动吐卡机，入口读卡器，微波天线，车辆检测器，入口语音提示设备，入口控制器，入口电动栏杆，入口栏杆用车辆检测器，入口车道摄像机，车位满指示屏，入口声光报警装置；

　　(2)出口设备包括：出口读卡机，出口读卡机用车辆检测器，出口语音提示设备，出口控制器，停车费用显示屏，出口电动栏杆，出口栏杆用车辆检测器，出口车道摄像机，出口声光报警装置；

　　(3)用户收费终端设备包括：计算机，视频捕捉卡，485通信卡，收费票据打印机；

　　(4)数据处理中心设备包括：数据服务器，中心读写卡机，后备电源，通信Modem；

　　(5)自动泊车引导设备包括：车位信息处理计算机，车位信息检测系统，泊车引导电子显示屏，语音提示设备；

　　(6)停车场监控设备包括：监控摄像头，视频卡，显示器，声光报警装置；

　　(7)其他设备包括：照明设备，通风设备，消防设备等。

　　系统设备功能

　　入口设备是车辆进入停车场(停车)过程中所使用设备的集合。其应具备的功能包括车辆检测、发卡、读卡、摄取车辆图像信息、控制车辆进场、显示停车位信息等。其核心功能是车辆检测设备检测车辆到来，管理介质识别设备获得用户在管理系统中的身份标识，摄像设备获取车辆的相关特征信息，检验用户是否具有存车的权限并通过相关设备控制用户的存车行为。

　　出口设备是车辆驶离停车场(取车)过程中使用的设备的集合。其功能包括检测车辆、读卡、车辆特征信息匹配、通过电动栏杆控制车辆出场等。其设备的核心功能是通过管理介质识别设备获得用户车辆在管理系统中的身份标识，获取车辆的相关特征信息，将车辆入场和出场车辆特征信息进行对比，检验用户是否具有取车的权限，控制用户的取车行为。

　　用户收费管理设备是停车场管理系统底层硬件设备的控制中心，负责所有底层硬件设备状态检测、数据通信及控制功能。用户收费管理设备作为系统前端应用软件的运行平台，应为管理者提供友好的管理系统界面，显示设备运行情况和停车场管理信息，负责停车计费收费，执行用户发出的管理命令，给出口设备下发控制信息。通过停车费用金额显示器、票据打印机等配套设备，收费终端可以完成停车交易的结算功能。

　　数据处理设备是系统数据库运行和数据处理的硬件平台，其功能是保证数据库系统的稳定运行，保证管理系统数据、用户数据、车辆特征信息数据、以及泊车路径信息等被全可靠的存储和查询以及车辆识别系统的正常运行。自动泊车引导设备是在为顾客进行泊车引导中所使用的停车位检测设备，引导信息显示设备以及车位信息处理设备的集合，其功能是当有车辆到来时，快速的为顾客找到符合最短路径的有效停车位编号及泊车路径，并在停车过程中对顾客给予车位指示和路径指示。

　　停车场智能管理系统

　　停车场监控及报警设备是对停车场内部状态进行监控的摄像机、声光报警、自动拔号报警等设备，主要功能是对停车场内部状态进行监控并结合报警装置在有危险情况发生时产生报警，以引起工作人员注意，保证停车场安全。

　　小结

　　本章对停车场智能管理系统进行了总体设计。通过需求分析，明确了停车场应具备的功能，并对实现这些功能的硬件设备作了一个简要的介绍。通过对各种管理介质的分析比较，选定了射频卡作为系统的管理介质。以此为基础，针对停车场的临时用户和固定用户进行了工作流程的优化设计，实现了固定用户的不停车出入。