楊平+霍柏宇+孫昊+劉紅日+王敏

【摘要】 隨著城市汽車數(shù)量的增長，停車難的問題日益凸顯。本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，管理整個(gè)城市的停車場(chǎng)，向駕駛?cè)藛T提供停車位查詢、預(yù)約等信息服務(wù)，能夠有效緩解停車難的問題。

【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) 停車位 信息服務(wù)

一、引言

根據(jù)公安部交管局統(tǒng)計(jì)，截至2016年底，全國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.9億輛，其中汽車1.94億輛 [1]。如此多的汽車出行，停車難成為城市的一個(gè)通病。停車難的一部分原因是停車位信息和司機(jī)之間的信息不匹配造成的。針對(duì)這個(gè)問題，本項(xiàng)目基于物聯(lián)網(wǎng)[2]信息公告服務(wù)，向駕駛?cè)藛T提供停車位信息。

二、整體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的主要目的是向駕駛?cè)藛T提供可靠的可用停車車位信息查詢和預(yù)約功能，緩解停車難的問題。本服務(wù)的信息源則來自物聯(lián)網(wǎng)的信息采集。用戶在手機(jī)應(yīng)用程序上發(fā)出的一個(gè)簡(jiǎn)單的請(qǐng)求，手機(jī)應(yīng)用程序（APP）能夠確定當(dāng)前GPS并由用戶選擇搜索附近一定范圍的停車場(chǎng)；云端服務(wù)器收到用戶請(qǐng)求后進(jìn)行計(jì)算（云計(jì)算）并查詢合適的停車位后返回一串JSON字符串，手機(jī)APP讀取JSON并解析，匯總成用戶界面上可直觀查閱的停車場(chǎng)信息。此處的停車場(chǎng)信息是由物聯(lián)網(wǎng)端進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新。部署在停車位上的傳感器對(duì)當(dāng)前車位是否在使用進(jìn)行判斷，并實(shí)時(shí)回傳給網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)與服務(wù)器端進(jìn)行通信。服務(wù)器端上的數(shù)據(jù)庫代理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行容錯(cuò)，檢驗(yàn)處理并更新數(shù)據(jù)庫停車位信息。而手機(jī)APP可以根據(jù)用戶根據(jù)個(gè)人喜好選擇合適的停車場(chǎng)并進(jìn)行導(dǎo)航。

三、云端停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

云端管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理全部的停車場(chǎng)，計(jì)算各個(gè)停車場(chǎng)的空閑停車位。當(dāng)收到手機(jī)APP發(fā)送的停車請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算車輛的位置及運(yùn)動(dòng)方向，計(jì)算以車輛所在位置為半徑，周圍的停車場(chǎng)的空閑停車位，并把停車位信息返回值手機(jī)APP端。中央管理系統(tǒng)可以接受手機(jī)端的APP停車位預(yù)約，并把預(yù)約信息發(fā)送到相應(yīng)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)。

主要的功能包括：1、計(jì)算車輛周圍停車場(chǎng)的停車位，并將相應(yīng)的信息發(fā)送至手機(jī)客戶端。2、接受手機(jī)客戶端的停車位預(yù)約，并通知預(yù)約的停車場(chǎng)，預(yù)留停車位并開始計(jì)費(fèi)。3、當(dāng)車輛離開停車場(chǎng)進(jìn)行交費(fèi)時(shí)，接受第三方的支付消息，通知該停車場(chǎng)將交費(fèi)車輛放行。

云端停車場(chǎng)管理系統(tǒng)與各停車場(chǎng)管理系統(tǒng)通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，不同的停車場(chǎng)條件不同，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不同。為了最后進(jìn)行統(tǒng)一的成本核算，每輛車的停車費(fèi)用都要寫入云端管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。停車場(chǎng)管理系統(tǒng)與中央管理系統(tǒng)采用TCP連接，提高整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度。云端停車位管理系統(tǒng)一直運(yùn)行，可以實(shí)時(shí)監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)中轉(zhuǎn)設(shè)備端消息并對(duì)其進(jìn)行加工處理后將有效信息插入數(shù)據(jù)庫。程序是以C++編寫集合多線程技術(shù)和Socket編程。軟件的主要功能分為兩部分：第一部分為數(shù)據(jù)接收（TCP服務(wù)器）。軟件的主線程是通過Socket編程，TCP服務(wù)器技術(shù)，以傳輸和接受TCP報(bào)文的方式監(jiān)聽并接收網(wǎng)關(guān)中轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)送到固定端口的數(shù)據(jù)。并且每隔3秒更新一次收到數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，減少對(duì)服務(wù)器的壓力。第二部分為數(shù)據(jù)處理和插入部分。子線程數(shù)據(jù)處理部分在接受到主線程傳輸?shù)男畔⒑髮?duì)接受到的消息進(jìn)行有效性判斷（與正確的信息格式進(jìn)行比對(duì)）將不合格的信息丟棄，對(duì)正確的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理及加工。然后連接到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行插入和修改。

四、手機(jī)APP的設(shè)計(jì)

手機(jī)APP為用戶提供了停車位查詢、預(yù)約、以及支付的功能。用戶首先注冊(cè)進(jìn)行注冊(cè)、設(shè)定自己默認(rèn)的車輛的車牌號(hào)。戶通過手機(jī)APP發(fā)出查詢請(qǐng)求，用戶請(qǐng)求中包括當(dāng)前經(jīng)緯度，欲查詢范圍大小（可選1000米，2000米和3000米）。云端服務(wù)器將會(huì)相應(yīng)用戶請(qǐng)求進(jìn)行查詢，并將查詢到用戶指定位置一定范圍內(nèi)合適的停車場(chǎng)信息返回給APP。停車場(chǎng)信息包括停車場(chǎng)的經(jīng)緯度，停車場(chǎng)可用空閑車位，停車場(chǎng)位置，停車場(chǎng)名字等信息。APP解析到服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)后將把這些信息處理，呈現(xiàn)在用戶界面上。用戶將可以在APP上看到可用的停車位信息，點(diǎn)擊停車場(chǎng)信息后能夠進(jìn)行導(dǎo)航。在行進(jìn)過程中，需要停車時(shí)，軟件將為用戶推薦以車輛為中心的周圍附近的停車位信息。用戶可以用自己的車牌號(hào)提前預(yù)約某個(gè)停車場(chǎng)的停車位。當(dāng)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)入口時(shí)，停車管理系統(tǒng)獲取車輛的車牌號(hào)，并給車輛分配停車位；車輛離開時(shí)，管理系統(tǒng)獲得車輛的車牌號(hào)，計(jì)算停車時(shí)間，生成停車費(fèi)用。用戶可以繳費(fèi)通過，也可以通過手機(jī)APP轉(zhuǎn)入第三方交費(fèi)平臺(tái)，交費(fèi)成功后，車輛被放行。手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)的主要功能有：1、查找停車位；2、停車位預(yù)約；3、停車費(fèi)支付。

結(jié)束語：本系統(tǒng)的公告服務(wù)與手機(jī)APP結(jié)合，能夠?yàn)轳{駛員及時(shí)提供停車位信息，同時(shí)也能夠提高現(xiàn)有的停車位的利用率，從而有效緩解停車難的問題。基于用戶的停車信息，可以使用大數(shù)據(jù)[3]分析出用戶的停車習(xí)慣，合理優(yōu)化停車場(chǎng)提供科學(xué)依據(jù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]http：//www.mps.gov.cn/n2255040/n4908728/c5595634/content.html 2016年全國機(jī)動(dòng)車和駕駛?cè)吮３挚焖僭鲩L

[2] Gubbi J， Buyya R， Marusic S， et al. Internet of Things （IoT）： A vision， architectural elements， and future directions[J]. Future Generation Computer Systems， 2012， 29（7）：1645-1660.

[3] Manyika J， Chui M， Brown B， et al. Big Data： The Next Frontier for Innovation， Comptetition， and Productivity[J]. Analytics， 2011.