基于物联网的智能停车场管理系统设计与实现

摘要

我国机动车的数量快速增长，导致停车场车位与车辆的矛盾日益尖锐。传统停车场采用有线通信的方式，布线混乱，花费的设计成本较高；管理员与用户无法直观看到停车场车位占有情况，无法快速寻找空闲的车位，不能实现车位的远程预定与智能缴费。为了提高车位的利用率，提升停车场的管理水平，实现停车场的远程控制与管理。本文基于物联网技术，采用STM32嵌入式模块与CC2530无线通信模块作为系统硬件控制部分，搭建了ZigBee与GPRS无线通信网络，设计了智能停车场管理系统。 本文的研究内容如下： (1) 设计了基于物联网的智能停车场管理系统，系统主要包括四部分：终端节点、路由节点、协调器节点与远程控制端，远程控制端包括服务器与客户端。终端节点HC-SR04超声波传感器对车位信息实时采集，为了减小车位采集过程中产生的误差，增加温度补偿电路与中值滤波相配合的方法实现精准测量。采集的车位信息通过ZigBee无线通信网络传送至路由节点，路由节点把车位信息进行存储并转发给协调器节点，协调器通过GPRS网络与服务器建立通信连接，实现信息交互的功能。 (2) 开发了监控中心与手机客户端，实现停车场的远程控制与管理的功能。监控中心访问服务器中的数据库，将车位占有情况与车辆信息通过可视化界面实时显示，也可导出SQL Server数据库查看历史信息，方便了管理员对系统的智能监管。用户也可通过停车场入口LED 点阵显示屏可以看到车位剩余情况，在手机客户端通过Internet网络访问服务器获得车位的信息，完成车位的提前预定与智能缴费的功能。 (3) 搭建了两层的模拟停车场运行平台，每层车位分为A，B两个区，每个区的车位上端的传感器分别连接终端节点1与终端节点2，做了大量的节点间通信实验，测量PER误包率与RSSI信号强度的值得出此系统的有效通信距离。并对系统进行全真模拟，验证了系统稳定性较好，能够实现停车场的智能管理。

目录

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第一章 绪论

1.1 选题的背景及意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 研究的主要内容及创新点

1.4 内容安排

第二章 系统总体设计

2.1 物联网架构

2.2 ZigBee与GPRS无线通信网络选择

2.3 系统总体设计与设计原则

2.4 本章小结

第三章 系统硬件电路设计

3.1 硬件电路总体设计

3.2 无线通信模块设计

3.3 终端节点硬件电路设计

3.4 路由节点硬件电路设计

3.5 协调器节点硬件电路设计

3.6 本章小结

第四章 系统软件的设计和实现

4.1软件总体设计

4.2 ZigBee通信网络组建

4.3 终端节点程序设计

4.4 路由节点程序设计

4.5 协调器节点程序设计

4.6 服务器与数据库设计

4.7 监控中心界面设计

4.8 手机客户端设计

4.9 本章小结

第五章 系统测试

5.1 硬件电路测试

5.2 软件测试

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

硕士期间发表的学术论文及科研获奖

致谢