基于Android和物联网的自助收费停车控制系统的设计

摘要

随着我国经济的高速发展，人们收入的提高和汽车成本的降低，国内私人汽车的保有数量快速增长，每年有大量汽车进入了千家万户。过多的汽车一方面造成了城市交通拥堵，出行不便;另一方面，由于城市中停车场的建设跟不上汽车增长的速度，因此大城市停车位难找，停车难的现象日益严重。传统的停车管理系统存在人工收费、排队时间长、车位难找、安全难以保障等诸多问题，越来越难以满足日益严峻的停车需求，因此借助新技术开发更加智能化、信息化、便捷化的停车管理系统势在必行。随着智能手机的普及以及物联网技术的成熟，本文提出了一种基于Android和物联网的自助收费停车控制系统的设计和实现。
　　自助收费停车控制系统设计了一种移动互联车位锁，该车位锁接入互联网，通过手机客户端App直接控制移动互联车位锁来完成自助停车过程和移动支付停车费用。系统主要包含了四个部分:车位锁控制器、停车场协调器、Android手机客户端App、系统服务器。车位锁控制器以STM32RTC6作为主控MCU，采用HC-SR04超声波测距模块检测停车位，结合中位值平均滤波和有限状态机车位检测算法提高检测的准确性和可靠性;通过手机App发送控制指令驱动步进电机控制车位锁的升起和降下，基于CC2530芯片进行ZigBee无线局域组网。停车场协调器负责底层ZigBee网络的组建和维护，并通过SIM900A模块和系统服务器实现基于GPRS的远程命令交互和数据通信，以及当用户离开停车位后，向用户手机发送GSM短信提醒。
　　Android手机客户端App包含用户注册、登陆和个人信息管理等功能，采用高德地图SDK开发组件，实现地图定位、搜索功能，可以实时直观地查看附近停车场和停车位使用情况，实现高效的停车引导;通过App在线完成停车位预约和自助使用停车位，并具备停车计时，移动端支付停车费用等功能。系统服务器包括通信服务器和数据服务器，主要实现Android客户端和停车场协调器之间的信息交互，停车场数据、用户资料、停车历史记录等数据的存储。
　　最后对系统各个模块进行功能验证以及系统联合测试，实现了停车引导、自助停车、停车计时、移动支付停车费用以及离开消息提醒等功能，系统具备智能化、便捷化、高效化和安全化的优点。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外发展现状

1．3 研究目的和主要内容

第2章 自助收费停车控制系统总体设计

2．1 系统需求分析

2．2 系统整体结构设计

2．2．1 车位锁控制器

2．2．2 停车场协调器

2．2．3 Android手机客户端

2．2．4 系统服务器

2．3 停车位检测技术

2．3．1 超声波检测原理

2．3．2 车位锁介绍

2．4 物联网技术选择

2．5 本章小节

第3章 移动互联车位锁控制系统的设计

3．1 硬件电路结构设计

3．2 STM32介绍及其外围电路

3．2．1 STM32芯片介绍

3．2．2 STM32最小系统电路

3．3 STM32程序设计

3．3．1 STM32软件开发环境介绍

3．3．2 停车场协调器程序设计

3．3．1 车位锁控制器程序设计

3．4 电源模块

3．5 超声波测距电路

3．6 车位检测算法的设计

3．6．1 超声波测距算法

3．6．2 中位值平均滤波

3．6．3 有限状态机检测算法

3．7 GPRS／GSM无线通信模块

3．8 ZigBee无线组网模块

3．8．1 CC2530介绍及其外围电路

3．8．2 ZigBee组网程序设计

3．9 OLED屏幕显示模块

3．10 电机驱动模块

3．11 本章小结

第4章 Android客户端App的设计

4．1 Android系统及其开发环境介绍

4．2 Android客户端需求分析

4．3 Android客户端框架设计

4．4 App开发技术介绍

4．4．1 高德地图SDK

4．4．2 Bmob移动支付SDK

4．4．3 LeanCloud数据存储SDK

4．5 APP功能模块的设计

4．5．1 用户管理

4．5．2 附近停车场查看

4．5．3 停车位预约和使用

4．5．4 停车费用支付

4．5．5 停车记录查询

4．6 本章小结

第5章 系统服务器的设计

5．1 通信服务器的设计

5．1．1 Socket网络编程介绍

5．1．2 数据库系统设计

5．1．3 通信服务器工作流程

5．2 数据服务器的设计

5．2．1 LeanCloud后端云介绍

5．2．2 数据表设计

5．3 本章小结

第6章 系统整体功能测试

6．1 系统硬件电路功能测试

6．1．1 停车位检测功能测试

6．1．2 模拟车位锁升降功能测试

6．1．3 物联网接入功能测试

6．2 客户端App功能测试

6．2．1 用户注册登录功能测试

6．2．2 用户信息管理功能测试

6．2．3 地图定位搜索功能测试

6．2．4 支付功能测试

6．3 模拟自助停车流程测试

6．4 本章小结

总结和展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文